EP2163180A2 - Vacuum cleaner, in particular floor vacuum cleaner - Google Patents

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EP2163180A2
EP2163180A2 EP20090014721 EP09014721A EP2163180A2 EP 2163180 A2 EP2163180 A2 EP 2163180A2 EP 20090014721 EP20090014721 EP 20090014721 EP 09014721 A EP09014721 A EP 09014721A EP 2163180 A2 EP2163180 A2 EP 2163180A2
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EP
European Patent Office
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vacuum cleaner
accumulator
mains voltage
cleaner according
lower shell
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20090014721
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German (de)
French (fr)
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EP2163180A3 (en
Inventor
Andre Bertram
Manfred Gerhards
Volker Gerth
Oliver Liebig
Rainer Schultz
Heiko Stork
Dirk Wegener
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
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Publication date
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Publication of EP2163180A3 publication Critical patent/EP2163180A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2889—Safety or protection devices or systems, e.g. for prevention of motor over-heating or for protection of the user
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    • A47L9/2868—Arrangements for power supply of vacuum cleaners or the accessories thereof
    • A47L9/2884—Details of arrangements of batteries or their installation

Definitions

  • the invention relates to a vacuum cleaner, in particular vacuum cleaner, with a housing in which a motor-driven suction fan and a device for producing the power supply of the fan motor is arranged.
  • vacuum cleaners which have a power supply line. These have the disadvantage that for their energy supply a mains voltage must be present in reachable. This is especially not the case when cleaning stairs or motor vehicles, so that then has to work with extension cables, which reduces the ease of use.
  • vacuum cleaners which can be operated independently of the mains, wherein for mains-independent operation, a power supply module is provided which has, for example, one or more battery cells.
  • a vacuum cleaner is known, which has in its housing an externally accessible cavity for receiving a removable battery assembly.
  • the local vacuum cleaner has means for releasably holding the battery assembly to the cavity.
  • the operating voltage would be reduced to at least one third of this voltage, which would lead to a reduction of the maximum power to one-ninth compared to the mains operation. For a satisfactory accumulator operation would no longer be possible.
  • the invention thus raises the problem of disclosing a vacuum cleaner of the type mentioned, which allows both a network operation and a network-independent operation.
  • this problem is solved in that within the housing, both an accumulator and a cable drum for the optional operation of the vacuum cleaner in accumulator and mains voltage operation are arranged as firmly integrated components.
  • the user can use the vacuum cleaner as a hybrid vacuum cleaner without retrofitting in both modes, where it can be used in mains voltage operation as a fully fledged vacuum cleaner and in battery mode for the "intermediate suction" is fast and flexible with slightly lower, but still acceptable suction available. The latter is especially true for places that are not usually within reach of a power outlet, z. As garden sheds, terraces, stairs or cars.
  • the accumulator is arranged in a lower shell at the bottom of the housing.
  • the lower shell is double-walled with stiffening struts.
  • a plurality of individual accumulator cells are arranged in the lower shell and / or if removal openings for the accumulator or the accumulator cells are provided in the lower shell.
  • mains voltage supply is sensed by a further circuit arrangement and the operating mode with supplied mains voltage to mains voltage operation and not available mains voltage supply to accumulator operation is adjustable.
  • An advantageous method for operating such a vacuum cleaner is characterized in that the mains voltage operation, a charge of the accumulator takes place, so that the vacuum cleaner can then be operated at any time without power cord.
  • the further circuit arrangement reduces the maximum value, which can be selected by means of a power controller, for the fan power in the case of accumulator operation in relation to the mains voltage operation. This makes it clear to the user that he can no longer set the full power available in mains operation in battery operation.
  • the mains voltage operation and the accumulator operation must be locked against each other, for example by a change-over relay.
  • FIGS. 1 to 3 in particular show a inventively designed as a hybrid vacuum cleaner vacuum cleaner 1.
  • a cable drum 2 (see FIG. 6 ) provided thereon with power supply cable 3, which as in other manufactured and distributed by the Applicant vacuum cleaners (see also DE 10 2005 018 908 ) Rear right inside the housing 4 and therefore not visible in the figures.
  • the guided out of the housing 4 end of the connecting cable 3 is shown together with power plug 3.1.
  • an accumulator 5 is present, wherein the accumulator 5 and the cable drum 2 are arranged as firmly integrated components in the vacuum cleaner housing 4.
  • the accumulator 5 is arranged in a lower shell 6 at the bottom of the housing 4.
  • the lower shell 6 is in isolated representation again in the FIG. 4 shown in perspective.
  • the accumulator 5 is constructed of individual cells 7, which are electrically connected in series to generate an output voltage of about 65 volts (not shown).
  • the lower shell 6 is double-walled with stiffening struts 8, so that the shell 6 provides sufficient strength.
  • the lower shell removal openings 11 are provided for replacing the battery cells 7.
  • the accumulator cells 7 are arranged in the front region of the lower shell 6 below the dust chamber 9, which brings with it the advantage that cooling of the cells 7 takes place during the charging process by the sucked air into the dust chamber 9.
  • FIG. 5 shows in plan view in particular the area of the vacuum cleaner 1, in which between the power button 12 and the button 13 for actuating the automatic cable winder, a control panel 14 with a plus-minus button 15 and an associated display 16 is arranged. With the plus-minus button 15, the power of the fan motor 10 is set.
  • FIG. 6 shows in isolation the electrical diagram of the power supply for a further embodiment of a hybrid vacuum cleaner 1, as already described. It will be used for the symbols of the components that in the FIGS. 1 to 5 are represented representationally, the same reference numerals.
  • a universal motor 100 which can be operated with a nominal voltage of 230 volts is provided for the drive of the fan, which receives an electrical power of approximately 2000 watts at this voltage.
  • the voltage of 230 volts passes through the cable drum 2 to a junction 101 and from there on the one hand to a charging rectifier 102 and on the other hand to the power adjustment.
  • a known phase-angle control 103 is used. The voltage thus generated is applied to the two terminals X and Y and feeds from there the two halves of a stator winding consisting of the coils 104 and 105.
  • FIG. 7 shows the entire stator winding package with the two coils 104 and 105 and the connection terminals 106 to 109.
  • the two terminals 106 and 107 form the contact with the winding beginnings of the two coils 104 and 105 and additional holders and terminals for the carbon brushes 110 and 111, the latter are in FIG. 7 not shown, only in FIG. 6 symbolically indicated.
  • the anchor 112 is also only in FIG. 6 symbolically represented.
  • the terminals 108 and 109 make contact with the coil ends of the coils 104 and 105 and are connected to the terminals X and Y. In mains voltage operation, the voltage generated by the phase control 103 is therefore applied to the entire coil package.
  • FIG. 6 The in FIG. 6 shown accumulator 5 generates a voltage of 88 volts. In mains voltage operation, it is charged via the charging rectifier 102. When not contacted mains plug 3.1 and actuated power button 12, he gives his voltage to a further power adjustment, this is constructed as a pulse width modulator 115. The power adjustment is also by the plus-minus button 15. The positive output of pulse width modulated accumulator voltage is then passed to the terminal Z. In the FIG. 7 It can be seen that this terminal Z is connected to a tap 116, which is contacted directly with the connection terminal 117 for a carbon brush 110. The negative output of the pulse width modulated accumulator voltage is fed to the terminal X and contacted from there via the terminal 109 to the end of the coil 104.
  • the carbon brush 110 is directly connected to the positive voltage and the negative voltage across the coil 104, on the one hand the polar wear of the carbon brushes 110 and 111, ie the transport of the coal ions from the anode to the cathode is kept low and, on the other hand, the commutation in the first place allows.
  • the device If the device is switched off and the power plug 3.1 is not plugged in, no function of the vacuum cleaner 1 is possible. If the device is switched off and the power plug 3.1 is contacted, the battery cells 7 are charged. If the device is turned on via the on-off button 12 and plugged in the power plug 3.1, the battery cells 7 are charged and the vacuum cleaner 1 runs in line voltage operation. If the device is turned on via the on-off button 12 and the power plug 3.1 is not contacted, the vacuum cleaner 1 runs exclusively in battery operation. It thus becomes clear how easy to use the hybrid vacuum cleaner 1 according to the invention is. In which operating mode the hybrid vacuum cleaner 1 according to the invention is operated, thus ultimately depends only on whether the power plug 3.1 is contacted or not.
  • an unillustrated rotary potentiometer can be used whose power setting is not labeled with numbers, but only with "Max” and "Min”.
  • the "Max” position then corresponds to 2000 or 1200 watts, in accumulator mode 600 watts.
  • the "Min” position corresponds to the setting of 300 watts.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Vacuum Cleaner (AREA)

Abstract

Vacuum cleaner e.g. floor vacuum cleaner (1) has housing (4) in which a motor-operated suction fan and a device for generating the power supply of the fan motor are disposed. A battery and a cable drum are arranged in the housing as permanently integrated components so as to selectively operate the vacuum cleaner on battery power and on mains voltage. An independent claim is also included for the method of operation of the vacuum cleaner.

Description

Die Erfindung betrifft einen Staubsauger, insbesondere Bodenstaubsauger, mit einem Gehäuse, in dem ein motorbetriebenes Sauggebläse sowie eine Vorrichtung zur Herstellung der Energieversorgung des Gebläsemotors angeordnet ist.The invention relates to a vacuum cleaner, in particular vacuum cleaner, with a housing in which a motor-driven suction fan and a device for producing the power supply of the fan motor is arranged.

Aus dem Stand der Technik sind allgemein Bodenstaubsauger bekannt, die über eine Netzversorgungsleitung verfügen. Diese besitzen den Nachteil, dass zu ihrer Energieversorgung eine Netzspannungsdose in erreichbarer Nähe vorhanden sein muss. Dies ist insbesondere beim Säubern von Treppen oder von Kfz's nicht der Fall, so dass dann mit Verlängerungskabeln gearbeitet werden muss, was den Bedienungskomfort vermindert. Bekannt sind ebenfalls Staubsauger, die netzunabhängig betrieben werden können, wobei zum netzunabhängigen Betrieb ein Energieversorgungsmodul vorgesehen ist, das beispielsweise eine oder mehrere Akkumulatorenzellen aufweist. So ist beispielsweise aus der EP 0 401 531 B1 ein Staubsauger bekannt, der in seinem Gehäuse einen von außen zugänglichen Hohlraum zur Aufnahme einer herausnehmbaren Batterieanordnung aufweist. Der dortige Staubsauger weist Mittel zum lösbaren Haltern der Batterieanordnung an dem Hohlraum auf. Batterie- oder Akkumulatorgespeiste Staubsauger besitzen den Nachteil, dass wegen der hohen Leistungsaufnahme des Sauggebläses die Ladekapazität in der Regel nicht zum gründlichen Säubern eines großen Teppichs oder eines mit Teppichboden ausgelegten Raums ausreicht, so dass mehrmals nachgeladen werden muss. Auch dies vermindert den Bedienungskomfort.From the prior art generally vacuum cleaner are known, which have a power supply line. These have the disadvantage that for their energy supply a mains voltage must be present in reachable. This is especially not the case when cleaning stairs or motor vehicles, so that then has to work with extension cables, which reduces the ease of use. Also known are vacuum cleaners, which can be operated independently of the mains, wherein for mains-independent operation, a power supply module is provided which has, for example, one or more battery cells. For example, from the EP 0 401 531 B1 a vacuum cleaner is known, which has in its housing an externally accessible cavity for receiving a removable battery assembly. The local vacuum cleaner has means for releasably holding the battery assembly to the cavity. Battery or accumulator-fed vacuum cleaners have the disadvantage that because of the high power consumption of the suction fan, the loading capacity is generally not sufficient to thoroughly clean a large carpet or carpeted space, so that several times must be recharged. This also reduces the ease of use.

Weiterhin ist aus dem Stand der Technik gemäß der DE 10 2004 018 793 A1 ein elektrisches Bodenreinigungsgerät bekannt, bei dem ein Aufnahmeraum vorhanden ist, der wahlweise zur Halterung entweder des Energieversorgungsmoduls oder eines Kabeltrommelmoduls ausgebildet ist. Hier besteht zwar der Vorteil, dass zu einem sehr späten Fertigungszeitpunkt entschieden werden kann, ob der Staubsauger für den Netz- oder Akkumulatorbetrieb hergestellt wird, letztendlich wird aber ein Staubsauger produziert, welcher nur eine der beiden Betriebsvarianten mit den entsprechenden Nachteilen besitzt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass außer dem wahlweisen Einsatz eines Akkumulators oder einer Kabeltrommel keine weiteren Anpassungen vorgenommen sind. Es ist deshalb davon auszugehen, dass der Gebläsemotor für einen Betrieb bei einer Netzspannung von 230 Volt ausgelegt ist. Bei einer Stromversorgung mittels eines Akkumulators würde die Betriebsspannung mindestens auf ein Drittel dieser Spannung reduziert, was zu einer Verringerung der Maximalleistung auf ein Neuntel gegenüber dem Netzbetrieb führen würde. Damit wäre ein zufriedenstellender Akkumulatorbetrieb nicht mehr möglich.Furthermore, from the prior art according to the DE 10 2004 018 793 A1 an electric floor cleaning device is known in which a receiving space is present, which is optionally designed for holding either the power supply module or a cable drum module. Although there is the advantage that it can be decided at a very late production time, if the vacuum cleaner for mains or accumulator operation is produced, but ultimately a vacuum cleaner is produced, which has only one of the two operating variants with the corresponding disadvantages. Another disadvantage is that except the optional use of a rechargeable battery or a cable drum no further adjustments are made. It is therefore assumed that the blower motor is designed for operation at a mains voltage of 230 volts. In the case of a power supply by means of a rechargeable battery, the operating voltage would be reduced to at least one third of this voltage, which would lead to a reduction of the maximum power to one-ninth compared to the mains operation. For a satisfactory accumulator operation would no longer be possible.

Der Erfindung stellt sich somit das Problem, einen Staubsauger der eingangs genannten Art zu offenbaren, welcher sowohl einen Netzbetrieb als auch einen netzunabhängigen Betrieb ermöglicht. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, dass innerhalb des Gehäuses sowohl ein Akkumulator als auch eine Kabeltrommel für den wahlweisen Betrieb des Staubsaugers im Akkumulator- und im Netzspannungsbetrieb als fest integrierte Bestandteile angeordnet sind. Der Benutzer kann den Staubsauger als Hybridstaubsauger somit ohne Umrüstung in beiden Betriebsarten nutzen, wobei er im Netzspannungsbetrieb als vollwertiger Staubsauger eingesetzt werden kann und im Akkumulatorbetrieb für das "Zwischendurchsaugen" schnell und flexibel mit etwas niedriger, aber immer noch akzeptabler Saugleistung zur Verfügung steht. Letzteres gilt insbesondere für Orte, die üblicherweise nicht in Reichweite einer Steckdose liegen, z. B. Gartenhäuser, Terrassen, Treppen oder Kfz's.The invention thus raises the problem of disclosing a vacuum cleaner of the type mentioned, which allows both a network operation and a network-independent operation. According to the invention, this problem is solved in that within the housing, both an accumulator and a cable drum for the optional operation of the vacuum cleaner in accumulator and mains voltage operation are arranged as firmly integrated components. The user can use the vacuum cleaner as a hybrid vacuum cleaner without retrofitting in both modes, where it can be used in mains voltage operation as a fully fledged vacuum cleaner and in battery mode for the "intermediate suction" is fast and flexible with slightly lower, but still acceptable suction available. The latter is especially true for places that are not usually within reach of a power outlet, z. As garden sheds, terraces, stairs or cars.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Staubsaugers ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Akkumulator in einer Unterschale am Boden des Gehäuses angeordnet ist. Zur Fertigung des Hybridstaubsauger-Gehäuses muss dann lediglich eine modifizierte Bodenschale verwendet werden, alle anderen Gehäuseteile sind wie bei herkömmlichen netzbetriebenen Staubsaugern aufgebaut. Hierdurch können gleiche Werkzeuge zur Herstellung verwendet werden, was die Fertigung preiswert gestaltet. In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Unterschale doppelwandig mit Versteifungsstreben ausgebildet. Es ist außerdem zweckmäßig, wenn in der Unterschale mehrere einzelne Akkumulatorzellen angeordnet sind und/oder wenn in der Unterschale Entnahmeöffnungen für den Akkumulator bzw. die Akkumulatorzellen vorgesehen sind.Advantageous embodiments and further developments of the vacuum cleaner will become apparent from the following subclaims. It is particularly advantageous if the accumulator is arranged in a lower shell at the bottom of the housing. For the production of the hybrid vacuum cleaner housing then only a modified bottom shell must be used, all other housing parts are constructed as in conventional mains-powered vacuum cleaners. As a result, the same tools can be used for production, which makes the production inexpensive. In an expedient embodiment, the lower shell is double-walled with stiffening struts. It is also expedient if a plurality of individual accumulator cells are arranged in the lower shell and / or if removal openings for the accumulator or the accumulator cells are provided in the lower shell.

Um dem Benutzer ein Umschalten von Netzspannungsbetrieb auf Akkumulatorbetrieb zu ersparen, ist es vorteilhaft, wenn die Netzspannungszufuhr durch eine weitere Schaltungsanordnung sensierbar ist und die Betriebsart bei zugeführter Netzspannung auf Netzspannungsbetrieb und bei nicht vorhandener Netzspannungszufuhr auf Akkumulatorbetrieb einstellbar ist.To save the user switching from mains voltage operation to accumulator operation, it is advantageous if the mains voltage supply is sensed by a further circuit arrangement and the operating mode with supplied mains voltage to mains voltage operation and not available mains voltage supply to accumulator operation is adjustable.

Ein vorteilhaftes Verfahren zum Betrieb eines solchen Staubsaugers zeichnet sich dadurch aus, dass im Netzspannungsbetrieb eine Aufladung des Akkumulators erfolgt, so dass der Staubsauger dann auch ohne Netzkabel jederzeit betrieben werden kann.An advantageous method for operating such a vacuum cleaner is characterized in that the mains voltage operation, a charge of the accumulator takes place, so that the vacuum cleaner can then be operated at any time without power cord.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform dieses Verfahrens verringert die weitere Schaltungsanordnung den mittels eines Leistungsstellers auswählbaren Maximalwert für die Gebläseleistung bei Akkumulatorbetrieb gegenüber dem Netzspannungsbetrieb. Hierdurch wird dem Benutzer deutlich gemacht, dass er im Akkumulatorbetrieb nicht mehr die volle im Netzspannungsbetrieb verfügbare Leistung einstellen kann.In a particularly advantageous embodiment of this method, the further circuit arrangement reduces the maximum value, which can be selected by means of a power controller, for the fan power in the case of accumulator operation in relation to the mains voltage operation. This makes it clear to the user that he can no longer set the full power available in mains operation in battery operation.

Zur Vermeidung eines Kurzschlusses müssen der Netzspannungsbetrieb und der Akkumulatorbetrieb beispielsweise durch ein Umschaltrelais gegeneinander verriegelbar sein.To avoid a short circuit, the mains voltage operation and the accumulator operation must be locked against each other, for example by a change-over relay.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1:
eine Seitenansicht eines Bodenstaubsaugers;
Figur 2:
eine perspektivische Rückansicht des Bodenstaubsaugers;
Figur 3:
eine teilweise geschnittene Unteransicht des Bodenstaubsaugers, gemäß Figur 1;
Figur 4:
eine Einzelansicht der Unterschale des Bodenstaubsaugers, gemäß der Figur 1;
Figur 5:
eine teilweise Draufsicht des Bereichs der Leistungsregelung des Bodenstaubsaugers gemäß der Erfindung; und
Figur 6:
eine schematische Schaltungsanordnung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hybridstaubsaugers;
Figur 7:
das Ständerwicklungspaket des Gebläsemotors eines Hybridstaubsaugers nach Figur 6.
An embodiment of the invention is shown purely schematically in the drawings and will be described in more detail below. Show it:
FIG. 1:
a side view of a vacuum cleaner;
FIG. 2:
a rear perspective view of the vacuum cleaner;
FIG. 3:
a partially sectioned bottom view of the vacuum cleaner, according to FIG. 1 ;
FIG. 4:
a single view of the lower shell of the vacuum cleaner, according to the FIG. 1 ;
FIG. 5:
a partial top view of the area of the power control of the vacuum cleaner according to the invention; and
FIG. 6:
a schematic circuit arrangement of another embodiment of a hybrid vacuum cleaner according to the invention;
FIG. 7:
the stator winding package of the fan motor of a hybrid vacuum cleaner after FIG. 6 ,

Die Figuren 1 bis 3 zeigen insbesondere einen erfindungsgemäß als Hybridstaubsauger ausgebildeten Bodenstaubsauger 1. Für den Netzbetrieb ist eine Kabeltrommel 2 (siehe Figur 6) mit darauf aufwickelbarem Netzanschlusskabel 3 vorgesehen, welche wie bei anderen von der Anmelderin hergestellten und vertriebenen Bodenstaubsaugern (siehe auch DE 10 2005 018 908 ) hinten rechts im Inneren des Gehäuses 4 angeordnet und deshalb in den Figuren nicht sichtbar ist. In Figur 2 ist lediglich das aus dem Gehäuse 4 geführte Ende des Anschlusskabels 3 samt Netzstecker 3.1 dargestellt. Für den netzlosen Betrieb ist ein Akkumulator 5 vorhanden, wobei der Akkumulator 5 und die Kabeltrommel 2 als fest integrierte Bestandteile im Staubsaugergehäuse 4 angeordnet sind.The FIGS. 1 to 3 in particular show a inventively designed as a hybrid vacuum cleaner vacuum cleaner 1. For the mains operation is a cable drum 2 (see FIG. 6 ) provided thereon with power supply cable 3, which as in other manufactured and distributed by the Applicant vacuum cleaners (see also DE 10 2005 018 908 ) Rear right inside the housing 4 and therefore not visible in the figures. In FIG. 2 only the guided out of the housing 4 end of the connecting cable 3 is shown together with power plug 3.1. For the mains-less operation, an accumulator 5 is present, wherein the accumulator 5 and the cable drum 2 are arranged as firmly integrated components in the vacuum cleaner housing 4.

Wie aus der Figur 1 und 3 zu erkennen ist, ist der Akkumulator 5 in einer Unterschale 6 am Boden des Gehäuses 4 angeordnet. Die Unterschale 6 ist in isolierter Darstellung nochmals in der Figur 4 in der Perspektive gezeigt. Sowohl Figur 3 als auch Figur 4 zeigen, dass der Akkumulator 5 aus einzelnen Zellen 7 aufgebaut ist, welche zur Erzeugung einer Ausgangsspannung von ca. 65 Volt elektrisch in Reihe geschaltet sind (nicht dargestellt). Dabei ist die Unterschale 6 doppelwandig mit Versteifungsstreben 8 ausgebildet, so dass die Schale 6 eine hinreichende Festigkeit bietet. In der Unterschale sind Entnahmeöffnungen 11 zum Austausch der Akkumulatorzellen 7 vorgesehen.Like from the FIG. 1 and 3 can be seen, the accumulator 5 is arranged in a lower shell 6 at the bottom of the housing 4. The lower shell 6 is in isolated representation again in the FIG. 4 shown in perspective. Either FIG. 3 as well as FIG. 4 show that the accumulator 5 is constructed of individual cells 7, which are electrically connected in series to generate an output voltage of about 65 volts (not shown). Here, the lower shell 6 is double-walled with stiffening struts 8, so that the shell 6 provides sufficient strength. In the lower shell removal openings 11 are provided for replacing the battery cells 7.

Die Akkumulatorzellen 7 sind im vorderen Bereich der Unterschale 6 unterhalb des Staubraums 9 angeordnet, was den Vorteil mit sich bringt, dass durch die angesaugte Luft in den Staubraum 9 eine Kühlung der Zellen 7 während des Aufladungsprozesses erfolgt.The accumulator cells 7 are arranged in the front region of the lower shell 6 below the dust chamber 9, which brings with it the advantage that cooling of the cells 7 takes place during the charging process by the sucked air into the dust chamber 9.

Die Figur 5 zeigt in der Draufsicht insbesondere den Bereich des Bodenstaubsaugers 1, in dem zwischen der Einschalt-Taste 12 und der Taste 13 zur Betätigung der automatischen Kabelaufwicklung ein Bedienfeld 14 mit einer Plus-Minus-Taste 15 und einem zugehörigen Display 16 angeordnet ist. Mit der Plus-Minus-Taste 15 wird die Leistung des Gebläsemotors 10 eingestellt.The FIG. 5 shows in plan view in particular the area of the vacuum cleaner 1, in which between the power button 12 and the button 13 for actuating the automatic cable winder, a control panel 14 with a plus-minus button 15 and an associated display 16 is arranged. With the plus-minus button 15, the power of the fan motor 10 is set.

Die Figur 6 zeigt in isolierter Darstellung das elektrische Schaltbild der Stromversorgung für ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Hybrid-Bodenstaubsauger 1, wie er bereits beschrieben wurde. Dabei werden für die Schaltsymbole der Bauteile, die in den Figuren 1 bis 5 gegenständlich dargestellt sind, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Für den Antrieb des Gebläses ist erfindungsgemäß ein mit einer Nennspannung von 230 Volt betreibbarer Universalmotor 100 vorgesehen, der bei dieser Spannung eine elektrische Leistung von ca. 2000 Watt aufnimmt. Im Netzspannungs-Betrieb gelangt die Spannung von 230 Volt über die Kabeltrommel 2 zu einer Verzweigung 101 und von da einerseits zu einem Ladegleichrichter 102 und andererseits an die Leistungsverstellung. Um die Gebläseleistung über die Plus-Minus-Taste 15 variieren zu können, wird eine bekannte Phasenanschnittsteuerung 103 verwendet. Die so erzeugte Spannung wird an die beiden Anschlussklemmen X und Y gelegt und speist von dort die beiden Hälften einer Ständerwicklung, die aus den Spulen 104 und 105 besteht.The FIG. 6 shows in isolation the electrical diagram of the power supply for a further embodiment of a hybrid vacuum cleaner 1, as already described. It will be used for the symbols of the components that in the FIGS. 1 to 5 are represented representationally, the same reference numerals. According to the invention, a universal motor 100 which can be operated with a nominal voltage of 230 volts is provided for the drive of the fan, which receives an electrical power of approximately 2000 watts at this voltage. In mains voltage operation, the voltage of 230 volts passes through the cable drum 2 to a junction 101 and from there on the one hand to a charging rectifier 102 and on the other hand to the power adjustment. In order to be able to vary the blower output via the plus-minus key 15, a known phase-angle control 103 is used. The voltage thus generated is applied to the two terminals X and Y and feeds from there the two halves of a stator winding consisting of the coils 104 and 105.

Figur 7 zeigt das gesamte Ständerwicklungspaket mit den beiden Spulen 104 und 105 und den Anschlussterminals 106 bis 109. Die beiden Terminals 106 und 107 bilden die Kontaktierung zu den Wicklungsanfängen der beiden Spulen 104 und 105 und zusätzlichen Halterungen und Anschlüsse für die Kohlebürsten 110 und 111, letztere sind in Figur 7 nicht dargestellt, nur in Figur 6 symbolisch angedeutet. Der Anker 112 ist ebenfalls nur in Figur 6 symbolisch dargestellt. Die Terminals 108 und 109 stellen die Kontaktierung mit den Wicklungsenden der Spulen 104 und 105 her und sind mit den Anschlussklemmen X und Y verbunden. Im Netzspannungs-Betrieb liegt somit die von der Phasenanschnittsteuerung 103 erzeugte Spannung am gesamten Spulenpaket an. FIG. 7 shows the entire stator winding package with the two coils 104 and 105 and the connection terminals 106 to 109. The two terminals 106 and 107 form the contact with the winding beginnings of the two coils 104 and 105 and additional holders and terminals for the carbon brushes 110 and 111, the latter are in FIG. 7 not shown, only in FIG. 6 symbolically indicated. The anchor 112 is also only in FIG. 6 symbolically represented. The terminals 108 and 109 make contact with the coil ends of the coils 104 and 105 and are connected to the terminals X and Y. In mains voltage operation, the voltage generated by the phase control 103 is therefore applied to the entire coil package.

Der in Figur 6 dargestellte Akkumulator 5 erzeugt eine Spannung von 88 Volt. Im Netzspannungs-Betrieb wird er über den Ladegleichrichter 102 aufgeladen. Bei nicht kontaktiertem Netzstecker 3.1 und betätigter Einschalt-Taste 12 gibt er seine Spannung an eine weitere Leistungsverstellung ab, diese ist als Pulsweitenmodulator 115 aufgebaut. Die Leistungsverstellung erfolgt ebenfalls durch die Plus-Minus-Taste 15. Der positive Ausgang der pulsweitenmodulierten Akkumulator-Spannung wird dann an die Anschlussklemme Z geführt. In der Figur 7 ist zu erkennen, dass diese Klemme Z mit einer Anzapfung 116 verbunden ist, die direkt mit dem Anschlussterminal 117 für eine Kohlebürste 110 kontaktiert ist. Der negative Ausgang der pulsweitenmodulierten Akkumulator-Spannung ist an die Anschlussklemme X geführt und von dort über das Terminal 109 mit dem Ende der Spule 104 kontaktiert. Dadurch, dass die Kohlebürste 110 direkt an der positiven Spannung liegt und die negative Spannung an der Spule 104, wird einerseits der polare Verschleiß der Kohlebürsten 110 und 111, d. h. der Transport der Kohleionen von der Anode zur Kathode gering gehalten und andererseits die Kommutierung überhaupt erst ermöglicht.The in FIG. 6 shown accumulator 5 generates a voltage of 88 volts. In mains voltage operation, it is charged via the charging rectifier 102. When not contacted mains plug 3.1 and actuated power button 12, he gives his voltage to a further power adjustment, this is constructed as a pulse width modulator 115. The power adjustment is also by the plus-minus button 15. The positive output of pulse width modulated accumulator voltage is then passed to the terminal Z. In the FIG. 7 It can be seen that this terminal Z is connected to a tap 116, which is contacted directly with the connection terminal 117 for a carbon brush 110. The negative output of the pulse width modulated accumulator voltage is fed to the terminal X and contacted from there via the terminal 109 to the end of the coil 104. Because the carbon brush 110 is directly connected to the positive voltage and the negative voltage across the coil 104, on the one hand the polar wear of the carbon brushes 110 and 111, ie the transport of the coal ions from the anode to the cathode is kept low and, on the other hand, the commutation in the first place allows.

Anhand der vorbeschriebenen Schaltung wird ein Hybridstaubsauger mit folgenden Funktionen realisiert:Based on the circuit described above, a hybrid vacuum cleaner with the following functions is realized:

Ist das Gerät ausgeschaltet und der Netzstecker 3.1 nicht eingesteckt, ist keine Funktion des Staubsaugers 1 möglich. Ist das Gerät ausgeschaltet und der Netzstecker 3.1 kontaktiert, werden die Akkumulatorzellen 7 geladen. Ist das Gerät über die Ein-Aus-Taste 12 eingeschaltet und der Netzstecker 3.1 eingesteckt, werden die Akkumulatorzellen 7 geladen und der Staubsauger 1 läuft im Netzspannungsbetrieb. Ist das Gerät über die Ein-Aus-Taste 12 eingeschaltet und der Netzstecker 3.1 nicht kontaktiert, so läuft der Staubsauger 1 ausschließlich im Akkumulatorbetrieb. Somit wird deutlich, wie bedienungsfreundlich sich der erfindungsgemäße Hybridstaubsauger 1 darstellt. In welcher Betriebsart der erfindungsgemäße Hybridstaubsauger 1 betrieben wird, hängt somit letztendlich nur davon ab, ob der Netzstecker 3.1 kontaktiert ist oder nicht.If the device is switched off and the power plug 3.1 is not plugged in, no function of the vacuum cleaner 1 is possible. If the device is switched off and the power plug 3.1 is contacted, the battery cells 7 are charged. If the device is turned on via the on-off button 12 and plugged in the power plug 3.1, the battery cells 7 are charged and the vacuum cleaner 1 runs in line voltage operation. If the device is turned on via the on-off button 12 and the power plug 3.1 is not contacted, the vacuum cleaner 1 runs exclusively in battery operation. It thus becomes clear how easy to use the hybrid vacuum cleaner 1 according to the invention is. In which operating mode the hybrid vacuum cleaner 1 according to the invention is operated, thus ultimately depends only on whether the power plug 3.1 is contacted or not.

Da aufgrund der geringeren Akkumulatorspannung nur eine reduzierte Leistung einstellbar ist, ist es sinnvoll, wenn bei stromlosem Umschaltrelais 24 die Möglichkeit einer Einstellung von mehr als 600 Watt blockiert oder nicht zugelassen wird. Die Einstellung der Gebläseleistung erfolgt über die Plus-Minus-Taste 15, wobei der jeweilige Leistungszustand über eine LED (nicht dargestellt) im Display 16 angezeigt wird. Eine Abstufung von z.B. 1200 Watt auf 900 Watt, 600 Watt, evtl. 450 Watt und 300 Watt wäre dabei sinnvoll. Im Netzspannungsbetrieb kann dann die Leistung über die Taste 15 in einem Bereich zwischen 1200 und 300 Watt, also in vier Stufen, verstellt werden. Der Akkumulatorbetrieb wäre dagegen nur in zwei oder drei Stufen zwischen 600 und 300 Watt einstellbar. Bei der Ausführungsform nach den Figuren 6 und 7 werden im Netzspannungsbetrieb zwei weitere Stufen, 1500 Watt und 2000 Watt, angeboten.Since only a reduced power is adjustable due to the lower battery voltage, it makes sense if the possibility of setting more than 600 watts is blocked or not permitted when de-energized changeover relay 24. The setting of the fan power via the plus-minus button 15, the respective power state via an LED (not shown) is displayed 16 in the display. A gradation of, for example, 1200 watts to 900 watts, 600 watts, possibly 450 watts and 300 watts would be useful. In mains voltage operation, the power can then be adjusted via the button 15 in a range between 1200 and 300 watts, ie in four stages. The accumulator operation, however, would only be adjustable in two or three stages between 600 and 300 watts. In the embodiment of the FIGS. 6 and 7 In mains voltage operation, two further stages, 1500 watts and 2000 watts, are offered.

Alternativ kann ein nicht dargestelltes Drehpotentiometer verwendet werden, dessen Leistungseinstellung nicht mit Ziffernangaben, sondern nur mit "Max" und "Min" beschriftet ist.Alternatively, an unillustrated rotary potentiometer can be used whose power setting is not labeled with numbers, but only with "Max" and "Min".

Im Netzspannungsbetrieb entspricht die "Max"-Position dann 2000 bzw. 1200 Watt, im Akkumulator-Betrieb 600 Watt. Die "Min"- Position entspricht der Einstellung von 300 Watt.In mains voltage operation, the "Max" position then corresponds to 2000 or 1200 watts, in accumulator mode 600 watts. The "Min" position corresponds to the setting of 300 watts.

Claims (12)

Staubsauger, insbesondere Bodenstaubsauger (1), mit einem Gehäuse (4), in dem ein motorbetriebenes Sauggebläse sowie eine Vorrichtung zur Herstellung der Energieversorgung des Gebläsemotors (10) angeordnet ist, wobei innerhalb des Gehäuses (4) sowohl ein Akkumulator (5) als auch eine Kabeltrommel (2) für den wahlweisen Betrieb des Staubsaugers (1) im Akkumulator- und im Netzspannungsbetrieb als fest integrierte Bestandteile angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gebläsemotor als auf eine Nennspannung von 230 Volt ausgelegter Universalmotor (100) ausgebildet ist und dass der Gebläsemotor im Akkumulator-Betrieb mit Feldschwächung betreibbar ist.Vacuum cleaner, in particular cylinder vacuum cleaner (1), with a housing (4) in which a motor-driven suction fan and a device for producing the power supply of the fan motor (10) is arranged, wherein within the housing (4) both an accumulator (5) and a cable drum (2) for the optional operation of the vacuum cleaner (1) in accumulator and mains voltage operation are arranged as firmly integrated components,
characterized,
in that the blower motor is designed as a universal motor (100) designed for a rated voltage of 230 volts, and in that the blower motor can be operated in accumulator mode with field weakening. Staubsauger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gebläsemotor eine aus zwei Spulen (104, 105) bestehende Ständerwicklung besitzt, von denen eine (104) zur Feldschwächung vollständig abschaltbar ist.Vacuum cleaner according to claim 1,
characterized,
that the blower motor from a two coils (104, 105) has existing stator winding, one of which (104) is switched off completely to field weakening. Staubsauger nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Bestromung im Akkumulator-Betrieb derart erfolgt, dass der positive Pol (Z) mit einer Bürste (110) und der negative Pol (X) mit einer Ständerwicklung (105) kontaktiert ist.Vacuum cleaner according to claim 2,
characterized,
that the energization in accumulator operation is such that the positive pole (Z) with a brush (110) and the negative pole (X) with a stator winding (105) is contacted. Staubsauger nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Akkumulator (5) in einer Unterschale (6) am Boden des Gehäuses (4) angeordnet ist.Vacuum cleaner according to at least one of claims 1 to 3,
characterized,
in that the accumulator (5) is arranged in a lower shell (6) at the bottom of the housing (4). Staubsauger nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Unterschale (6) doppelwandig mit Versteifungsstreben (8) ausgebildet ist.Vacuum cleaner according to claim 4,
characterized,
that the lower shell (6) is double-walled with stiffening struts (8). Staubsauger nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Unterschale (6) mehrere einzelne Akkumulatorzellen (7) angeordnet sind.Vacuum cleaner according to claim 4 or 5,
characterized,
in that a plurality of individual accumulator cells (7) are arranged in the lower shell (6). Staubsauger nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Unterschale (6) Entnahmeöffnungen (11) für den Akkumulator (5) bzw. die Akkumulatorzellen (7) vorgesehen sind.Vacuum cleaner according to one of claims 4 to 6,
characterized,
that in the lower shell (6) removal openings (11) for the accumulator (5) and the accumulator cells (7) are provided. Staubsauger nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine weitere Schaltungsanordnung (23), durch welche eine Netzspannungszufuhr sensierbar und die Betriebsart bei zugeführter Netzspannung auf Netzspannungsbetrieb und bei nicht vorhandener Netzspannungszufuhr auf Akkumulatorbetrieb einstellbar ist.Vacuum cleaner according to at least one of claims 1 to 7, characterized by a further circuit arrangement (23), by which a mains voltage supply is sensible and the operating mode with supplied mains voltage to mains voltage operation and in the absence of mains voltage supply to accumulator operation is adjustable. Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Netzspannungsbetrieb eine Aufladung des Akkumulators (5) erfolgt.A method of operating a vacuum cleaner according to claim 8,
characterized,
that in mains voltage operation, a charge of the accumulator (5). Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die weitere Schaltungsanordnung (23) den mittels eines Leistungsstellers (15) auswählbaren Maximalwert für die Gebläseleistung bei Akkumulatorbetrieb gegenüber dem Netzspannungsbetrieb verringert.A method of operating a vacuum cleaner according to claim 8 or 9,
characterized,
that the further circuitry (23) the means of a power unit (15) selectable maximum value for the blower power at accumulator operation with respect to the mains voltage operation is reduced. Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Netzspannungs- bzw. Akkumulatorbetrieb gegeneinander zur Vermeidung eines Kurzschlusses verriegelbar ist.Method for operating a vacuum cleaner according to at least one of claims 1 to 10,
characterized,
that the mains voltage or accumulator operation can be locked against each other to avoid a short circuit. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verriegelung mittels eines Umschaltrelais (24) erfolgt.Method according to claim 11,
characterized,
in that the locking takes place by means of a change-over relay (24).
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