EP2612582A1 - Staubsauger und Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers - Google Patents

Staubsauger und Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers Download PDF

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EP2612582A1
EP2612582A1 EP12401249.3A EP12401249A EP2612582A1 EP 2612582 A1 EP2612582 A1 EP 2612582A1 EP 12401249 A EP12401249 A EP 12401249A EP 2612582 A1 EP2612582 A1 EP 2612582A1
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EP
European Patent Office
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suction
vacuum cleaner
filter
air flow
fan
Prior art date
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EP12401249.3A
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English (en)
French (fr)
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EP2612582B1 (de
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Walter Assmann
David Buhl
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Miele und Cie KG
Original Assignee
Miele und Cie KG
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Publication date
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Publication of EP2612582A1 publication Critical patent/EP2612582A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2612582B1 publication Critical patent/EP2612582B1/de
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    • A47L5/00—Structural features of suction cleaners
    • A47L5/12—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum
    • A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
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    • A47L9/2868—Arrangements for power supply of vacuum cleaners or the accessories thereof
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    • A47L9/32—Handles
    • A47L9/322—Handles for hand-supported suction cleaners

Definitions

  • the invention relates to a vacuum cleaner with a designed as an axial fan suction fan and a dust chamber in which a filter is arranged, by means of a reversal of rotation of the suction fan a direction of a suction fan caused by the air flow through the filter is reversible. It further relates to a method of operating a vacuum cleaner.
  • Such vacuum cleaners are known.
  • a dust container for a vacuum cleaner from which the dust is blown by reversing the direction of rotation of an axial blower in a collecting container. Prior to this emptying procedure, the user must couple the dust container to the collection container and activate the purging of the dust from the dust container.
  • Vacuum cleaners are also known in which the user manually shakes the filter by means of a mechanism for cleaning.
  • a disadvantage of these vacuum cleaners is that this only a very small filter cleaning can be achieved.
  • the user must actively activate the filter cleaning. The mechanics cause additional costs and space required.
  • Even devices that do not have such a mechanism are disadvantageous because the user has to do the filter cleaning manually. This is often very unhygienic.
  • the user may be exposed to respiratory loads due to the swirling up of fine dust. In order to be able to suck for a sufficiently long time without suction loss, either a relatively large filter surface is required, or the user must clean the filter frequently.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a vacuum cleaner, which is inexpensive and in which the filter can be cleaned in a hygienic manner.
  • the advantage of the invention is that a fully automatic hygienic filter cleaning is made possible at the end of each suction application.
  • Such a trained vacuum cleaner is also cost-neutral, since no additional components must be used.
  • the regular filter cleaning allows the use of filters with a relatively small filter area, which can save costs.
  • a predetermined or predeterminable time value for establishing a time interval between an end of the suction process and the rotation direction reversal subsequently automatically effected.
  • An impeller of the axial fan can be braked after switching off the vacuum cleaner or unrestrained until it stops. Thereafter, for example, a break, e.g. of two seconds, follow. The duration of the break is through the o.g. Time value determined.
  • the axial fan, driven by the control electronics automatically run in the opposite direction.
  • the time value may be in the drive electronics e.g. implemented in hardware, e.g. as the time constant of an RC element, or in software, e.g. as the content of a corresponding memory cell.
  • a predetermined or predeterminable further time value is provided for determining a duration of the reversal of the direction of rotation. This determines how long the filter will be cleaned.
  • the duration of reversal of the direction of rotation subsequent to the suction process can generally be kept relatively short since, if the filter is automatically cleaned after each suction, only little dirt adheres to it.
  • a possible time value for the duration of the reversal of the direction of rotation is, for example, one or two seconds, ie a short speed or flow pulse, but also any other time value is possible.
  • This time value can also be implemented in hardware, for example as described above, eg as a time constant of an RC element, or in software, eg as the content of a corresponding memory cell.
  • a speed of the suction fan in the reverse air flow direction may be lower than during the suction process. Even a weak blast air flow is usually sufficient to effectively clean the filter. At the same time, energy is saved because the axial fan does not have to be operated at high power.
  • the vacuum cleaner comprises a suction passage downstream of a suction air flow in front of the dust chamber and a valve opening in a suction air flow blocking the suction passage in a blast air flow
  • the dust dissolving from the filter through the blown air flow does not exceed the suction air flow
  • Suction channel is transported from the dust chamber. This prevents the user from standing in a cloud of dust when cleaning the filter. Instead, the dust released from the filter remains in the dust space, and may be stopped as needed after completion of the cleaning operation of the filter, e.g. be disposed of by manually draining / dumping the dust space by the user in an uncomplicated manner at a suitable location.
  • a motor driving the suction fan is designed as a brushless permanent magnet motor.
  • a brushless permanent magnet motor This allows a good engine life with a speed of at least 70,000 revolutions per minute. Such a speed is advantageous for an axial fan to achieve good fan efficiencies.
  • brushless permanent magnet motors are also energy efficient. More preferably, the brushless permanent magnet motor can be provided in internal rotor design, whereby the demands placed on him are met particularly well.
  • the vacuum cleaner is especially suitable for use as a table vacuum cleaner. Additionally or alternatively, for the vacuum cleaner is a version as a vacuum cleaner into consideration.
  • This is in a method for operating a vacuum cleaner with one or more of the o.g. Provision is made for automatically reversing a direction of the air flow through the filter following a suction process by means of an activation of the suction fan caused by the control electronics. Following a suction process means after completion of the suction process by the user.
  • FIG. 1 schematically shows a simplified vacuum cleaner 10 with a suction fan 12, which is designed as an axial fan, consisting of a motor 14 and a blower unit 16 with an axial impeller 18.
  • the suction fan 12 causes during a suction process 20 (FIG. FIG. 2 ) an air flow 22 (shown simplified by an arrow) through a suction port 24, a dust chamber 26 and a filter 28, such as a fine dust filter, which exits at a rear of the vacuum cleaner 10 through blow-out slots (not shown) from the vacuum cleaner 10 again.
  • this air flow 22 is also referred to as suction air flow.
  • the direction of the air flow through the filter 28 is automatically reversed following the suction process. Following the suction is called after completion of the suction by the user, ie after switching off the Suction fan 12 via a main switch 52.
  • the air flow in the reverse direction to the suction air flow (opposite to the arrow) is hereinafter sometimes referred to as Blas Kunststoffstrom.
  • a control electronics 36 is arranged, which converts the direct current from the battery 34 into a current required for driving the motor 14, in particular three-phase current.
  • the control electronics 36 for example, a correspondingly suitable microprocessor (not shown).
  • the speed and direction of rotation of the motor 14 can be adjusted via the voltage and the rotational frequency.
  • the direction of rotation of the motor 14 determines the direction of rotation of the axial impeller 18 of the suction fan 12 and thus the direction of the air flow through the filter 28.
  • a rotational speed of the motor 14 during the suction process 20 For example, a rotational speed of the motor 14 at opposite to suction 20 rotational direction of the motor 14 and the Axiallaufrads 18, a time value corresponding to a duration during which the suction fan 12 in the suction opposite direction is operated, and a time value corresponding to a period of time which is in the opposite direction between one end of the suction process and a control of the suction fan 12, as set values in the control electronics 36, eg in a memory (not shown) of the control electronics, be kept available retrievable.
  • the control electronics 36 allows a cost-neutral processor-controlled reversal without additional components such as relays or the like.
  • at least the above-stated time values may also be used in hardware, e.g. be implemented as the time constant of an RC element.
  • the motor 14 is a brushless permanent magnet motor. This allows operation at a speed of 70,000 or more revolutions per minute with acceptable life. A speed of 70,000 or more revolutions per minute is advantageous in order to achieve a suitable blower efficiency.
  • the brushless permanent magnet motor can also be designed with an internal rotor, thus fulfilling its requirements particularly well.
  • the vacuum cleaner 10 may additionally include a valve (not shown). This is e.g. arranged in a region between the suction opening 24 and the filter 28, that is, for example, in the dust chamber 26 or in a suction channel, which is located downstream of the suction air flow in front of the dust chamber 26.
  • the valve blocks the suction channel or the suction opening 24 in the case of a blast air flow, so that fine dust particles 32, which detach from the filter 28, or else dust and dirt particles 30 which are located in the dust chamber 26, are not conveyed out through the suction opening 24 ,
  • FIG. 2 shows a time course 38, in which on the abscissa the time in seconds and on the ordinate the fan speed per minute is plotted.
  • Positive blower speeds represent a suction process 20.
  • the direction of rotation of the suction fan 12 is reversed, by which a direction of the air flow 22 caused by the suction fan 12 is reversed. That is, the suction air flow effected during the suction process 20 becomes subsequent to the suction process 20 automatically reversed into a blast air stream. This exposes the filter 28 ( FIG. 1 ) a cleaning automatically.
  • the axial impeller 18 rotates at 70,000 revolutions per minute during the entire suction process 20 after approximately two seconds.
  • the time interval between the end of the suction process 20 and that subsequently effected automatically Direction of rotation reversal is determined by a given or predefinable time value.
  • the axial impeller 18 runs depending on the design of the control electronics 36 (FIG. FIG. 1 ) either braked or unrestrained to a stop. This time is to be regarded as the end of the suction process 20.
  • a pause 40 from here for about two seconds is given, at which the fan speed is 0 revolutions per minute.
  • the suction fan 12 is then driven by the microprocessor of the control electronics 36 for a predetermined or predetermined further time value of about one second for a filter cleaning operation 42, represented by negative fan speeds, in the opposite direction, ie the axial impeller 18 rotates in the opposite direction, so that no air through the dust chamber 26 ( FIG. 1 ) is sucked, but a blast of air is blown from behind through the blow-out in the reverse direction through the filter 28.
  • the filter 28 is separated from the dirt and dust particles accumulated during the suction process 20, in particular fine dust particles 32 (FIG. FIG. 1 ), so that the full suction power is available for the next suction process.
  • a short speed or flow impulse is required, which only takes up little of the battery capacity of the vacuum cleaner 10.
  • the speed during the filter cleaning process 42 with, for example, about 50,000 revolutions per minute lower than during the suction process 20th
  • the dust and dirt particles, in particular fine dust particles 32, which are dissolved by the filter 28 accumulate in the dust space 26 and can be hygienically removed therefrom, if necessary, e.g. by emptying into a corresponding container.
  • FIG. 3 1 shows a schematically simplified flowchart for explaining a method 44 for operating the vacuum cleaner 10.
  • a predetermined or predeterminable time value for example, retrieved from the memory of the control electronics 36 and processed in a microprocessor.
  • the suction fan 12 (FIG. FIG. 1 ) not driven. This time value corresponds to the duration of a break 40 ( FIG. 2 ) between the suction process 20 and the filter cleaning process 42 ( FIG. 2 ).
  • a further predetermined or predeterminable time value is retrieved from a memory and, after the break 40, the suction fan 12 is triggered for this further time value, ie for a duration corresponding to this time value, in the direction opposite to the suction process 20.
  • This further time value corresponds to the duration of the filter cleaning process 42.
  • the suction fan 12 is stopped by the control electronics 36 until the vacuum cleaner 10 is turned on again by a user.
  • the invention can be briefly illustrated as follows: It is a vacuum cleaner 10 with a designed as an axial fan suction fan 12 and a dust chamber 26, in which a filter 28 is arranged, wherein by means of a reversal of rotation of the suction fan 12, a direction caused by the suction fan 12 Air flow 22 through the filter 28 is reversible, indicated that includes a control electronics 36 for automatically reversing the direction of the air flow 22 through the filter 28 following a suction 20.

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

Abstract

Es wird ein Staubsauger (10) mit einem als Axialgebläse ausgeführten Saugergebläse (12) und einem Staubraum (26), in dem ein Filter (28) angeordnet ist, wobei mittels einer Drehrichtungsumkehr des Saugergebläses (12) eine Richtung einer durch das Saugergebläse (12) bewirkten Luftströmung (22) durch den Filter (28) umkehrbar ist, angegeben, der eine Ansteuerelektronik (36) zum automatischen Umkehren der Richtung der Luftströmung (22) durch den Filter (28) im Anschluss an einen Saugvorgang (20) umfasst. Außerdem wird ein Verfahren zum Betrieb des Staubsaugers (10) angegeben.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Staubsauger mit einem als Axialgebläse ausgeführten Saugergebläse und einem Staubraum, in dem ein Filter angeordnet ist, wobei mittels einer Drehrichtungsumkehr des Saugergebläses eine Richtung einer durch das Saugergebläse bewirkten Luftströmung durch den Filter umkehrbar ist. Sie bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers.
  • Derartige Staubsauger sind bekannt. Zum Beispiel ist in der WO 00/54644 ein Staubbehälter für einen Staubsauger beschrieben, aus dem der Staub mittels Drehrichtungsumkehr eines Axialgebläses in einen Auffangbehälter geblasen wird. Vor diesem Entleervorgang muss der Benutzer den Staubbehälter mit dem Auffangbehälter koppeln und das Ausblasen des Staubs aus dem Staubbehälter aktivieren.
  • Auch sind Staubsauger bekannt, bei denen der Benutzer den Filter manuell mittels einer Mechanik zur Reinigung in Erschütterung versetzt. Nachteilig bei diesen Staubsaugern ist jedoch, dass sich dadurch nur eine sehr geringe Filterreinigung erzielen lässt. Der Benutzer muss die Filterreinigung aktiv betätigen. Die Mechanik verursacht zusätzliche Kosten und benötigt Bauraum. Auch Geräte, die nicht über eine solche Mechanik verfügen, sind nachteilig, da der Benutzer die Filterreinigung manuell vornehmen muss. Dies ist oft sehr unhygienisch. Bei der Filterreinigung mittels einer Mechanik sowie bei der manuellen Filterreinigung kann unter Umständen durch den aufwirbelnden Feinstaub eine Atemwegsbelastung des Benutzers entstehen. Um eine ausreichend lange Zeit ohne Saugkraftverlust saugen zu können, ist somit entweder eine relativ große Filterfläche erforderlich, oder der Benutzer muss den Filter häufig reinigen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Staubsauger anzugeben, der kostengünstig ist und bei dem der Filter auf hygienische Weise gereinigt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem Staubsauger mit einem als Axialgebläse ausgeführten Saugergebläse und einem Staubraum, in dem ein Filter angeordnet ist, wobei mittels einer Drehrichtungsumkehr des Saugergebläses eine Richtung einer durch das Saugergebläse bewirkten Luftströmung, also ein Saugluftstrom, durch den Filter umkehrbar ist, eine Ansteuerelektronik zum automatischen Umkehren der Richtung der Luftströmung durch den Filter im Anschluss an einen Saugvorgang vorgesehen. Die Umkehr erfolgt also im Anschluss an jeden Saugeinsatz, das heißt nach Beendigung des Saugvorgangs durch den Benutzer.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine vollautomatische hygienische Filterreinigung zum Ende jedes Saugeinsatzes ermöglicht wird. Ein derartig ausgebildeter Staubsauger ist zudem kostenneutral, da keine zusätzlichen Bauteile verwendet werden müssen. Durch die regelmäßige Filterreinigung wird eine Verwendung von Filtern mit relativ geringer Filterfläche ermöglicht, wodurch Kosten eingespart werden können.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie können auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen und sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für deren Merkmale zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
  • Optional ist bei dem Staubsauger, z.B. als Funktionalität der Ansteuerelektronik, ein vorgegebener oder vorgebbarer Zeitwert zur Festlegung eines zeitlichen Abstands zwischen einem Ende des Saugvorgangs und der im Anschluss daran automatisch bewirkten Drehrichtungsumkehr vorgesehen. Ein Laufrad des Axialgebläses kann nach dem Ausschalten des Staubsaugers zunächst gebremst oder ungebremst bis zum Stillstand auslaufen. Danach kann beispielsweise eine Pause, z.B. von zwei Sekunden, folgen. Die Dauer der Pause ist durch den o.g. Zeitwert bestimmt. Anschließend kann das Axialgebläse, angesteuert von der Ansteuerelektronik, automatisch in die entgegengesetzte Richtung laufen. Der Zeitwert kann in der Ansteuerelektronik z.B. in Hardware implementiert sein, z.B. als Zeitkonstante eines RC-Glieds, oder in Software, also z.B. als Inhalt einer entsprechenden Speicherzelle.
  • Bevorzugt ist ein vorgegebener oder vorgebbarer weiterer Zeitwert zur Festlegung einer Dauer der Drehrichtungsumkehr vorgesehen. Damit kann festgelegt werden, wie lange der Filter gereinigt wird. Die Dauer der Drehrichtungsumkehr im Anschluss an den Saugvorgang kann im allgemeinen relativ kurz gehalten werden, da, wenn der Filter nach jedem Saugvorgang automatisch gereinigt wird, nur wenig Schmutz auf diesem haften bleibt. Ein möglicher Zeitwert für die Dauer der Drehrichtungsumkehr ist z.B. eine oder zwei Sekunden, also ein kurzer Drehzahl- oder Strömungsimpuls, aber auch jeder andere Zeitwert ist möglich. Auch dieser Zeitwert kann, wie oben bereits beschrieben, z.B. in Hardware implementiert sein, z.B. als Zeitkonstante eines RC-Glieds, oder in Software, also z.B. als Inhalt einer entsprechenden Speicherzelle.
  • Bevorzugt kann eine Drehzahl des Saugergebläses bei umgekehrter Luftströmungsrichtung niedriger sein, als beim Saugvorgang. Auch ein schwacher Blasluftstrom ist in der Regel ausreichend, um den Filter wirkungsvoll zu reinigen. Dabei wird gleichzeitig Energie gespart, weil das Axialgebläse nicht mit hoher Leistung betrieben werden muss.
  • Wenn der Staubsauger einen stromabwärts eines Saugluftstroms vor dem Staubraum befindlichen Saugkanal und ein darin angeordnetes, sich bei einem Saugluftstrom öffnendes Ventil, das den Saugkanal bei einem Blasluftstrom sperrt, umfasst, wird sichergestellt, dass der sich durch den Blasluftstrom vom Filter lösende Staub nicht über den Saugkanal aus dem Staubraum befördert wird. So wird verhindert, dass der Benutzer in einer Staubwolke steht, wenn der Reinigungsvorgang des Filters einsetzt. Stattdessen verbleibt der von dem Filter gelöste Staub im Staubraum und kann bei Bedarf nach Beenden des Reinigungsvorgangs des Filters, z.B. durch manuelles Entleeren/Auskippen des Staubraums durch den Benutzer auf unkomplizierte Weise an einem geeigneten Ort entsorgt werden.
  • Bevorzugt ist ein das Saugergebläse antreibender Motor als bürstenloser Permanentmagnetmotor ausgebildet. Dadurch wird eine gute Lebensdauer des Motors mit einer Drehzahl von mindestens 70.000 Umdrehungen pro Minute ermöglicht. Eine derartige Drehzahl ist für ein Axialgebläse vorteilhaft, um gute Gebläsewirkungsgrade zu erzielen. In Kombination mit einer entsprechenden Ansteuerelektronik sind bürstenlose Permanentmagnetmotoren auch energiesparend. Weiter bevorzugt kann der bürstenlose Permanentmagnetmotor in Innenläuferausführung vorgesehen sein, wodurch die an ihn gestellten Anforderungen besonders gut erfüllt werden.
  • Der Staubsauger kommt speziell zur Verwendung als Tischstaubsauger in Betracht. Zusätzlich oder alternativ kommt für den Staubsauger eine Ausführung als Akkusauger in Betracht.
  • Bezüglich des Verfahrens wird die o.g. Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des korrespondierenden Verfahrensanspruchs. Dazu ist bei einem Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers mit einem oder mehreren der o.g. Merkmale vorgesehen, dass automatisch im Anschluss an einen Saugvorgang durch eine mit der Ansteuerelektronik bewirkte Ansteuerung des Saugergebläses eine Richtung der Luftströmung durch den Filter umgekehrt wird. Im Anschluss an einen Saugvorgang meint nach der Beendigung des Saugvorgangs durch den Benutzer.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung, der oder jeder Ausführungsform sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten oder Verfahrensschrittfolgen führen.
  • Es zeigen
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines Staubsaugers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
    Figur 2
    einen zeitlichen Verlauf eines Saugvorgangs mit dem Staubsauger aus Figur 1 und
    Figur 3
    ein schematisch vereinfachtes Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Staubsaugers.
  • Figur 1 zeigt schematisch vereinfacht einen Staubsauger 10 mit einem Saugergebläse 12, welches als Axialgebläse ausgeführt ist, bestehend aus einem Motor 14 und einer Gebläseeinheit 16 mit einem Axiallaufrad 18. Das Saugergebläse 12 bewirkt während eines Saugvorgangs 20 (Figur 2) eine Luftströmung 22 (vereinfacht durch einen Pfeil dargestellt) durch eine Saugöffnung 24, über einen Staubraum 26 und durch einen Filter 28, z.B. einen Feinstaubfilter, welche an einer Rückseite des Staubsaugers 10 durch Ausblasschlitze (nicht dargestellt) aus dem Staubsauger 10 wieder austritt. Dabei werden Staub- und Schmutzpartikel 30 angesaugt und mit dem Filter 28 zurückgehalten. Im nachfolgenden ist diese Luftströmung 22 auch als Saugluftstrom bezeichnet. Mit zunehmender Saugdauer verschmutzen vor allem Feinstaubpartikel 32 den Filter 28 und verstopfen diesen, so dass ein Saugvolumenstrom abnimmt. Daher wird bei der vorliegenden Erfindung die Richtung der Luftströmung durch den Filter 28 im Anschluss an den Saugvorgang automatisch umgekehrt. Im Anschluss an den Saugvorgang heißt, nach Beendigung des Saugeinsatzes durch den Benutzer, also nach dem Abschalten des Saugergebläses 12 über einen Hauptschalter 52. Die Luftströmung in umgekehrter Richtung zum Saugluftstrom (entgegengesetzt zur Pfeilrichtung) wird im folgenden mitunter als Blasluftstrom bezeichnet.
  • Zwischen einem Akku 34 des Staubsaugers 10, welcher in diesem Ausführungsbeispiel als Akkusauger ausgeführt ist, und dem Motor 14 ist eine Ansteuerelektronik 36 angeordnet, welche den Gleichstrom aus dem Akku 34 in einen zum Ansteuern des Motors 14 erforderlichen Strom, insbesondere Drehstrom, umwandelt. Dazu umfasst die Ansteuerelektronik 36 z.B. einen entsprechend geeigneten Mikroprozessor (nicht dargestellt).
  • Über die Spannung und die Drehfrequenz lassen sich Drehzahl und Drehrichtung des Motors 14 einstellen. Die Drehrichtung des Motors 14 bestimmt die Drehrichtung des Axiallaufrads 18 des Saugergebläses 12 und damit die Richtung der Luftströmung durch den Filter 28. Eine Höhe und ein zeitlicher Verlauf der Motordrehzahl bzw. der Drehrichtung, d.h. zum Beispiel eine Drehzahl des Motors 14 während des Saugvorgangs 20, eine Drehzahl des Motors 14 bei zum Saugvorgang 20 entgegengesetzter Drehrichtung des Motors 14 bzw. des Axiallaufrads 18, ein Zeitwert, der einer Dauer entspricht, während der das Saugergebläse 12 in zum Saugvorgang entgegengesetzter Richtung betrieben wird, sowie ein Zeitwert, der einer Zeitspanne entspricht, die zwischen einem Ende des Saugvorgangs und einer Ansteuerung des Saugergebläses 12 in entgegengesetzte Richtung liegt, können als Sollwerte in der Ansteuerelektronik 36, z.B. in einem Speicher (nicht dargestellt) der Ansteuerelektronik, abrufbar vorgehalten werden. Auf diese Weise ermöglicht die Ansteuerelektronik 36 kostenneutral eine prozessorgesteuerte Drehrichtungsumkehr ohne zusätzliche Bauteile wie Relais oder dergleichen. Alternativ dazu können zumindest die oben angegebenen Zeitwerte auch in Hardware, z.B. als Zeitkonstante eines RC-Glieds, implementiert sein.
  • Der Motor 14 ist ein bürstenloser Permanentmagnetmotor. Dieser ermöglicht einen Betrieb mit einer Drehzahl von 70.000 oder mehr Umdrehungen pro Minute bei akzeptabler Lebensdauer. Eine Drehzahl von 70.000 oder mehr Umdrehungen pro Minute ist vorteilhaft, um einen geeigneten Gebläsewirkungsgrad zu erzielen. Der bürstenlose Permanentmagnetmotor kann auch mit einem Innenläufer ausgeführt werden, womit er seine Anforderungen besonders gut erfüllt.
  • Der Staubsauger 10 kann zusätzlich ein Ventil (nicht dargestellt) umfassen. Dieses ist z.B. in einem Bereich zwischen der Saugöffnung 24 und dem Filter 28 angeordnet, also beispielsweise im Staubraum 26 oder in einem Saugkanal, der sich stromabwärts des Saugluftstroms vor dem Staubraum 26 befindet. Das Ventil sperrt den Saugkanal oder die Saugöffnung 24 bei einem Blasluftstrom, so dass Feinstaubpartikel 32, die sich von dem Filter 28 lösen, oder auch Staub- und Schmutzpartikel 30, die sich im Staubraum 26 befinden, nicht durch die Saugöffnung 24 nach außen befördert werden.
  • Figur 2 zeigt einen zeitlichen Verlauf 38, bei dem auf der Abszisse die Zeit in Sekunden und auf der Ordinate die Gebläsedrehzahl pro Minute aufgetragen ist. Positive Gebläsedrehzahlen stellen einen Saugvorgang 20 dar. Im Anschluss an den Saugvorgang 20 erfolgt eine Drehrichtungsumkehr des Saugergebläses 12, durch die eine Richtung der durch das Saugergebläse 12 bewirkten Luftströmung 22 umgekehrt wird. Das heißt, der beim Saugvorgang 20 bewirkte Saugluftstrom wird im Anschluss an den Saugvorgang 20 automatisch in einen Blasluftstrom umgekehrt. Dadurch erfährt der Filter 28 (Figur 1) automatisch eine Reinigung.
  • Nach dem Einschalten des Saugergebläses 12 (Figur 1), d.h. nach dem Einschalten des Staubsaugers 10, durch den Benutzer, dreht sich das Axiallaufrad 18 nach etwa zwei Sekunden mit 70.000 Umdrehungen pro Minute während des gesamten Saugvorgangs 20. Der zeitliche Abstand zwischen dem Ende des Saugvorgangs 20 und der im Anschluss daran automatisch bewirkten Drehrichtungsumkehr ist durch einen vorgegebenen oder vorgebbaren Zeitwert festgelegt. Nach dem Ausschalten durch den Benutzer läuft das Axiallaufrad 18 je nach Ausführung der Ansteuerelektronik 36 (Figur 1) entweder gebremst oder ungebremst bis zum Stillstand aus. Dieser Zeitpunkt ist als Ende des Saugvorgangs 20 anzusehen. Danach ist als zeitlicher Abstand zwischen dem Ende des Saugvorgangs 20 und der Drehrichtungsumkehr eine Pause 40 von hier etwa zwei Sekunden vorgegeben, bei der die Gebläsedrehzahl 0 Umdrehungen pro Minute ist. Das Saugergebläse 12 wird anschließend durch den Mikroprozessor der Ansteuerelektronik 36 für einen vorgegebenen oder vorgebbaren weiteren Zeitwert von ca. einer Sekunde für einen Filterreinigungsvorgang 42, dargestellt durch negative Gebläsedrehzahlen, in entgegengesetzter Richtung angesteuert, d.h. das Axiallaufrad 18 dreht sich in entgegengesetzter Richtung, so dass keine Luft durch den Staubraum 26 (Figur 1) angesaugt wird, sondern ein Blasluftstrom von hinten durch die Ausblasschlitze in umgekehrter Richtung durch den Filter 28 geblasen wird. Innerhalb dieser kurzen Zeitspanne wird der Filter 28 von dem sich während des Saugvorgangs 20 angesammelten Schmutz- und Staubpartikeln, insbesondere von Feinstaubpartikeln 32 (Figur 1), gereinigt, so dass die volle Saugleistung für den nächsten Saugvorgang zur Verfügung steht. Es wird hierfür nur ein kurzer Drehzahl- oder Strömungsimpuls benötigt, der die Akkuleistung des Staubsaugers 10 nur wenig beansprucht. Außerdem ist die Drehzahl während des Filterreinigungsvorgangs 42 mit z.B. etwa 50.000 Umdrehungen pro Minute niedriger als während des Saugvorgangs 20.
  • Die vom Filter 28 gelösten Staub- und Schmutzpartikel, insbesondere Feinstaubpartikel 32, sammeln sich im Staubraum 26 und können aus diesem bei Bedarf hygienisch, z.B. durch Ausleeren in einen entsprechenden Behälter, entfernt werden.
  • Figur 3 zeigt ein schematisch vereinfachtes Flussdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens 44 zum Betrieb des Staubsaugers 10. Dabei wird in einem ersten Schritt 46 nach einem Ende eines Saugvorgangs 20 (Figur 2) über die Ansteuerelektronik 36 (Figur 1) ein vorgegebener oder vorgebbarer Zeitwert z.B. aus dem Speicher der Ansteuerelektronik 36 abgerufen und in einem Mikroprozessor abgearbeitet. Innerhalb der durch den Zeitwert bestimmten Zeitspanne wird das Saugergebläse 12 (Figur 1) nicht angesteuert. Dieser Zeitwert entspricht der Dauer einer Pause 40 (Figur 2) zwischen dem Saugvorgang 20 und dem Filterreinigungsvorgang 42 (Figur 2). In einem zweiten Schritt 48 wird ein weiterer vorgegebener oder vorgebbarer Zeitwert aus einem Speicher abgerufen und nach der Pause 40 das Saugergebläse 12 für diesen weiteren Zeitwert, d.h. für eine diesem Zeitwert entsprechende Dauer, in die zu dem Saugvorgang 20 entgegengesetzte Richtung angesteuert. Dieser weitere Zeitwert entspricht der Dauer des Filterreinigungsvorgangs 42. In einem dritten Schritt 50 wird das Saugergebläse 12 von der Ansteuerelektronik 36 gestoppt, bis der Staubsauger 10 durch einen Benutzer erneut eingeschaltet wird.
  • Damit lässt sich die Erfindung kurz wie folgt darstellen: Es wird ein Staubsauger 10 mit einem als Axialgebläse ausgeführten Saugergebläse 12 und einem Staubraum 26, in dem ein Filter 28 angeordnet ist, wobei mittels einer Drehrichtungsumkehr des Saugergebläses 12 eine Richtung einer durch das Saugergebläse 12 bewirkten Luftströmung 22 durch den Filter 28 umkehrbar ist, angegeben, der eine Ansteuerelektronik 36 zum automatischen Umkehren der Richtung der Luftströmung 22 durch den Filter 28 im Anschluss an einen Saugvorgang 20 umfasst.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Staubsauger
    12
    Saugergebläse
    14
    Motor
    16
    Gebläseeinheit
    18
    Axiallaufrad
    20
    Saugvorgang
    22
    Luftströmung
    24
    Saugöffnung
    26
    Staubraum
    28
    Filter
    30
    Staub- und Schmutzpartikel
    32
    Feinstaubpartikel
    34
    Akku
    36
    Ansteuerelektronik
    38
    zeitlicher Verlauf
    40
    Pause
    42
    Filterreinigungsvorgang
    44
    Verfahren
    46
    erster Schritt
    48
    zweiter Schritt
    50
    dritter Schritt
    52
    Hauptschalter

Claims (9)

  1. Staubsauger (10) mit einem als Axialgebläse ausgeführten Saugergebläse (12) und einem Staubraum (26), in dem ein Filter (28) angeordnet ist,
    wobei mittels einer Drehrichtungsumkehr des Saugergebläses (12) eine Richtung einer durch das Saugergebläse (12) bewirkten Luftströmung (22) durch den Filter (28) umkehrbar ist,
    gekennzeichnet durch eine Ansteuerelektronik (36) zum automatischen Umkehren der Richtung der Luftströmung (22) durch den Filter (28) im Anschluss an einen Saugvorgang (20).
  2. Staubsauger (10) nach Anspruch 1, mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren Zeitwert zur Festlegung eines zeitlichen Abstands (40) zwischen einem Ende des Saugvorgangs (20) und der im Anschluss daran automatisch bewirkten Drehrichtungsumkehr.
  3. Staubsauger (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, mit einem vorgegebenen oder vorgebbaren weiteren Zeitwert zur Festlegung einer Dauer der Drehrichtungsumkehr.
  4. Staubsauger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Drehzahl des Saugergebläses (12) bei umgekehrter Luftströmungsrichtung (22) niedriger ist als beim Saugvorgang (20).
  5. Staubsauger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem stromabwärts eines Saugluftstroms vor dem Staubraum (26) befindlichen Saugkanal und einem darin angeordneten, sich bei einem Saugluftstrom öffnenden Ventil, das den Saugkanal bei einem Blasluftstrom sperrt.
  6. Staubsauger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein das Saugergebläse (12) antreibender Motor (14) als bürstenloser Permanentmagnetmotor ausgebildet ist.
  7. Staubsauger (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Staubsauger (10) als Tischstaubsauger ausgebildet ist.
  8. Staubsauger (10) nach Anspruch 7, wobei der Staubsauger (10) als Akkusauger ausgebildet ist.
  9. Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei automatisch im Anschluss an einen Saugvorgang (20) durch eine mit der Ansteuerelektronik (36) bewirkte Ansteuerung des Saugergebläses (12) eine Richtung der Luftströmung durch den Filter (28) umgekehrt wird.
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