EP3970584A1 - Staubsauger, vorzugsweise handstaubsauger - Google Patents

Staubsauger, vorzugsweise handstaubsauger Download PDF

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EP3970584A1
EP3970584A1 EP21193147.2A EP21193147A EP3970584A1 EP 3970584 A1 EP3970584 A1 EP 3970584A1 EP 21193147 A EP21193147 A EP 21193147A EP 3970584 A1 EP3970584 A1 EP 3970584A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric motor
vacuum cleaner
designed
speed
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21193147.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Neufeld
Tobias Rodehüser
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miele und Cie KG filed Critical Miele und Cie KG
Publication of EP3970584A1 publication Critical patent/EP3970584A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • A47L5/24—Hand-supported suction cleaners
    • A47L5/26—Hand-supported suction cleaners with driven dust-loosening tools
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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, preferably a hand-held vacuum cleaner, according to the preamble of patent claim 1.
  • the cleaning devices include the vacuum cleaner, which sucks in air and dirt from a surface and can release the air at least essentially cleaned of dirt to the outside.
  • Such vacuum cleaners can be connected to a power outlet with a cord for operation.
  • battery-powered vacuum cleaners that have a rechargeable battery or an accumulator as a rechargeable electrical energy store are also known and widespread.
  • the comparatively compact and lightweight handheld vacuum cleaners are often battery-operated to allow the user to use them more quickly and easily.
  • a vacuum cleaner has a fan that can generate the air flow.
  • a negative pressure can be generated on the intake side of the blower, which can ensure that air flows in; this section of the vacuum cleaner can also be referred to as the vacuum area of the vacuum cleaner.
  • the filter can hold back dirt such as dust, especially house dust, and other smaller particles from the air flow and thereby filter the air flow, which can then leave the vacuum cleaner cleaner than when it is sucked in. This allows the surface to be cleaned of dirt.
  • the substrate can be any surface such as a floor or its floor covering.
  • the air flow including dirt can be guided directly via a suction nozzle as a suction opening, which is part of the vacuum cleaner itself.
  • the suction nozzle which can also be referred to as a floor nozzle, can also be connected to the vacuum cleaner via a suction hose and, if necessary, via an additional telescopic tube; in this case, the vacuum cleaner and other components can such as suction nozzle, suction hose and, if applicable, telescopic tube are also referred to together as a vacuum cleaner system.
  • the suction nozzle can be guided by a user over an underground in order to pick up dirt from there with the sucked-in air.
  • a brush can be arranged in the area of the suction nozzle, which can be driven in rotation in order to brush the surface to be cleaned and thereby loosen dirt, for example from the fibers of a carpet, so that the loosened dirt can be removed more effectively by the air flow .
  • This brush can also be called a floor brush or brush roller.
  • the fan of such vacuum cleaners is usually operated by an electric motor.
  • brushless electric motors are often used, which have no slip rings or commutators and brushes between the rotor and stator, which can wear out. Therefore, brushless electric motors usually have a longer service life or a longer service life than electric motors with brushes. This can have a correspondingly positive effect on the service life or the service life of the vacuum cleaner. Also, brushless electric motors usually have a higher power than brushed electric motors.
  • the floor brush can also be operated with an electric motor, which, however, is usually designed with brushes, i.e. as an electric motor with brushes, for reasons of cost.
  • both electric motors of such a vacuum cleaner each with a separate control unit or with a separate controller, i. H. both electric motors each have a control unit or a controller which can only control or regulate the respective electric motor.
  • the electric motors of such vacuum cleaners are usually regulated by their respective control unit to a constant voltage on the respective electric motor as a function of the voltage source. With battery-operated vacuum cleaners, the output voltage of the battery is regulated.
  • control units leads to corresponding costs. Both control units also require space and consume electrical energy, which is limited in a battery-operated vacuum cleaner. Furthermore, communication between the two control units is required, which can mean additional expense in terms of material costs, assembly costs, installation space and electrical energy requirements.
  • the WO 2014/199137 A1 describes a vacuum cleaner with a suction source, a suction head and a controller.
  • the suction source includes an impeller and a first motor for driving the impeller
  • the cleaning head includes an agitator and a second motor for driving the agitator.
  • the first motor is a brushless motor and the second motor is a brushed motor.
  • the controller is configured to generate control signals to control energization of the first motor and the second motor simultaneously.
  • the vacuum cleaner includes a voltage sensor that provides the control unit with a measure of the magnitude of a supply voltage used to energize the first motor and the second motor.
  • the control unit generates the control signals so that the output power of the first motor is constant and the input voltage to the second motor is constant in response to changes in the supply voltage.
  • the disadvantage of controlling the electric motor of the floor brush to a constant voltage is that the speed of the floor brush can be reduced if the floor brush is subjected to a load. Such a load can occur, for example, if the floor brush is guided over a carpet, in particular one with densely arranged fibers, as the substrate. This can correspondingly reduce the cleaning effect or the cleaning performance of the floor brush.
  • the invention therefore faces the problem of making available a vacuum cleaner which can also be operated effectively on a surface that is difficult to clean.
  • This should preferably be as simple, inexpensive, space-saving and/or energy-saving as possible.
  • This should preferably be implemented for battery-operated vacuum cleaners. At least an alternative to known vacuum cleaners of this type should be created.
  • the invention thus relates to a vacuum cleaner, preferably a hand-held vacuum cleaner, with a fan with an impeller for generating an air flow, with a first electric motor for driving the impeller of the fan, with a suction nozzle with a rotatable brush and with a second electric motor for driving the rotatable brush.
  • the vacuum cleaner is characterized in that the vacuum cleaner is designed to operate the second electric motor in a speed-controlled manner at a predetermined target speed, the control unit also being designed to operate the first electric motor. This can be done, for example, as described below.
  • the invention is based on the finding that the speed of the second electric motor of the floor brush and thus its cleaning effect or cleaning performance can be reduced if the floor brush is subjected to a comparatively high load, for example through contact with a very thick carpet.
  • the constantly regulated voltage of the second electric motor cannot counteract such a load and can keep the speed constant or high enough to achieve the desired or at least an acceptable cleaning effect in this situation.
  • the speed of the second electric motor is therefore regulated to a predetermined desired speed, as a result of which the rotatable brush can be operated at or close to the predetermined desired speed.
  • the second electric motor can at least essentially reach and maintain the predetermined target speed even if comparatively large and/or fluctuating loads occur on the rotatable brush. Accordingly, the desired cleaning result can be achieved or improved.
  • the vacuum cleaner is designed to detect an actual speed of the second electric motor
  • the vacuum cleaner has a control unit which is designed to detect the detected actual speed of the second electric motor and the predetermined target speed of the second to obtain electric motor and to operate the second electric motor depending on the difference between actual speed and target speed. This can enable speed-controlled operation of the second electric motor to be implemented.
  • the predetermined target speed of the second electric motor is constant. This can enable constant cleaning performance, even on different or changing surfaces.
  • the predetermined setpoint speed of the second electric motor can be specified and/or changed by a user. This can be done, for example, by means of a corresponding operating element of the vacuum cleaner, which can preferably be set or changed manually by the user. This can be done, for example, by means of a rotary knob or the like.
  • the settings can be made in steps or continuously. This allows the user Influencing the speed of the rotatable brush and thus its cleaning performance as well as the electrical energy consumed as a result and the noise level generated as a result.
  • the predetermined setpoint speed of the second electric motor can be specified and/or changed by the vacuum cleaner automatically as a function of a detected surface. This can enable the target speed of the second electric motor to be set independently depending on the respective surface.
  • the subsoil can, for example, be recognized independently by the vacuum cleaner or its control unit through the change in the values or through the currently present values of different physical variables.
  • the control unit is also designed to operate the first electric motor.
  • both the first electric motor and the second electric motor can be operated by the same control unit.
  • a second control unit for the first electric motor can be dispensed with. This can save costs for the purchase and installation of an additional control unit.
  • the space required can also be reduced as a result. This can also have an advantageous effect on reduced energy consumption by the vacuum cleaner. It is also advantageous that the data from two control units or from two controllers can be evaluated more poorly than the data from a single control unit or from a single controller, in order to provide automatically running or executable functions in the vacuum cleaner.
  • control unit is also designed to operate the first electric motor in a power-controlled manner with a predetermined setpoint power.
  • the first electric motor of the fan can be operated at a predetermined and in particular at a constant target power.
  • the vacuum cleaner is designed to detect an actual power of the first electric motor
  • the control unit is designed to receive the detected actual power of the first electric motor and the predetermined target power of the first electric motor and to operate the first electric motor depending on the difference between the actual power and the target power. This can enable the implementation of power-controlled operation of the first electric motor.
  • control unit is also designed to operate the first electric motor in a speed-controlled manner at a predetermined setpoint speed.
  • the first electric motor of the fan can be operated at a predetermined target speed comparable to the second electric motor of the rotatable brush.
  • the vacuum cleaner is designed to detect an actual speed of the first electric motor
  • the control unit is designed to receive the detected actual speed of the first electric motor and the predetermined target speed of the first electric motor and to operate the first electric motor depending on the difference between the actual speed and the target speed. This can enable speed-controlled operation of the first electric motor to be implemented.
  • the vacuum cleaner preferably a control unit, is designed to operate the first electric motor with pulse width modulation at a variable frequency, the variable PWM frequency being an integer multiple of the rotating field frequency of the first electric motor. This can be a way to operate the first electric motor.
  • the vacuum cleaner preferably the control unit, is designed to operate the second electric motor with pulse width modulation at a variable frequency, the variable PWM frequency of the second electric motor being synchronous with the variable PWM frequency of the first electric motor. This can enable pulse width modulated operation of the second electric motor as well.
  • the first electric motor is designed to be brushless. This can increase the performance and/or the longevity of the first electric motor of the blower.
  • the second electric motor is designed to be brushless or has brushes.
  • the second electric motor of the rotatable brush can have a comparatively high output and/or a comparatively long service life. If the second electric motor is designed with brushes, this can reduce the procurement costs.
  • the vacuum cleaner has a rechargeable electrical energy store which is designed to supply the first electrical motor and the second electrical motor, preferably and a control unit, with electricity.
  • the rechargeable electrical energy store can in particular be an accumulator or an accumulator. This can allow the user to use the vacuum cleaner without an inconvenient electric power cord.
  • a longitudinal direction X which can also be referred to as depth X or length X, extends.
  • a transverse direction (not shown), which can also be referred to as width, extends perpendicular to the longitudinal direction X.
  • a vertical direction Z which can also be referred to as the height Z, extends perpendicularly both to the longitudinal direction X and to the transverse direction.
  • the figure 1 shows a schematic side view of a vacuum cleaner 1 according to the invention in the form of a hand-held vacuum cleaner 1.
  • the hand-held vacuum cleaner 1 has a housing 10 which can be held and guided by a user by means of a handle 11.
  • a fan 12 together with a first electric motor 12a for driving the fan 12 is arranged in the housing 10 .
  • the first electric motor 12a is brushless.
  • At least one filter and one blow-out opening are also present (not shown).
  • a suction pipe 13 is arranged on the housing 10 opposite the handle 11 .
  • a suction nozzle 14 which can also be referred to as a floor nozzle 14 or as a brush head 14 .
  • the suction nozzle 14 has an interior which is designed to be open downwards in the vertical direction Z by means of an opening 16 which can also be referred to as a suction opening 16 .
  • a rotatable brush 15 is arranged inside the interior of the suction nozzle 14 and can be driven in rotation by means of a second electric motor 15a.
  • the second electric motor 15a is also brushless.
  • the hand-held vacuum cleaner 1 also has a control unit 17 which can operate both the first electric motor 12a and the second electric motor 15a. This can be done in particular via pulse width modeled signals. The actual speed of the second electric motor 15a can be detected by sensors and this information can be made available to the control unit 17 . Furthermore, the control unit 17 can be given a target speed, for example fixed or variable, for example by the user using an adjustable operating element (not shown).
  • the control unit 17 can compare the actual speed and the setpoint speed with one another and, depending on the difference, accordingly specify the pulse width modeled signals that the desired setpoint speed of the second electric motor 15a can be achieved.
  • the first electric motor 12a can be comparatively speed-controlled or be operated by the control unit 17 in a power-controlled manner.
  • the first electric motor 12a, the second electric motor 15a and the control unit 17 can be electrically supplied by a rechargeable electric energy store 18.
  • the hand-held vacuum cleaner 1 can be placed by a user on a surface 2, such as a floor 2 or on a floor covering 2, such as a carpet, with the suction nozzle 14 and moved back and forth in the longitudinal direction X in order to clean the floor 2 vacuum as a surface to be cleaned 2 and thereby cleaned.
  • the hand-held vacuum cleaner 1 is switched on, so that the blower 12 is operated by the first electric motor 12a and the rotatable brush 15 is operated by the second electric motor 15a.
  • an air flow is sucked in by the blower 12, which can reach the environment via the suction opening 16 into the suction nozzle 14 and from there via the suction pipe 13 to the blower 12 and through at least one filter.
  • dirt particles such as dust, crumbs and the like are conveyed from the floor 2 into the air flow by the rotating brush 15 , so that the cleaning effect on the floor 2 can be intensified by the rotating brush 15 .
  • the speed-controlled operation of the second electric motor 15a can ensure, even with different surfaces 2, that the cleaning of the surface 2 takes place at the desired speed, as a result of which the desired cleaning effect or cleaning performance can also be achieved.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Staubsauger (1), vorzugsweise einen Handstaubsauger (1), mit einem Gebläse (12) mit einem Laufrad zur Erzeugung eines Luftstroms, mit einem ersten elektrischen Motor (12a) zum Antreiben des Laufrads des Gebläses (12), mit einer Saugdüse (14) mit einer rotierbaren Bürste (15) und mit einem zweiten elektrischen Motor (15a) zum Antreiben der rotierbaren Bürste (15). Der Staubsauger (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der Staubsauger (1) ausgebildet ist, den zweiten elektrischen Motor (15a) drehzahlgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben, und wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor zu betreiben.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Staubsauger, vorzugsweise einen Handstaubsauger, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Zu den Reinigungsgeräten gehören die Staubsauger, welche Luft samt Schmutz von einem Untergrund in sich einsaugen und die Luft zumindest im Wesentlichen vom Schmutz gereinigt wieder nach außen hin abgeben können. Derartige Staubsauger können zum Betrieb mit einem Kabel mit einer Steckdose verbunden werden. Es kann jedoch für den Benutzer komfortabler sein, das Kabel beim Staubsaugen nicht beachten zu müssen, weshalb auch Akkustaubsauger bekannt und verbreitet sind, welche einen Akku bzw. einen Akkumulator als wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher aufweisen. Insbesondere die vergleichsweise kompakten und leichten Handstaubsauger werden häufig akkubetrieben hergestellt, um den Einsatz für den Benutzer schneller und einfacher zu ermöglichen.
  • Ein Staubsauger weist ein Gebläse auf, welches den Luftstrom erzeugen kann. Auf der Ansaugseite des Gebläses kann hierdurch ein Unterdruck erzeugt werden, welcher für ein Nachströmen von Luft sorgen kann; dieser Abschnitt des Staubsaugers kann auch als Unterdruckbereich des Staubsaugers bezeichnet werden.
  • Auf der gegenüberliegenden Seite des Gebläses, zu der der Luftstrom hin gerichtet ist, befinden sich üblicherweise wenigstens ein Filter bzw. ein Filtersystem, durch den der Luftstrom hindurchgeführt wird. Dieser Abschnitt des Staubsaugers kann auch als Überdruckbereich des Staubsaugers bezeichnet werden. Der Filter kann den Schmutz wie z.B. Staub, insbesondere Hausstaub, sowie sonstige kleinere Partikel aus dem Luftstrom zurückhalten und hierdurch den Luftstrom filtern, welcher dann den Staubsauger sauberer als beim Einsaugen verlassen kann. Hierdurch kann der Untergrund vom Schmutz gereinigt werden. Der Untergrund kann eine beliebige Oberfläche wie z.B. ein Fußboden bzw. dessen Bodenbelag sein.
  • Die Führung des Luftstroms samt Schmutz kann, je nach Ausführungsform des Staubsaugers, direkt über eine Saugdüse als Ansaugöffnung erfolgen, welche Bestandteil des Staubsaugers selbst ist. Die Saugdüse, welche auch als Bodendüse bezeichnet werden kann, kann jedoch auch über einen Saugschlauch und ggfs. über ein zusätzliches Teleskoprohr mit dem Staubsauger verbunden sein; in diesem Fall können der Staubsauger und die übrigen Komponenten wie Saugdüse, Saugschlauch und ggfs. Teleskoprohr zusammen auch als Staubsaugersystem bezeichnet werden. In jedem Fall kann die Saugdüse von einem Benutzer über einen Untergrund geführt werden, um von dort Schmutz mit der eingesogenen Luft aufzunehmen.
  • Zur Verbesserung der Reinigungswirkung kann im Bereich der Saugdüse eine Bürste angeordnet sein, welche rotierend angetrieben werden kann, um den zu reinigenden Untergrund zu bürsten und hierdurch Schmutz zum Beispiel aus den Fasern eines Teppichs zu lösen, damit der gelöste Schmutz wirkungsvoller vom Luftstrom abgeführt werden kann. Dies kann die Reinigungswirkung des Staubsaugers verbessern. Diese Bürste kann auch als Bodenbürste oder als Borstwalze bezeichnet werden.
  • Das Gebläse derartiger Staubsauger wird üblicherweise von einem elektrischen Motor betrieben. Hierzu werden häufig bürstenlose elektrische Motoren eingesetzt, welche keine Schleifringe oder Kommutatoren und Bürsten zwischen Rotor und Stator aufweisen, welche verschleißen können. Daher weisen bürstenlose elektrische Motoren üblicherweise eine längere Lebensdauer bzw. eine höhere Standzeit als elektrische Motoren mit Bürsten auf. Dies kann sich entsprechend positiv auf die Lebensdauer bzw. auf die Standzeit des Staubsaugers auswirken. Auch weisen bürstenlose elektrische Motoren üblicherweise eine höhere Leistung als bürstenbehaftete elektrische Motoren auf.
  • Die Bodenbürste kann ebenfalls mit einem elektrischen Motor betrieben werden, welcher jedoch üblicherweise aus Kostengründen mit Bürsten, d.h. als bürstenbehafteter elektrischer Motor, ausgebildet ist.
  • Bekannt ist es dabei, beide elektrische Motoren eines derartigen Staubsaugers mit jeweils einer separaten Steuerungseinheit bzw. mit einem separaten Controller zu betreiben, d. h. beide elektrische Motoren weisen jeweils eine Steuerungseinheit bzw. einen Controller auf, welcher lediglich den jeweiligen elektrischen Motor steuern bzw. regeln kann. Dabei werden die elektrischen Motoren derartiger Staubsauger üblicherweise von ihrer jeweiligen Steuerungseinheit auf eine konstante Spannung am jeweiligen elektrischen Motor in Abhängigkeit der Spannungsquelle geregelt. Bei akkubetriebenen Staubsaugern wird auf die Ausgangsspannung des Akkus geregelt.
  • Nachteilig ist hierbei, dass die Verwendung von zwei derartigen Steuerungseinheiten zu entsprechenden Kosten führt. Auch benötigen beide Steuerungseinheiten Bauraum und verbrauchen elektrische Energie, welche bei einem akkubetriebenen Staubsauger begrenzt ist. Ferner ist eine Kommunikation zwischen den beiden Steuerungseinheiten erforderlich, was einen zusätzlichen Aufwand hinsichtlich Materialkosten, Montagekosten, Bauraum und elektrischem Energiebedarf bedeuten kann.
  • Daher ist es bekannt, lediglich eine Steuerungseinheit bzw. einen Controller für beide elektrische Motoren eines derartigen Staubsaugers zu verwenden, so dass die Kosten, der Bedarf an Bauraum und der elektrische Energieverbrauch reduziert werden können.
  • Die WO 2014/199137 A1 beschreibt einen Staubsauger mit einer Saugquelle, einem Saugkopf und einem Steuergerät. Die Saugquelle umfasst ein Flügelrad und einen ersten Motor zum Antrieb des Flügelrads, und der Reinigungskopf umfasst ein Rührwerk und einen zweiten Motor zum Antrieb des Rührwerks. Der erste Motor ist ein bürstenloser Motor und der zweite Motor ist ein bürstenbehafteter Motor. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass sie Steuersignale zur gleichzeitigen Steuerung der Erregung des ersten Motors und des zweiten Motors erzeugt. Der Staubsauger weist einen Spannungssensor auf, welcher der Steuereinheit ein Maß für die Größe einer Versorgungsspannung liefert, die zur Erregung des ersten Motors und des zweiten Motors verwendet wird. Die Steuereinheit erzeugt die Steuersignale so, dass die Ausgangsleistung des ersten Motors konstant ist und die Eingangsspannung zum zweiten Motor als Reaktion auf Änderungen der Versorgungsspannung konstant ist.
  • Nachteilig ist bei der Regelung des elektrischen Motors der Bodenbürste auf eine konstante Spannung, dass sich die Drehzahl der Bodenbürste verringern kann, falls die Bodenbürste eine Belastung erfährt. Eine derartige Belastung kann beispielsweise auftreten, falls die Bodenbürste über einen Teppich, insbesondere mit dicht angeordneten Fasern, als Untergrund geführt wird. Dies kann die Reinigungswirkung bzw. die Reinigungsleistung der Bodenbürste entsprechend reduzierten.
  • Der Erfindung stellt sich somit das Problem, einen Staubsauger zur Verfügung zu stellen, welcher auch bei einem schwierig zu reinigenden Untergrund wirkungsvoll betrieben werden kann. Dies soll vorzugsweise möglichst einfach, kostengünstig, bauraumsparend und bzw. oder energiesparend erfolgen. Dies soll vorzugsweise für akkubetriebene Staubsauger umgesetzt werden. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten derartigen Staubsaugern geschaffen werden.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch einen Staubsauger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
  • Die Erfindung betrifft somit einen Staubsauger, vorzugsweise einen Handstaubsauger, mit einem Gebläse mit einem Laufrad zur Erzeugung eines Luftstroms, mit einem ersten elektrischen Motor zum Antreiben des Laufrads des Gebläses, mit einer Saugdüse mit einer rotierbaren Bürste und mit einem zweiten elektrischen Motor zum Antreiben der rotierbaren Bürste.
  • Der Staubsauger ist dadurch gekennzeichnet, dass der Staubsauger ausgebildet ist, den zweiten elektrischen Motor drehzahlgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben, wobei die Steuerungseinheit ferner ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor zu betreiben. Dies kann beispielsweise wie nachfolgend beschrieben erfolgen.
  • Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors der Bodenbürste und damit dessen Reinigungswirkung bzw. Reinigungsleistung reduzieren kann, falls die Bodenbürste zum Beispiel durch den Kontakt zu einem sehr dichten Teppich eine vergleichsweise große Belastung erfährt. Die konstant geregelte Spannung des zweiten elektrischen Motors kann einer derartigen Belastung nicht entgegenwirken und die Drehzahl konstant bzw. ausreichend hoch halten, um die gewünschte bzw. eine zumindest akzeptable Reinigungswirkung in dieser Situation zu erreichen.
  • Erfindungsgemäß wird daher die Drehzahl des zweiten elektrischen Motors auf eine vorbestimmte Soll-Drehzahl geregelt, wodurch die rotierbare Bürste mit bzw. nahe der vorbestimmten Soll-Drehzahl betrieben werden kann. Entsprechend kann die vorbestimmte Soll-Drehzahl von dem zweiten elektrischen Motor auch dann zumindest im Wesentlichen erreicht und gehalten werden, wenn vergleichsweise große und bzw. oder schwankende Belastungen der rotierbaren Bürste auftreten. Entsprechend kann das gewünschte Reinigungsergebnis erreicht bzw. verbessert werden.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Staubsauger ausgebildet, eine Ist-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors zu erfassen, und der Staubsauger weist eine Steuerungseinheit auf, welche ausgebildet ist, die erfasste Ist-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors und die vorbestimmte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors zu erhalten und den zweiten elektrischen Motor in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl zu betreiben. Dies kann die Umsetzung eines drehzahlgeregelten Betriebs des zweiten elektrischen Motors ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die vorbestimmte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors konstant. Dies kann eine konstante Reinigungsleistung, selbst auf unterschiedlichen bzw. wechselnden Untergründen, ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die vorbestimmte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors von einem Benutzer vorgegeben und bzw. oder verändert werden. Dies kann beispielsweise mittels eines entsprechenden Bedienelements des Staubsaugers erfolgen, welches vorzugsweise vom Benutzer mit der Hand eingestellt bzw. verändert werden kann. Dies kann beispielsweise mittels eines Drehknopfs oder dergleichen erfolgen. Die Einstellungen können in Stufen oder stufenlos vorgenommen werden. Hierdurch kann der Benutzer Einfluss auf die Drehzahl der rotierbaren Bürste und damit auf dessen Reinigungsleistung sowie auf die hierdurch verbrauchte elektrische Energie und den hierdurch erzeugten Lärmpegel nehmen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die vorbestimmte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors von dem Staubsauger selbsttätig in Abhängigkeit eines erkannten Untergrunds vorgegeben und bzw. oder verändert werden. Dies kann eine selbstständige Einstellung der Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors in Abhängigkeit des jeweiligen Untergrunds ermöglichen. Der Untergrund kann beispielsweise durch die Veränderung der Werte bzw. durch die aktuell anliegenden Werte unterschiedlicher physikalischer Größen selbstständig von dem Staubsauger bzw. dessen Steuerungseinheit erkannt werden.
  • Die Steuerungseinheit ist ferner ausgebildet, den ersten elektrischen Motor zu betreiben. Mit anderen Worten können sowohl der erste elektrische Motor als auch der zweite elektrische Motor von derselben Steuereinheit betrieben werden. Hierdurch kann auf eine zweite Steuerungseinheit für den ersten elektrischen Motor verzichtet werden. Dies kann Kosten für die Anschaffung und für die Montage einer weiteren Steuerungseinheit sparen. Auch kann hierdurch der erforderliche Bauraum reduziert werden. Dies kann sich ferner vorteilhaft auf einen reduzierten Energieverbrauch des Staubsaugers auswirken. Vorteilhaft ist des Weiteren, dass die Daten von zwei Steuerungseinheiten bzw. von zwei Controllern schlechter ausgewertet werden können als die Daten einer einzigen Steuerungseinheit bzw. eines einzigen Controllers, um selbsttätig ablaufende bzw. ausführbare Funktionen bei dem Staubsauger vorzusehen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet, den ersten elektrischen Motor leistungsgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Leistung zu betreiben. Auf diese Art und Weise kann der erste elektrische Motor des Gebläses bei einer vorbestimmten und insbesondere bei einer konstanten Soll-Leistung betrieben werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Staubsauger ausgebildet, eine Ist-Leistung des ersten elektrischen Motors zu erfassen, und die Steuerungseinheit ist ausgebildet, die erfasste Ist-Leistung des ersten elektrischen Motors und die vorbestimmte Soll-Leistung des ersten elektrischen Motors zu erhalten und den ersten elektrischen Motor in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Leistung und Soll-Leistung zu betreiben. Dies kann die Umsetzung eines leistungsgeregelten Betriebs des ersten elektrischen Motors ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Steuerungseinheit ferner ausgebildet, den ersten elektrischen Motor drehzahlgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben. In diesem Fall kann der erste elektrische Motor des Gebläses bei einer vorbestimmten Soll-Drehzahl vergleichbar dem zweiten elektrischen Motor der rotierbaren Bürste betrieben werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Staubsauger ausgebildet, eine Ist-Drehzahl des ersten elektrischen Motors zu erfassen, und die Steuerungseinheit ist ausgebildet, die erfasste Ist-Drehzahl des ersten elektrischen Motors und die vorbestimmte Soll-Drehzahl des ersten elektrischen Motors zu erhalten und den ersten elektrischen Motor in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl zu betreiben. Dies kann die Umsetzung eines drehzahlgeregelten Betriebs des ersten elektrischen Motors ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Staubsauger, vorzugsweise eine Steuerungseinheit, ausgebildet, den ersten elektrischen Motor pulsweitenmoduliert mit variabler Frequenz zu betreiben, wobei die variable PWM-Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Drehfeldfrequenz des ersten elektrischen Motors ist. Dies kann eine Möglichkeit sein, den ersten elektrischen Motor zu betreiben.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Staubsauger, vorzugsweise die Steuerungseinheit, ausgebildet, den zweiten elektrischen Motor pulsweitenmoduliert mit variabler Frequenz zu betreiben, wobei die variable PWM-Frequenz des zweiten elektrischen Motors synchron zur variablen PWM-Frequenz des ersten elektrischen Motors ist. Dies kann einen pulsweitenmodulierten Betrieb auch des zweiten elektrischen Motors ermöglichen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der erste elektrische Motor bürstenlos ausgebildet. Dies kann die Leistung und bzw. oder die Langlebigkeit des ersten elektrischen Motors des Gebläses erhöhen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der zweite elektrische Motor bürstenlos oder bürstenbehaftet ausgebildet. Als bürstenloser elektrischer Motor kann der zweite elektrische Motor der rotierbaren Bürste eine vergleichsweise hohe Leistung und bzw. oder eine vergleichsweise hohe Langlebigkeit aufweisen. Wird der zweite elektrische Motor bürstenbehaftet ausgebildet, so kann dies die Anschaffungskosten reduzieren.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist der Staubsauger einen wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher auf, welcher ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor und den zweiten elektrischen Motor, vorzugsweise und eine Steuerungseinheit, elektrisch zu versorgen. Der wiederaufladbare elektrische Energiespeicher kann insbesondere ein Akkumulator bzw. ein Akku sein. Dies kann die Verwendung des Staubsaugers für den Benutzer ohne störendes Kabel für die elektrische Stromversorgung ermöglichen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
    • Figur 1
    eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Staubsaugers in Form eines erfindungsgemäßen Handstaubsaugers.
  • Die o.g. Figur wird in kartesischen Koordinaten betrachtet. Es erstreckt sich eine Längsrichtung X, welche auch als Tiefe X oder als Länge X bezeichnet werden kann. Senkrecht zur Längsrichtung X erstreckt sich eine Querrichtung (nicht dargestellt), welche auch als Breite bezeichnet werden kann. Senkrecht sowohl zur Längsrichtung X als auch zur Querrichtung erstreckt sich eine vertikale Richtung Z, welche auch als Höhe Z bezeichnet werden kann.
  • Die Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Staubsaugers 1 in Form eines Handstaubsaugers 1. Der Handstaubsauger 1 weist ein Gehäuse 10 auf, welches mittels eines Griffs 11 von einem Benutzer gehalten und geführt werden kann. In dem Gehäuse 10 ist ein Gebläse 12 samt eines ersten elektrischen Motors 12a zum Antreiben des Gebläses 12 angeordnet. Der erste elektrische Motor 12a ist bürstenlos ausgebildet. Ferner sind mindestens ein Filter und eine Ausblasöffnung vorhanden (nicht dargestellt).
  • Dem Griff 11 gegenüberliegend ist ein Saugrohr 13 an dem Gehäuse 10 angeordnet. An dem dem Gehäuse 10 angewandten Ende des Saugrohrs 13 ist eine Saugdüse 14 vorgesehen, welche auch als Bodendüse 14 oder als Bürstenkopf 14 bezeichnet werden kann. Die Saugdüse 14 weist einen Innenraum auf, welcher in der vertikalen Richtung Z nach unten hin mittels einer Öffnung 16 offen ausgebildet ist, welche auch als Ansaugöffnung 16 bezeichnet werden kann. Innerhalb des Innenraums der Saugdüse 14 ist eine rotierbare Bürste 15 angeordnet, welche mittels eines zweiten elektrischen Motors 15a rotatorisch angetrieben werden kann. Auch der zweite elektrische Motor 15a ist bürstenlos ausgebildet.
  • Der Handstaubsauger 1 weist ferner eine Steuerungseinheit 17 auf, welche sowohl den ersten elektrischen Motor 12a als auch den zweiten elektrischen Motor 15a betreiben kann. Dies kann insbesondere über pulsweitenmodellierte Signale erfolgen. Dabei kann die Ist-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors 15a sensorisch erfasst und diese Information der Steuerungseinheit 17 zur Verfügung gestellt werden. Ferner kann der Steuerungseinheit 17 eine Soll-Drehzahl zum Beispiel fest oder aber auch veränderlich, zum Beispiel seitens des Benutzers mittels eines verstellbaren Bedienelements (nicht dargestellt), vorgegeben sein.
  • Die Steuerungseinheit 17 kann die Ist-Drehzahl und die Soll-Drehzahl miteinander vergleichen und in Abhängigkeit der Differenz die pulsweitenmodellierten Signale entsprechend vorgeben, dass die gewünschte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors 15a erreicht werden kann. Der erste elektrische Motor 12a kann vergleichsweise drehzahlgeregelt oder auch leistungsgeregelt von der Steuerungseinheit 17 betrieben werden. Der erste elektrische Motor 12a, der zweite elektrische Motor 15a und die Steuerungseinheit 17 können von einem wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher 18 elektrisch versorgt werden.
  • Der Handstaubsauger 1 kann von einem Benutzer auf einen Untergrund 2 wie zum Beispiel auf einen Boden 2 bzw. auf einen Bodenbelag 2 wie zum Beispiel auf einen Teppich mit der Saugdüse 14 aufgesetzt und in der Längsrichtung X vor und zurück bewegt werden, um den Boden 2 als zu reinigende Fläche 2 abzusaugen und hierdurch zu reinigen. Hierzu wird der Handstaubsauger 1 eingeschaltet, so dass das Gebläse 12 mittels des ersten elektrischen Motors 12a und die rotierbare Bürste 15 mittels des zweiten elektrischen Motors 15a betrieben werden. Hierdurch wird zum einen ein Luftstrom von dem Gebläse 12 angesogen, welcher über die Ansaugöffnung 16 in die Saugdüse 14 und von dort über das Saugrohr 13 zum Gebläse 12 sowie durch wenigstens einen Filter hindurch gereinigt wieder in die Umgebung gelangen kann. Zum anderen werden Schmutzpartikel wie Staub, Krümel und dergleichen durch die rotierende Bürste 15 vom Boden 2 in den Luftstrom hineingefördert, so dass durch die rotierende Bürste 15 die reinigende Wirkung auf den Boden 2 verstärkt werden kann. Durch den drehzahlgeregelten Betrieb des zweiten elektrischen Motors 15a kann dabei auch bei unterschiedlichen Untergründen 2 sichergestellt werden, dass die Reinigung des Untergrunds 2 mit der gewünschten Drehzahl stattfindet, wodurch auch die gewünschte Reini-gungswirkung bzw. Reinigungsleistung erreicht werden kann.
    • Bezugszeichenliste (Bestandteil der Beschreibung)
    • X
    Längsrichtung; Tiefe; Länge
    Z
    vertikale Richtung; Höhe
    1
    Staubsauger; Handstaubsauger
    10
    Gehäuse
    11
    Griff des Gehäuses 10
    12
    Gebläse
    12a
    erster (bürstenloser) elektrischer Motor des Gebläses 12
    13
    Saugrohr
    14
    Saugdüse; Bodendüse; Bürstenkopf
    15
    rotierbare (Boden)Bürste; rotierbare Borstwalze
    15a
    zweiter (bürstenloser) elektrischer Motor der rotierbaren (Boden)Bürste 15
    16
    (Ansaug)Öffnung
    17
    Steuerungseinheit
    18
    wiederaufladbarer elektrischer Energiespeicher; Akkumulator; Akku
    2
    Untergrund; Boden; Bodenbelag; zu reinigende Fläche

Claims (14)

  1. Staubsauger (1), vorzugsweise Handstaubsauger (1),
    mit einem Gebläse (12) mit einem Laufrad zur Erzeugung eines Luftstroms,
    mit einem ersten elektrischen Motor (12a) zum Antreiben des Laufrads des Gebläses (12),
    mit einer Saugdüse (14) mit einer rotierbaren Bürste (15) und
    mit einem zweiten elektrischen Motor (15a) zum Antreiben der rotierbaren Bürste (15),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor (12a) zu betreiben,
    der Staubsauger (1) ausgebildet ist, den zweiten elektrischen Motor (15a) drehzahlgere-gelt mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben.
  2. Staubsauger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Staubsauger (1) ausgebildet ist, eine Ist-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (15a) zu erfassen, und dass
    der Staubsauger (1) eine Steuerungseinheit (17) aufweist, welche ausgebildet ist, die erfasste Ist-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (15a) und die vorbestimmte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (15a) zu erhalten und den zweiten elektrischen Motor (15a) in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl zu betreiben.
  3. Staubsauger (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (15a) konstant ist.
  4. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die vorbestimmte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (15a) von einem Benutzer vorgegeben und/oder verändert werden kann.
  5. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die vorbestimmte Soll-Drehzahl des zweiten elektrischen Motors (15a) von dem Staubsauger (1) selbsttätig in Abhängigkeit eines erkannten Untergrunds (2) vorgegeben und/oder verändert werden kann.
  6. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor (12a) leistungsgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Leistung zu betreiben.
  7. Staubsauger (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Staubsauger (1) ausgebildet ist, eine Ist-Leistung des ersten elektrischen Motors (12a) zu erfassen, und dass
    die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, die erfasste Ist-Leistung des ersten elektrischen Motors (12a) und die vorbestimmte Soll-Leistung des ersten elektrischen Motors (12a) zu erhalten und den ersten elektrischen Motor (12a) in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Leistung und Soll-Leistung zu betreiben.
  8. Staubsauger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steuerungseinheit (17) ferner ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor (12a) drehzahlgeregelt mit einer vorbestimmten Soll-Drehzahl zu betreiben.
  9. Staubsauger (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Staubsauger (1) ausgebildet ist, eine Ist-Drehzahl des ersten elektrischen Motors (12a) zu erfassen, und dass
    die Steuerungseinheit (17) ausgebildet ist, die erfasste Ist-Drehzahl des ersten elektrischen Motors (12a) und die vorbestimmte Soll-Drehzahl des ersten elektrischen Motors (12a) zu erhalten und den ersten elektrischen Motor (12a) in Abhängigkeit der Differenz zwischen Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl zu betreiben.
  10. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Staubsauger (1), vorzugsweise eine Steuerungseinheit (17), ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor (12a) pulsweitenmoduliert mit variabler Frequenz zu betreiben,
    wobei die variable PWM-Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Drehfeldfrequenz des ersten elektrischen Motors (12a) ist.
  11. Staubsauger (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    der Staubsauger (1), vorzugsweise die Steuerungseinheit (17), ausgebildet ist, den zweiten elektrischen Motor (15a) pulsweitenmoduliert mit variabler Frequenz zu betreiben,
    wobei die variable PWM-Frequenz des zweiten elektrischen Motors (15a) synchron zur variablen PWM-Frequenz des ersten elektrischen Motors (12a) ist.
  12. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste elektrische Motor (12a) bürstenlos ausgebildet ist.
  13. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    der zweite elektrische Motor (15a) bürstenlos oder bürstenbehaftet ausgebildet ist.
  14. Staubsauger (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch
    einen wiederaufladbaren elektrischen Energiespeicher (18), welcher ausgebildet ist, den ersten elektrischen Motor (12a) und den zweiten elektrischen Motor (15a), vorzugsweise und eine Steuerungseinheit (17), elektrisch zu versorgen.
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