用於吸塵器的抽吸功率自動調節的裝置的製作方法

2023-10-23 14:38:02

專利名稱：用於吸塵器的抽吸功率自動調節的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於吸塵器的抽吸功率自動調節的裝置，其電動機/風扇單元利用對 應的電氣或電子控制線路被驅動工作，並且在其灰塵分離單元前面設有吸塵嘴。
背景技術：
在許多已知的吸塵器中，例如由吸塵器的濾袋孔堵塞所引起的抽吸功率損失要求 人工或者說手動地再調整抽吸功率，由此大多連帶出現上調和進而出現能量損耗。已知的 控制機構目前考慮不多EP 0678271B1例如公開一種用於吸塵器的抽吸功率調節的電路布置，其風扇電動 機配有一個可藉助控制電路來控制的半導體開關元件，在該電路布置中，控制電路包括比 較器，周期性變化的信號和可調的控制信號被送往比較器，並且由其輸出信號構成用於半 導體元件的控制脈衝，用於控制電路的控制信號可選擇地分別被人工調整至規定值，或者 可藉助按壓開關在兩個規定的不同值之間切換。這種電路布置的缺點是，一方面，抽吸功率 調節與地面狀況無關地被控制，另一方面，灰塵容器的充滿度未加以考慮。DE 4323222C2公開一種用於在吸塵器中的灰塵濾袋的充滿度指示的方法，其中灰 塵濾袋在風扇電動機的吸氣氣流中設置在吸塵器殼體的容納室中並且為了顯示充滿度而 測量存在於吸塵器的灰塵濾袋的內室和外室或者說容納室之間的壓差，並且根據壓差來控 制指示機構，其中在容納室的不同測量點測量負壓，由此求出在容納室內的測量點之間的 其它壓差值，並且與存在於灰塵濾袋的內室和容納室之間的壓差值進行比較，從而依據該 比較值來控制該灰塵濾袋的充滿度指示。這樣的裝置的缺點是，利用所提出的壓差測量只 能抽取出用於計算塵袋充滿度的信號。DE 3117507C2公開一種抽吸功率自動控制的裝置，用於具有電氣或電子轉速控制 機構的電動機、由該電動機驅動的風扇和具有灰塵袋的吸塵器，其中，響應於吸塵器所產生 的負壓的大小的調節機構設置用於轉速控制機構，在此設有吸塵器的至少一個負壓開關， 它具有至少兩個不同的對應於不同負壓的獨立開關位置，並且負壓開關根據所作用的負壓 大小通過切換來分級實現用於轉速控制的觸點導電接通。這樣的裝置的缺點是，無法用所 提出的布置結構來考慮灰塵袋的充滿度。而且，在吸塵器中公開了控制機構，在該控制機構中，利用壓力傳感器和存儲的機 器特性曲線依據灰塵分離單元的充滿度來再調抽吸功率。這種控制機構的缺點是，在吸嘴 從光滑地板換到柔軟地板覆層時，吸嘴的滑動阻力明顯增大。在這裡，例如參見EP 0 379 680 Bi。

發明內容
本發明基於以下任務，消除已知的抽吸功率控制裝置的缺點。尤其是要提供一種 用於吸塵器的裝置，該裝置為使用者在吸嘴處提供幾乎恆定不變的抽吸功率，儘量與分離 單元的當時充滿度和/或地板覆層無關。
通過權利要求1的特徵來完成所提出任務的解決。可單獨或組合採用的有利的實 施方式和改進方案是從屬權利要求的主題。本發明涉及一種用於吸塵器尤其是地面吸塵器的裝置，包括用於抽吸功率自動控 制的電子裝置，其風扇(以下稱為電動機-風扇單元)利用相應的電氣或電子控制線路被 電動機驅動，其灰塵分離單元前設有吸嘴，包括用於測量由電動機/風扇單元產生的位於 灰塵分離單元處的負壓的第一壓力傳感器，第一壓力傳感器與控制線路一起構成第一控制 電路，用於依據第一壓力傳感器的信號將在灰塵分離單元後面的負壓保持處於一個預定 值，還包括用於測量處於吸嘴上的負壓的第二壓力傳感器，第二壓力傳感器與控制線路一 起構成第二控制電路，用於依據第二壓力傳感器的信號將位於吸嘴上的負壓保持低於一個 預定值，其中一旦第二壓力傳感器的信號接近一個上閾值，控制線路就首先減小由第一控 制電路調整的抽吸功率，並且一旦第二壓力傳感器的信號接近一個下閾值，控制線路就首 先增大由第一控制電路控制的抽吸功率。抽吸功率的增大或減小最好依據對閾值的第二壓力傳感器的信號間距來實現。這 有利地允許該閾值以具有可預定的調整寬度的頻帶形式構成。同樣可能有利的是，用於第二壓力傳感器的上閾值和下閾值根據處於吸嘴上的負 壓被相應增大或減小。尤其是，閾值的改變最好依據所掌握的地板覆層來實現。適當的是，一旦第二壓力傳感器的信號超過上閾值，控制線路就使第一控制電路 不能工作。一旦第二壓力傳感器的信號低於下閾值，則第一控制電路和/或(再)啟動第 一控制電路。第一壓力傳感器優選在抽吸通道中設置在風扇_電動機單元之前。第二壓力傳感器可以安置在設於灰塵分離單元前面的管接頭中，設在把手中，或 最好設在吸嘴本身中。尤其就費用方面考慮，也可以採用壓力開關作為第二壓力傳感器。本發明的另一個優選實施方式在於，控制線路的最大功率設定值可以通過手動功 率調節器按照不同級或也可以無級地通過功率調節器來預選定。因此，在吸塵器上可以選 擇一個功率範圍，該功率範圍也適用於清潔敏感表面。還有利的是，控制線路中存儲有用於吸塵器的電動機/風扇單元的機器特徵特性 曲線。這樣，將在壓力傳感器上正確解讀小的偏差。代替通常配備靜態噴嘴，吸塵器也可以配備有動態(被驅動的)噴嘴。這樣就出 現以下可能性，吸塵器配有地板覆層檢測機構，它允許藉助流動監測來附加識別地板覆層。 與此相關地參見在先申請DE 10 2007 021299. 4的全文。作為第二壓力傳感器的信號的替 代或補充而送往控制機構的信號有利地允許進一步精細地自動調整抽吸功率。尤其是，閾 值變化和/或閾值有關的調整頻帶寬度對此可以按照要求來改變。最後事實證明，根據在不同測量點測定的負壓來推算出該灰塵分離單元的充滿度 並且用光和/或聲的方式顯示測量結果。本發明基於以下構想，採用兩個壓力傳感器，它們在其中一側測定作用於吸嘴的 負壓，在另一側測定存在於風扇單元處的負壓的抽吸側的負壓，並且分別構成一個獨立的 控制電路，其中上級的控制電路判斷兩個控制電路中的哪個控制電路負責對風扇功率的主 控制。所述多個壓力傳感器最好以負壓傳感器形式構成，並且向電子裝置發送線性輸出信號。尤其通過本發明保證了，可由使用者可變手動調定的功率範圍在抽吸過程中自動 保持到在吸嘴上的一個近乎穩定不變的抽吸功率。與灰塵分離單元的充滿度無關地，在吸 嘴上基本上穩定地保持可由使用者覺察到的抽吸功率。抽吸功率同樣自動適應不同的地板 覆層。因此，在換到硬地板時，風扇功率將降低，而在換到地毯時，風扇功率被提高。因此， 功率範圍的手動改變不再是必需的。該裝置通過測定不同的負壓實現了不同工作狀況的準 確記錄並且利用控制線路完成抽吸功率的再調整。用於吸塵器的本發明裝置總是只供應這樣多的電功率給電動機/風扇單元，即當 時地板表面的最佳清潔所需要的、吸塵器當前工作狀態所需要的且因而該裝置保證高能效 的使用的電功率。該裝置因此保證在吸塵器的整個使用期限內有保持不變的清潔作用。因 為總是保持不變的抽吸功率位於吸嘴上，所以，灰塵顆粒和髒東西顆粒總是以恆定施加的 抽吸功率被吸取並被送往灰塵分離單元。此特點也保護待清潔表面免受較重的清潔工作負 荷。


以下將接合附圖表示的實施例來詳細說明其它有利的實施方式，不過，本發明不 局限於所述的實施方式，其中附圖示意表示圖1表示呈地板吸塵器形式的吸塵器；圖2表示用在吸塵器中的裝置的框圖；圖3表示在不同工作狀況下的第二壓力傳感器上的負壓變化過程的線條化曲線 圖。
具體實施例方式在以下的本發明優選實施方式的說明中，相同的附圖標記表示相同或相似的零部 件。圖1示意表示吸塵器1，在此為地板吸塵器，包括吸塵器殼體2和安置在吸塵器殼 體內的灰塵分離單元3，灰塵分離單元位於吸塵氣流4中並且通過管接頭5和帶把手6的吸 塵軟管並通過長度可變的連接管7與吸嘴8相連。在電動機/風扇室9中設有電動機/風 扇單元10，在電動機/風扇室中，在電動機/風扇單元10之前通常設有電動機保護過濾器 12。灰塵分離單元3在本說明中不僅代表已知的灰塵濾袋，而且代表所謂的無袋式單 元。在吸塵作用中容納的細小灰塵逐漸堵塞或封閉灰塵濾袋的孔，由此增大內部風阻。同 樣的情況也類似地出現在所謂的無袋式單元中。吸塵器的抽吸功率P2主要取決於兩個參數。其一是由抽吸機構產生的負壓(毫 巴)，其二是所輸送的氣流(升/秒)。吸塵器的抽吸功率P2因此是負壓和風體積流的乘 積且按比例隨兩個相關參數變化。抽吸功率P2將隨著吸入雜物的量而降低，因為灰塵濾袋 的被堵塞的孔允許逐漸變少的空氣透過。結果，在灰塵分離單元3的容納室中的負壓增大。圖2以框圖示意表示上級的控制線路24，包括兩個控制電路31和32，以及所屬的 壓力傳感器21和22。所存在的負壓被第一壓力傳感器21測量，並作為電信號被傳輸給控制線路24。第一壓力傳感器21優選設置在電動機/風扇單元10的抽吸通道11中。這樣， 前置的電動機保護過濾器12將附加容納在第一控制電路31中。當灰塵濾袋具有增大的風 阻並由此在第一壓力傳感器21處測量出增大的負壓時，第一控制電路31增大供給電動機/ 風扇單元10的功率。這樣的用於電動機/風扇單元10的功率控制的變化也出現在當在設 於灰塵分離單元3之前的氣流4中經歷風阻變化的情況下。其一個例子就是吸嘴8從硬地 板換到地毯。地毯毛使吸嘴8的空氣通過變困難，負壓在第一壓力傳感器21處增大。當吸 嘴8從地毯換到硬地板時，在第一壓力傳感器處的負壓減小，大量抽吸風可以流過吸嘴8， 第一控制電路31隨後減小供給電動機/風扇單元10的功率。第二壓力傳感器22在位於灰塵分離單元3之前的位置上測量氣流4中的負壓。 或者，第二壓力傳感器22可以在氣流4中安置在管接頭5、手柄6、連接管7中，或者也可直 接安置在吸嘴8中。不必將負壓傳感器21和22也實體地安置在上述位置上。在這些位置 上通過小的連接軟管截取負壓並且將負壓送至各自的壓力傳感器21或22就行了，所述壓 力傳感器可以在其它位置上被封裝，也可以得到保護地封裝在單獨的小盒中。如果在第二 壓力傳感器22上的負壓達到過高的負壓，則控制線路24將被如此啟動，即發送給電動機/ 風扇單元10的功率將減小，結果，存在於第二壓力傳感器22上的負壓接近一個下閾值42。 在第二壓力傳感器22上的這樣的負壓增大出現在例如吸嘴8在地毯上固定抽吸時。第二 控制電路32 —直保持工作，直到在第二壓力傳感器22上的負壓值又已經接近一個下閾值 42。圖3表示當氣流4在吸嘴8處受阻時的第二壓力傳感器22的典型負壓變化過程。 負壓連續增大。當接近上閾值41時，供給電動機/風扇單元10的功率已經減小。在超過 上閾值41後，在電動機/風扇單元10處的功率明顯回落並且低於下閾值42。在這裡，又將 啟動第一控制電路31並且供給電動機/風扇單元10的功率一直增大，直到達到上閾值41 或者說波動的控制狀態。用於吸塵器1的本發明裝置總是有利地只供應如此多的電功率給電動機/風扇單 元10，即該電功率是要處理的地板表面的最佳清潔所需要的、吸塵器1的當時工作狀況所 需要的且進而該裝置保證高能效應用的電功率。因此，該裝置保證在吸塵器1灰塵袋的充 滿時間內有保持不變的清潔效果。因為幾乎總是不變的抽吸功率位於吸嘴8上，所以，灰塵 顆粒和髒東西顆粒總是以恆定施加的抽吸功率被吸取並被送往灰塵分離單元3。該特點也 保護待清潔表面免受較重的清潔工作負荷。附圖標記列表1吸塵器2吸塵器殼體3灰塵分離單元4抽吸氣流5管接頭6 把手7連接管8 吸嘴9電動機/風扇室
10電動機/風扇單元
11抽吸通道
12電動機保護過濾器
21第一壓力傳感器
22第二壓力傳感器
23手動功率調節器
24控制線路
31第一控制電路
32第二控制電路
41上閾值
42下閾值
權利要求
一種用於吸塵器(1)的抽吸功率自動調節的裝置，其電動機/風扇單元(10)利用相應的電氣或電子控制線路(24)來驅動並且其灰塵分離單元(3)之前設有吸嘴(8)，包括用於測量由電動機/風扇單元(10)產生的位於灰塵分離單元(3)處的負壓的第一壓力傳感器(21)，第一壓力傳感器與控制線路(24)一起構成第一控制電路(31)，用於依據第一壓力傳感器(21)的信號將處於灰塵分離單元(3)上的負壓保持處於一個預定值，還包括用於測量處於吸嘴(8)上的負壓的第二壓力傳感器(22)，第二壓力傳感器與控制線路(24)一起構成第二控制電路(32)，用於依據第二壓力傳感器的(22)的信號將位於吸嘴(8)上的負壓保持低於一個預定值，其中一旦第二壓力傳感器(22)的信號接近一個上閾值(41)，控制線路(24)就首先減小由第一控制電路(31)調整的抽吸功率，並且一旦第二壓力傳感器(22)的信號接近一個下閾值(42)，控制線路(24)就首先增大由第一控制電路(31)控制的抽吸功率。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵是，抽吸功率的減小或者增大根據對所述閾值 的第二壓力傳感器(22)的信號間距來實現。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特徵是，一旦第二壓力傳感器的信號(22)高於 上閾值(41)，控制線路(24)就使第一控制電路(31)不工作，和/或一旦第二壓力傳感器 (22)的信號低於下閾值(42)，控制線路(24)就啟動第一控制電路(31)。
4.根據權利要求1至3之一所述的裝置，其特徵是，用於第二壓力傳感器(22)的上閾 值(41)和下閾值(42)根據位於吸嘴(8)處的負壓被相應增大或減小。
5.根據權利要求1至4之一所述的裝置，其特徵是，第一壓力傳感器(21)設置在位於 風扇-電動機單元(10)前面的抽吸通道(11)中。
6.根據權利要求1至5之一所述的裝置，其特徵是，第二壓力傳感器(22)設置在位於 灰塵分離單元(3)之前的管接頭(5)中。
7.根據權利要求1至5之一所述的裝置，其特徵是，第二壓力傳感器(22)設置在把手 (6)中。
8.根據權利要求1至5之一所述的裝置，其特徵是，第二壓力傳感器(22)設置在吸嘴 (8)中。
9.根據權利要求1至8之一所述的裝置，其特徵是，第二壓力傳感器(22)是壓力開關。
10.根據權利要求1至9之一所述的裝置，其特徵是，控制機構(24)的最大抽吸功率可 通過手動功率調節器(23)來限定。
11.根據權利要求1至10之一所述的裝置，其特徵是，在控制線路(24)中存儲有吸塵 器的電動機/風扇單元的機器特徵特性曲線。
12.根據權利要求1至11之一所述的裝置，其特徵是，作為吸嘴(8)設置一個電驅動的 刷子，該刷子對應於地板覆層檢測機構，其信號作為第二壓力傳感器(22)信號的替代或補 充被送往控制機構(24)。
13.根據權利要求1至12之一所述的裝置，其特徵是，根據壓力信號，能以光和/或聲 的方式顯示灰塵分離單元(3)的充滿度。
全文摘要
本發明涉及用於吸塵器的抽吸功率自動調節的裝置，該裝置總是只供應如此多的電功率給電動機/風扇單元(10)，即該電功率是要處理的地板表面的最佳清潔所需要的、吸塵器(1)的當時工作狀況所需要的且進而該裝置保證高能效應用的電功率。因此，該裝置保證在吸塵器(1)使用期間內有保持不變的清潔效果。因為幾乎總是不變的抽吸功率位於吸嘴(8)上，所以灰塵顆粒和髒東西顆粒總是以恆定施加的抽吸功率被吸取和送往灰塵分離單元(3)。該特點也保護待清潔表面免受較重的清潔工作負荷。
文檔編號A47L9/28GK101945607SQ200980105877
公開日2011年1月12日 申請日期2009年1月21日 優先權日2008年2月20日
發明者P·萊曼, R·伊利希, R·赫爾曼, S·哈姆, T·斯特雷勒 申請人:Bsh博施及西門子家用器具有限公司