DE3928313A1 - Schmutzsauger - Google Patents
SchmutzsaugerInfo
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- A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
- A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
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Description
Die Erfindung betrifft einen Schmutzsauger mit einem Elektromotor, der
zwischen einer unteren Trägerplatte und einer oberen Spannplatte
befestigt ist, ferner mit auf Platinen im Durchflußgehäuse befestigten
elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen und mit einem Ansaugkanal
und einem Abluftkanal für die Motorkühlluft.
Derartige Schmutzsauger sind bekannt. Die Elektromotoren sind hierbei
als asynchron-Motoren ausgebildet. Sie benötigen daher eine
verhältnismäßig große Leistungselektronik und Ansteuerelektronik, die
üblicherweise auf zwei getrennten Platinen im Euro-Format untergebracht
waren. Bedingt durch diese Größe war es nicht möglich, die Platinen mit
ihren Bauelementen unmittelbar im Kühlluftstrom für die Motorkühlung
unterzubringen. Die Bauelemente haben sich also verhältnismäßig schnell
und stark erwärmt, worunter wiederum ihre Lebensdauer fühlbar gelitten
hat.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen derartigen
Schmutzsauger vorzuschlagen, der sich insbesondere durch eine wesentlich
erhöhte Lebensdauer der elektrischen und elektronischen Bauelemente
auszeichnet. Auch sollen die Bauelemente platzsparend und leicht
auswechselbar in einem Gehäuse angeordnet sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß
bei Ausbildung des Elektromotors als kommutatorloser Gleichstrommotor
wenigstens eine der Platinen mit ihren Bauelementen in dem Ansaugkanal
für die Motorkühlluft angeordnet ist, wobei der Ansaugkanal im
wesentlichen U-förmig verläuft mit einem in Strömungsrichtung ersten
Schenkel, einem sich daran anschließenden waagerechten Abschnitt und
einem sich daran anschließenden zweiten Schenkel, der luftdicht an das
Oberteil des Elektromotors angeschlossen ist.
Man kann somit die Platinen mit ihren Bauelementen im ersten Schenkel,
im waagerechten Abschnitt und/oder im zweiten Schenkel unterbringen und
sie werden dort unmittelbar von der Motorkühlluft durchströmt und gut
gekühlt. Sie können auch leicht ausgewechselt werden, wie dies weiter
unten noch näher erläutert wird.
Die Verwendung des kommutatorlosen Gleichstrommotors anstelle der sonst
verwendeten asynchron-Motoren bringt den Vorteil mit sich, daß ein
wesentlich kleinerer Elektromotor verwendet werden kann, der aufgrund
seines geringeren Gewichts ein anderes Schwingungsverhalten hat und eine
Leistungsansteuerung mit Platinen benötigt, die wesentlich kleiner sind
als die herkömmlichen Platinen für die Leistungsansteuerung von
asynchron-Motoren. Diese Merkmale zusammen ergeben also die Möglichkeit,
die Platinen jetzt direkt in der Motorkühlluft anzuordnen, wodurch sich
die angestrebte wesentliche Verlängerung der Lebensdauer dieser Bauteile
ergibt.
Die Teile sind auch leicht auswechselbar.
Zur Montage wird der Ansaugkanal mit seinem einen Stutzen (ersten
Schenkel) auf die bereits vorhandene Ansaugöffnung für die Ansaugung der
Kühlluft für den Motor auf die Motorspannplatte aufgesetzt und mit dem
anderen Stutzen (zweiten Schenkel) wird er unter Zwischenschaltung eines
Dichtungsringes unmittelbar auf den Stator des Motors aufgesetzt und
luftschlüssig mit diesem verbunden.
Bei eventuellen Defekten und Reparaturfällen kann somit die gesamte
Einheit mit der gesamten Steuerungselektronik leicht ausgewechselt
werden. Die Steuerungselektronik ist voll im Kühlluftstrom für den Motor
angeordnet, und zwar stromaufwärts des Motors.
Wesentlich hierbei ist, daß wegen der Integration der gesamten
Steuerelektronik und aller elektrischen Versorgungsbauteile nur wenige
Kabelzuführungen notwendig sind. Im Prinzip bedarf es nur einer
zweiadrigen Leitung zur Wechselstromzuführung und einer zweiadrigen
Leitung zur Stromversorgung für die Wicklung des Motors sowie einer
weiteren Steuerleitung für die Zuführung der entsprechenden
Steuersignale zum elektronisch geregelten Motor.
Auch damit ist die leichte Auswechselbarkeit des gesamten
Durchflußgehäuses gewährleistet.
Wegen des kompakten Aufbaus dieses Durchflußgehäuses ist damit auch
gewährleistet, daß bisher im Betrieb befindliche Staubsauger mit einer
derartigen Einheit nachgerüstet werden können.
Hierzu muß einfach der bereits vorhandene Wechselstrommotor gegen den
neuartigen kommutatorlosen Gleichstrommotor ausgetauscht werden und es
wird dann auf die bereits konstruktiv vorhandene Motorspannplatte
einfach das Durchflußgehäuse mit der darin integrierten Elektronik
aufgesetzt.
Eine gleiche Ausrüstung mit dem beschriebenen Durchflußgehäuse gilt
nicht nur für eine Ein-Motorausführung sondern auch für Staubsauger, die
mehrere parallel nebeneinander und getrennt voneinander betriebene
Motoren aufweisen.
Jeder Motor wird dann mit einem derartigen Durchflußgehäuse verbunden,
wobei die Steuerung von jedem Motor separat über die in dem jeweiligen
Durchflußgehäuse angeordnete Schaltungselektronik verwirklicht wird.
Wichtig hierbei ist, daß der motorseitige Stutzen des Gehäuses mit der
daran integrierten Elektronik luftschlüssig mit dem oberen Teil, d.h.
also mit dem feststehenden Wicklungsteil des Motors verbunden ist und
daß rings um den Motor in der Spannplatte noch ein Auslaßquerschnitt
gebildet ist, so daß hierdurch gewährleistet ist, daß über das
Durchflußgehäuse die Kühlluft nach innen in den Motor geführt wird, den
Motor durchströmt, an den Wicklungen vorbeiströmt, um ca. 180° umgelenkt
wird und in Gegenrichtung zur einströmenden Kühlluft an der Außenseite
des Durchflußgehäuses herausströmt, wobei hier im von Spannplatte und
Haube gebildeten Ausströmkanal entsprechende Schalldämmatten angeordnet
sind, um das Motorgeräusch zu dämpfen.
In an sich bekannter Weise wird dann dieser Abluft-Luftstrom über in der
Haube des Schmutzsaugers angeordnete Labyrinthkanäle abgeführt.
Die Befestigung des genannten Durchflußkanals erfolgt lediglich mit zwei
Schrauben.
In einer ersten Ausführungsform kann hierbei vorgesehen sein, daß an der
Seitenwand des Durchflußkanals entsprechende abstehende Winkel
vorgesehen sind, welche Bohrungen aufweisen, die von Schrauben
durchgriffen werden, welche Schrauben in die Oberseite der Spannplatte
eingeschraubt sind.
Ebenso können die Winkel im Durchflußgehäuse selbst integriert werden,
wobei das Durchflußgehäuse z.B. in seiner Bodenplatte Bohrungen
aufweist, durch welche Schrauben hindurchgeschraubt werden können, die
dann ebenfalls in die Spannplatte hineingreifen.
Es handelt sich also um eine leicht lösbare Befestigung, weil - wie
gesagt - dieses Durchflußgehäuse lediglich auf der einen Seite auf dem
Ansauggitter der Spannplatte für die Ansaugung des Kühlluftstromes
aufgesetzt wird und auf der anderen Seite - wie beschrieben -
luftschlüssig mit dem feststehenden Teil des Motors verbunden wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher
erläutert, aus denen sich weitere wichtige Merkmale ergeben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht durch die hier interessierenden
wesentlichen Bauteile eines Schmutzsaugers nach der Erfindung
in einem Schnitt längs der Linie A-B von Fig. 2;
Fig. 2 eine Draufsicht auf Fig. 1, wobei zur Verdeutlichung Teile
fortgelassen wurden;
Fig. 3 eine Schnittansicht entsprechend der Fig. 1 bei einer etwas
abgewandelten Ausführungsform zur Erläuterung von Einzelheiten;
Fig. 4 eine Draufsicht auf Fig. 3;
Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 4 bei einer abermals
abgewandelten Ausführungsform.
Zunächst sei der grundsätzliche Aufbau der hier interessierenden
wesentlichen Teile des Schmutzsaugers nach der Erfindung anhand der
Fig. 1 und 2 erläutert.
In einem Gehäuse ist ein Elektromotor 31 zwischen einer unteren
Trägerplatte 32 und einer oberen Spannplatte 33 leicht auswechselbar
eingespannt, wobei der Elektromotor über Gummielemente 34
schwingungsgedämpft gehalten ist. Aus Fig. 1 ist auch noch die Turbine
35 des Schmutzsaugers ersichtlich, die direkt unten auf den eigentlichen
Elektromotor 31 aufgesetzt ist.
Die Strömung der Motorkühlluft ist in Fig. 1 mit MK angegeben, die
Strömung der Motorabluft mit MA, die Strömung der Saugzuluft mit SZ und
die Strömung der Saugabluft mit SA.
Ein Durchflußgehäuse 1 für die Motorkühlluft entsprechend Fig. 3 ist
oben offen und weist einen oberen Rand 21 auf. Die obere Abdeckung
dieses Gehäuses 1 bezüglich des oberen Randes 21 wird durch die
Innenseite der nicht näher dargestellten Haube des Schmutzsaugers
gebildet. Das heißt, das Gehäuse 1 ist also an allen Seiten geschlossen
und weist lediglich den einen Stutzen 2 und den anderen Stutzen 17 auf.
Zur Vereinfachung der Gehäusekonstruktion des Gehäuses 1 kann es hierbei
auch vorgesehen sein, daß die in Draufsicht etwa abgewinkelte Wandung 19
entfällt und diese Wandung 19 selbst durch die Wandung der Haube oder
der Spannplatte des Schmutzsaugers gebildet wird.
Das Durchflußgehäuse 1 wird nur von der Motorkühlluft durchströmt. Die
Turbinenansaugluft und die Turbinenabluft werden getrennt in den
Abluftkanälen zwischen Spannplatte und Trägerplatte geführt.
Bei der vorliegenden Erfindung geht es also um die Führung der
Motorkühlluft und um die Anordnung der elektronischen Schaltungsteile im
Bereich dieses Durchflußgehäuses.
In Fig. 3 ist schematisiert dargestellt, daß das Gehäuse im
wesentlichen (vergleiche Fig. 4 und Fig. 5) aus zwei Stutzen oder
Schenkeln 2, 17 besteht, die einen gegenseitigen Abstand voneinander
bilden.
Im Stutzen 2 ist hierbei ein Kühlkörper 3 mit Kühlrippen 4 angeordnet,
wobei an den Seitenflächen dieses Kühlkörpers Transistoren 8 fest mit
dem Kühlkörper 3 verbunden sind. Dieser Kühlkörper liegt also voll im
Durchfluß der angesaugten Kühlluft, die in Pfeilrichtung 12 von unten in
den Stutzen 2 eintritt.
Die Kühlluft tritt hierbei in mehreren Querschnitten ein, nämlich einmal
im Spalt 9 zwischen dem Kühlkörper 3 und der Außenwandung 19 des
Gehäuses, ferner im Spalt 10 zwischen der Rückseite des Kühlkörpers 3
und der Rückseite einer Platine 6 und ferner im Spalt 11 zwischen der
Vorderseite der Platine 6 und der inneren Wandung des Stutzens 2.
Es kann die Wandung 19 entfallen und dann sind bei Position 22
entsprechende Abdichtmaßnahmen vorgesehen, weil dann in diesem Bereich
der Stutzen 2 luftschlüssig an der Innenseite der Haube anliegt und der
Stutzen 2 einerseits durch die Wandung der Haube und andererseits durch
noch verbleibende Wandungen des Gehäuses 1 gebildet wird.
Nach dem Durchströmen der Luft in Pfeilrichtung 12 wird die Luft an der
Oberseite des Stutzens in Pfeilrichtung 14 umgelenkt und strömt dann
parallel zu einer Bodenplatte 13, wo eine weitere Platine 15 angeordnet
ist. Diese Platine 15 trägt im wesentlichen den Netzgleichrichter 16 mit
Kühlkörpern, Kühlrippen und dergl. zu kühlenden Bauteilen mehr.
Die Luft strömt dann in Pfeilrichtung 18 weiter und strömt dann in den
Stutzen 17 ein, wo der Stutzen an seiner Unterkante 23 luftschlüssig mit
dem festen Teil des Motors verbunden ist, so daß die Luft in
Pfeilrichtung 18 dann die Wicklung des Motors durchströmt.
Es ist ersichtlich, daß im wesentlichen alle Elektronikbauteile im
Bereich des Durchflußgehäuses angeordnet sind.
Die zu kühlende Elektronik könnte auch direkt auf der Spannplatte
angeordnet sein und im zulaufenden Kühlluftstrom des Motors liegen.
Es ist auch möglich, außerhalb des Durchflußgehäuses entsprechende
Elektronikbauteile anzuordnen.
Nachdem es vorgesehen ist, daß die vom Motor ausströmende Abluft im
Zwischenraum zwischen der Spannplatte und der Haube geführt wird, können
in diesem Bereich noch entsprechende zu kühlende Elektronikteile
angeordnet werden wie z. B. ein Netz-Entstörfilter, eine Ein- und
Abschaltautomatik für die Ein- und Ausschaltung des Saugermotors im
Störfall sowie eine Abschaltautomatik für die Abschaltung eines
Werkzeuges, welches dann abgeschaltet wird, wenn der Schmutzsauger einen
bestimmten Mindest-Volumenstrom unterschreitet.
Das heißt also, diese Bauteile sind sehr einfach auf der Trägerplatte
anzuordnen und werden trotzdem noch von dem Abluftstrom des Motors
ausreichend gekühlt.
Eingangs wurde der hohe Integrationsgrad der Steuerelektronik für den
Staubsauger erwähnt und daß im wesentlichen alle Elektronikbauteile für
die Stromversorgung und Steuerung des Motors in diesem Durchzugkanal
angeordnet sind. Damit ergeben sich aber auch bei der Montage und
Prüfung wesentliche Vorteile, denn es kann eine separate Montagelinie
eingerichtet werden für die Montage sämtlicher Elektronikbauteile.
Die Anordnung von derartigen Durchflußgehäusen, wie vorstehend
beschrieben, ist nicht nur für Staubsauger mit einem Motor verwendbar,
sondern auch für Großstaubsauger möglich, bei denen eine Reihe von
Motoren, z. B. am Umfang eines Kreises, angeordnet sind. Sternförmig
hierzu radial auswärts gestellt sind dann die beschriebenen
Durchflußgehäuse entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindung
angeordnet.
Zeichnungs-Legende
1 Durchflußgehäuse
2 Stutzen
3 Kühlkörper
4 Kühlrippen
5 Schrauben
6 Platine
7 Schaltungsbauteile
8 Transistoren
9 Spalt
10 Spalt
11 Spalt
12 Pfeilrichtung
13 Bodenplatte
14 Pfeilrichtung
15 Platine
16 Netzgleichrichter
17 Stutzen
18 Pfeilrichtung
19 Wandung (kann wegfallen)
20 Befestigungswinkel
21 Rand
22 Position
23 Unterkante
31 E-Motor
32 Trägerplatte
33 Spannplatte
34 Gummielemente
35 Turbine
2 Stutzen
3 Kühlkörper
4 Kühlrippen
5 Schrauben
6 Platine
7 Schaltungsbauteile
8 Transistoren
9 Spalt
10 Spalt
11 Spalt
12 Pfeilrichtung
13 Bodenplatte
14 Pfeilrichtung
15 Platine
16 Netzgleichrichter
17 Stutzen
18 Pfeilrichtung
19 Wandung (kann wegfallen)
20 Befestigungswinkel
21 Rand
22 Position
23 Unterkante
31 E-Motor
32 Trägerplatte
33 Spannplatte
34 Gummielemente
35 Turbine
Claims (1)
- Schmutzsauger mit einem Elektromotor, der zwischen einer unteren Trägerplatte und einer oberen Spannplatte befestigt ist, ferner mit auf Platinen im Durchflußgehäuse befestigten elektrischen bzw. elektronischen Bauelementen und mit einem Ansaugkanal und einem Abluftkanal für die Motorkühlluft, dadurch gekenn zeichnet, daß bei Ausbildung des Elektromotors als kommutatorloser Gleichstrommotor wenigstens eine der Platinen (6, 15) mit ihren Bauelementen (7, 16) in dem Ansaugkanal (17) für die Motorkühlluft angeordnet ist, wobei der Ansaugkanal im wesentlichen U-förmig verläuft mit einem in Strömungsrichtung ersten Schenkel (2), einem sich daran anschließenden waagerechten Abschnitt (13) und einem sich daran anschließenden zweiten Schenkel (17), der luftdicht an das Oberteil des Elektromotors (31) angeschlossen ist.
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