DE102010040497B4 - Electric motor driven household appliance and control method - Google Patents
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Abstract
Haushaltsgerät (1) mit mindestens einem rotatorisch und/oder translatorisch bewegbaren Werkzeug und einem elektromotorischen Antrieb (M), wobei das Haushaltsgerät (1) Mittel zur Erfassung des Belastungszustands des Werkzeugs, die zur Bestimmung einer Drehzahl (n) des Werkzeugs vorgesehen sind, sowie eine Steuerungseinrichtung (SE) aufweist, die zur Veränderung der Leistung (P) des elektromotorischen Antriebs (M) in Abhängigkeit vom gemessenen Belastungszustand geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (SE) dazu eingerichtet ist, die Leistung (P) des elektromotorischen Antriebs (M) zu erhöhen, sobald der zeitliche Drehzahlgradient (Δn/Δt) des Werkzeugs einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht.Domestic appliance (1) having at least one rotatably and / or translationally movable tool and an electric motor drive (M), wherein the household appliance (1) means for detecting the load state of the tool, which are provided for determining a rotational speed (n) of the tool, and a control device (SE), which is suitable for changing the power (P) of the electric motor drive (M) in dependence on the measured load condition, characterized in that the control device (SE) is adapted to the power (P) of the electric motor drive (M) increase as soon as the speed gradient (Δn / Δt) of the tool reaches a predetermined threshold.
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät mit mindestens einem rotatorisch und/oder translatorisch bewegbaren Werkzeug und einem elektromotorischen Antrieb, wobei das Haushaltsgerät Mittel zur Erfassung des Belastungszustands des Werkzeugs sowie eine Steuerungseinrichtung aufweist, die zur Veränderung der Leistung des elektromotorischen Antriebs in Abhängigkeit vom gemessenen Belastungszustand geeignet ist, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts mit mindestens einem elektromotorisch antreibbaren Werkzeug. Dabei sind die Mittel zur Erfassung des Belastungszustands des Werkzeugs zur Bestimmung einer Drehzahl des Werkzeugs oder einer Stromaufnahme des elektromotorischen Antriebs vorgesehen.The invention relates to a household appliance with at least one rotatably and / or translationally movable tool and an electric motor drive, wherein the household appliance has means for detecting the load state of the tool and a control device which is suitable for changing the power of the electromotive drive in dependence on the measured load condition , And a method for operating a household appliance with at least one electric motor driven tool. In this case, the means for detecting the load state of the tool for determining a rotational speed of the tool or a current consumption of the electromotive drive are provided.
Stand der TechnikState of the art
Ein gattungsgemäßes Haushaltsgerät in Form einer Küchenmaschine ist aus der deutschen Patentschrift
Von derartigen Haushaltsgeräten können bei unsachgemäßem Gebrauch gegebenenfalls Gefahren ausgehen. Es kann bei missbräuchlicher Handhabung nicht ausgeschlossen werden, dass der Benutzer in Kontakt mit dem außerhalb des Behandlungsguts nur von oben durch das Fußteil verdeckten Werkzeug gerät. Darüber hinaus kann insbesondere beim Bearbeiten heißen, flüssigen Behandlungsguts beim Anlaufen des Geräts gegebenenfalls ein Herausspritzen aus dem Aufnahmegefäß auftreten.From such household appliances may result in improper use hazards. It can not be ruled out in abusive handling that the user gets in contact with the outside of the material to be treated only from above through the foot part hidden tool. In addition, especially when editing hot, liquid Behandlungsguts when starting the device, if necessary, a squirting out of the receptacle occur.
In der Druckschrift
Ein als Stabmixer ausgebildetes Haushaltsgerät wird in dem Gebrauchsmuster
Es ist bekannt, als Antriebseinrichtung im Handgriff angeordnete elektronische oder Zweistufenmotoren vorzusehen, deren Drehzahl sich bei Belastung, insbesondere bei der Bearbeitung schwerer Teige oder dergleichen, verlangsamt. Alternativ wird vorgeschlagen, durch den Handgriff eine flexible Welle hindurchzuführen, die mit einem außerhalb des Handgriffs befindlichen, regelbaren und luftgekühlten Elektromotor in Drehverbindung steht. Durch diese räumliche Trennung von Haushaltsgerät und elektromotorischem Antrieb soll auch eine langandauernde Bearbeitung von heißem oder kochendem Gut, beispielsweise bei der Marmeladenzubereitung, ermöglicht werden.It is known to provide arranged as a drive device in the handle electronic or two-stage engines whose speed slows down under load, especially when processing heavy dough or the like. Alternatively, it is proposed to pass through the handle a flexible shaft, which is in rotation with a located outside the handle, controllable and air-cooled electric motor. Through this spatial separation of household appliance and electric motor drive and a long-lasting processing of hot or boiling good, for example in the preparation of jam should be possible.
Aus dem Gebrauchsmuster
In der Patentschrift
In der Auslegeschrift
Aus dem Gebrauchsmuster
In der Offenlegungsschrift
Der Erfindung zugrundeliegende AufgabeThe problem underlying the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Haushaltsgerät hinsichtlich der Wahrscheinlichkeit von Verletzungen durch sich drehende Werkzeuge sowie in Bezug auf die Wahrscheinlichkeit des Herausspritzens von Behandlungsguts weiter zu verbessern.The invention has for its object to further improve a generic household appliance in terms of the likelihood of injury from rotating tools and with respect to the likelihood of spillage of items to be treated.
Erfindungsgemäße LösungInventive solution
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Haushaltsgerät gemäß Anspruch 1 oder 2 sowie durch ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts gemäß Anspruch 8 oder 9 gelöst. Erfindungsgemäß ist die Steuerungseinrichtung bei einem gattungsgemäßen Haushaltsgerät dazu eingerichtet, die Leistung des elektromotorischen Antriebs zu erhöhen, sobald der zeitliche Gradient der Drehzahl die Werkezugs beziehungsweise der zeitliche Gradient der Stromaufnahme des elektromotorischen Antriebs einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht. Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgeräts mit mindestens einem elektromotorisch betriebenen Werkzeug wird die Leistung des elektromotorischen Antriebs erhöht, sobald der zeitliche Gradient der Drehzahl des Werkzeugs beziehungsweise der zeitliche Gradient der Stromaufnahme des elektromotorischen Antriebs einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht.The object underlying the invention is achieved by a household appliance according to
Es ist ein erreichbarer Vorteil der Erfindung, dass der Benutzer bei einer missbräuchlichen Handhabung des Haushaltsgerät nur mit einem mit geringer Leistung („Hibernate Mode”) betriebenen Werkzeug in Berührung gelangen kann, so dass die Gefahr von Verletzungen deutlich verringert wird. Darüber hinaus wird die Wahrscheinlichkeit des Herausspritzens von Behandlungsgut aus dem Aufnahmegefäß deutlich verringert, sollte ein sich bereits bewegendes Werkzeug in das Behandlungsgut eingeführt werden. Dennoch steht nach dem Eintauchen des Werkzeugs in das Behandlungsgut zu dessen Bearbeitung eine ausreichende Leistung zur Verfügung („Power Mode”).It is an achievable advantage of the invention that the user can get in abusive use of the household appliance only with a low power ("Hibernate Mode") operated tool in touch, so that the risk of injury is significantly reduced. In addition, the likelihood of ejection of material to be treated from the receptacle is significantly reduced, should an already moving tool be introduced into the material to be treated. Nevertheless, after immersing the tool in the material to be treated, sufficient power is available ("power mode").
Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil bei Haushaltsgeräten mit rotierenden Werkzeugen zum Einsatz kommen, beispielsweise bei Stabmixern, Handrührgeräten oder Brotschneidemaschinen. Das Haushaltsgerät kann dabei einzelne oder mehrfach angeordnete Werkzeuge aufweisen. Eine erfolgreiche Anwendung ist jedoch grundsätzlich auch bei Haushaltsgeräten mit sich translatorisch bewegenden Werkzeugen, beispielsweise elektrischen Messern, vorstellbar.The invention can be used with particular advantage in household appliances with rotating tools, for example in hand blenders, hand mixers or bread slicers. The household appliance can have individual or multiple tools arranged. However, a successful application is basically also in household appliances with translationally moving tools, such as electric knives conceivable.
Bevorzugte Ausgestaltung der ErfindungPreferred embodiment of the invention
Vorteilhafte Aus- oder Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous embodiments or developments, which can be used individually or in combination with each other, are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung sind die Mittel zur Erfassung des Belastungszustands des Werkzeugs vorzugsweise zur Bestimmung der Drehzahl des Werkzeugs oder deren Änderung vorgesehen. Bei einem versehentlichen Kontakt mit dem unter geringer Leistung laufenden Werkzeug ist eine nennenswerte Änderung der Drehzahl nicht zu erwarten. Wird das Werkzeug jedoch in das Behandlungsgut eingeführt, fällt die Drehzahl des Werkzeugs infolge des sprunghaft erhöhten Widerstands deutlich ab. Die Erfassung der Drehzahl des Werkzeugs kann beispielsweise durch eine optische oder magnetische Markierung am Schaft der Antriebswelle oder des Elektromotors erfolgen, die beim Vorbeieilen an einem entsprechenden Sensor einen elektrischen Impuls erzeugt. Aus der zeitlichen Abfolge der Impulse kann dann die Drehzahl des Werkzeugs errechnet werden.According to one aspect of the invention, the means for detecting the loading state of the tool are preferably provided for determining the rotational speed of the tool or changing it. In case of accidental contact with the low-power tool, a significant change in the speed is not expected. However, if the tool is introduced into the material to be treated, the speed of the tool drops significantly as a result of the suddenly increased resistance. The detection of the rotational speed of the tool can for example be done by an optical or magnetic mark on the shaft of the drive shaft or the electric motor, which generates an electrical pulse when passing a corresponding sensor. From the temporal sequence of the pulses then the speed of the tool can be calculated.
In besonders einfacher Weise kann die Erfassung des Belastungszustands des Werkzeugs jedoch dadurch erfolgen, dass Mittel zur Bestimmung der Stromaufnahme des elektromotorischen Antriebs oder deren Änderung vorgesehen sind. Die Messung der Stromaufnahme ist mit einfachen elektronischen Bauteilen realisierbar und gegebenenfalls bereits im Rahmen einer Überlastabschaltung im Haushaltsgerät vorgesehen.In a particularly simple manner, however, the detection of the load state of the tool can be effected by providing means for determining the current consumption of the electromotive drive or changing it. The measurement of power consumption can be realized with simple electronic components and possibly already in Provided under overload shutdown in the household appliance.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Haushaltsgerät zusätzlich mit einer Sicherheits-Einschaltvorrichtung aus mindestens zwei Schaltelementen ausgestattet ist, die zum Einschalten des Haushaltsgeräts in eine Einschaltposition zu verstellen sind. Hierdurch werden nicht nur die möglichen Auswirkungen, sondern auch die Wahrscheinlichkeit eines ungewollten Einschaltens des Haushaltsgeräts verringert. Durch eine geeignete räumliche Anordnung der Handhaben der Schaltelemente oder der geforderten Schaltabfolge kann vermieden werden, dass ein ungewolltes Betätigen beider Schaltelemente erfolgt.Furthermore, it is preferably provided that the household appliance is additionally equipped with a safety switch-on of at least two switching elements, which are to be switched to turn on the household appliance in a switch-on. As a result, not only the possible effects, but also the likelihood of an unwanted turn on the household appliance are reduced. By a suitable spatial arrangement of the handling of the switching elements or the required switching sequence can be avoided that an unintentional actuation of both switching elements takes place.
Dabei kann mit Vorteil vorgesehen werden, dass die Schaltelemente elektrisch mit dem elektromotorischen Antrieb wirkverbunden sind. Dies kann auf eine einfache Weise durch eine Reihenschaltung von Schaltelementen in der Stromzuführung zum elektromotorischen Antrieb erfolgen, so dass ein Stromfluss und eine Inbetriebnahme des Haushaltsgeräts nur dann erfolgen, wenn sich beide Schaltelemente gleichzeitig in Einschaltposition befinden.It can be advantageously provided that the switching elements are electrically connected to the electric motor drive. This can be done in a simple manner by a series connection of switching elements in the power supply to the electric motor drive, so that a current flow and startup of the household appliance only take place when both switching elements are simultaneously in the on position.
Alternativ kann vorgesehen werden, dass die Schaltelemente miteinander mechanisch und mindestens ein Schaltelement mit dem elektromotorischen Antrieb elektrisch wirkverbunden sind. Dies kann auf einfache Weise und raumsparende Weise durch eine einfache mechanische Verriegelung eines Schaltelements erfolgen, welches zur Unterbrechung der Stromzuführung zum elektromotorischen Antrieb geeignet ist.Alternatively, it may be provided that the switching elements are electrically operatively connected to one another mechanically and at least one switching element is electrically connected to the electromotive drive. This can be done in a simple manner and space-saving manner by a simple mechanical locking of a switching element, which is suitable for interrupting the power supply to the electric motor drive.
Das erfindungsgemäße Haushaltsgerät ist weiterhin mit Vorteil mit Mitteln ausgestattet, welche zur Abgabe eines akustischen Signals in Abhängigkeit vom Belastungszustand des Werkzeugs vorgesehen sind. Hierdurch wird der Benutzer darauf hingewiesen, dass sich das Werkzeug des Haushaltsgerät bereits in Bewegung befindet, der Belastungszustand jedoch darauf schließen lässt, dass das Werkzeug noch nicht oder nicht vollständig in das Behandlungsgut eintaucht und somit ein ungewollte Kontakt des Benutzers mit dem Werkzeug nicht ausgeschlossen ist. Alternativ oder zusätzlich können Mittel zur Abgabe eines optischen Signals in Abhängigkeit vom Belastungszustand des Werkzeugs vorgesehen werden. Hierdurch wird die Sicherheit des Haushaltsgeräts nochmals verbessert.The domestic appliance according to the invention is furthermore advantageously equipped with means which are provided for emitting an acoustic signal as a function of the load condition of the tool. As a result, the user is advised that the tool of the household appliance is already in motion, but the load condition suggests that the tool is not or not completely immersed in the material to be treated and thus unwanted contact of the user is not excluded with the tool , Alternatively or additionally, means for emitting an optical signal may be provided depending on the loading condition of the tool. As a result, the security of the household appliance is further improved.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung zeichnet sich ein bevorzugtes Verfahren zum Betreiben des Haushaltsgeräts dadurch aus, dass die Drehzahl des Werkzeugs erfasst und die Leistung des elektromotorischen Antriebs erhöht wird, sobald die Drehzahl des Werkzeugs einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht und insbesondere unter eine Grenzdrehzahl abfällt. Ein derartiges Vorgehen ist regelungstechnisch besonders einfach umsetzbar.According to a further aspect of the invention, a preferred method for operating the household appliance is characterized in that the speed of the tool detected and the power of the electric motor drive is increased as soon as the speed of the tool reaches a predetermined threshold and in particular falls below a limit speed. Such a procedure is particularly easy to implement in terms of control engineering.
Mit besonderem Vorteil kann ferner vorgesehen werden, dass die Drehzahl des Werkzeugs erfasst und die Leistung des elektromotorischen Antriebs erhöht wird, sobald der Drehzahlgradient des Werkzeugs einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht. Durch dieses Vorgehen ist eine besonders feinfühlige Umschaltung von geringer Leistung („Hibernate Mode”) auf hohe Leistung („Power Mode”) möglich.With particular advantage may also be provided that the speed of the tool detected and the power of the electric motor drive is increased when the speed gradient of the tool reaches a predetermined threshold. This procedure allows a particularly sensitive switching from low power ("Hibernate Mode") to high power ("Power Mode").
Weiterhin ist bevorzugt, dass die Stromaufnahme des elektromotorischen Antriebs erfasst und die Leistung des elektromotorischen Antriebs erhöht wird, sobald die Stromaufnahme des elektromotorischen Antriebs einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht. In diesem Fall kann die Erfassung des Belastungszustands durch gegebenenfalls bereits vorhandene elektronische Komponenten des Haushaltsgeräts und seines elektromotorischen Antriebs erfolgen.Furthermore, it is preferred that the current consumption of the electric motor drive detected and the power of the electric motor drive is increased when the current consumption of the electric motor drive reaches a predetermined threshold. In this case, the detection of the load condition can be done by optionally existing electronic components of the household appliance and its electric motor drive.
Mit Vorteil ist das Verfahren ferner dahingehend ausgebildet, dass die Stromaufnahme des elektromotorischen Antriebs erfasst und die Leistung des elektromotorischen Antriebs erhöht wird, sobald der Gradient der Stromaufnahme des elektromotorischen Antriebs einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht. Dieses Vorgehen ermöglicht gleichfalls eine besonders sensible Leistungsregelung.Advantageously, the method is further designed to the effect that the current consumption of the electric motor drive detected and the power of the electric motor drive is increased when the gradient of the current consumption of the electric motor drive reaches a predetermined threshold. This approach also allows a particularly sensitive power control.
Die genannten bevorzugten Verfahren werden in der Regel alternativ ausgewählt werden. Es ist jedoch grundsätzlich nicht ausgeschlossen, diese auch miteinander zu verknüpfen. Besonders vorteilhaft ist dabei ein Verfahren zum Betreiben eines Haushaltsgerät mit elektromotorisch betriebenen Werkzeugen, bei welchem der Belastungszustand des Werkzeugs erfasst und die Leistung des elektromotorischen Antriebs verringert wird, sobald der gemessene Belastungszustand den vorgegebenen Schwellenwert verlässt. Hierdurch kommen die Vorzüge der Erfindung nicht nur vor dem Eintauchen des Werkzeugs in das Behandlungsgut, sondern auch bei einem Herausziehen des sich noch bewegenden Werkzeugs aus dem Behandlungsgut zum Tragen.The preferred methods mentioned will as a rule be selected as an alternative. However, it is generally not excluded to combine them with each other. Particularly advantageous is a method for operating a household appliance with electric motor-operated tools, in which detects the load condition of the tool and the power of the electric motor drive is reduced as soon as the measured load condition leaves the predetermined threshold. As a result, the benefits of the invention come not only before immersing the tool in the material to be treated, but also when pulling out the still moving tool from the treated to bear.
Kurzbeschreibung der FigurenBrief description of the figures
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to schematic drawings of two exemplary embodiments with further details.
Es zeigen:Show it:
Ausführliche Beschreibung der Erfindung anhand zweier AusführungsbeispieleDetailed description of the invention with reference to two embodiments
Das in
Da das glockenartige Fußteil
Um das Haushaltsgerät
Mit dem Eintauchen des Werkzeugs in das Behandlungsgut fällt die den Belastungszustand des Werkzeugs kennzeichnende, über Sensoren gemessene Drehzahl n sprunghaft ab (Pfeil
Ein alternatives Verfahren zum Betreiben des Haushaltsgeräts
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The features disclosed in the foregoing description, the claims and the drawings may be of importance both individually and in any combination for the realization of the invention in its various forms.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Haushaltsgeräthousehold appliance
- 22
- StabmixerHand blender
- 33
- Handgriffhandle
- 44
- Wellenschaftspindle shaft
- 55
- Fußteilfootboard
- 66
- Pfeil (Drehrichtung rotierendes Werkzeug)Arrow (direction of rotation of rotating tool)
- 77
- Netzkabelpower cable
- 88th
- Sicherheits-EinschaltvorrichtungSafety switch-
- 99
- Schaltelementswitching element
- 1010
- Schaltelementswitching element
- 1111
- Stromzuführungpower supply
- 12, 12'12, 12 '
- Pfeil (Wirkung der betätigten Sicherheits-Einschaltvorrichtung)Arrow (effect of the operated safety switch-on device)
- 1313
- Pfeil (Wirkung des Bearbeitungswiderstands auf die Drehzahl n)Arrow (effect of machining resistance on the speed n)
- 1414
- Pfeil (Steuerung der Leistung P in Abhängigkeit von der Drehzahl n)Arrow (control of power P as a function of speed n)
- 1515
- Pfeil (Wirkung des Bearbeitungswiderstands auf den aufgenommenen Strom I)Arrow (effect of machining resistance on absorbed current I)
- 1616
- Pfeil (Steuerung der Leistung P in Abhängigkeit vom aufgenommenen Strom I)Arrow (control of the power P as a function of the absorbed current I)
- II
- Stromelectricity
- MM
- elektromotorischer Antriebelectric motor drive
- nn
- Drehzahlrotation speed
- PP
- Leistungpower
- tt
- ZeitTime
- SESE
- Steuerungseinrichtungcontrol device
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