DE3325332A1 - Anordnung fuer elektrisch betreibbare, aufladbare kleingeraete - Google Patents

Description

FK)SGH-S IEMENS HAUSGERATE GMBH' 8 München 80, 29.06.1983 7000 Stuttgart Hochstraße 17

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Anordnung für elektrisch betreibbare, aufladbare Kleingeräte

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für elektrisch betreibbare, aufladbare Kleingeräte, insbesondere für Kleinstaubsauger, mit einem Stromsammler, über den ein Gl eichstromverbraucher, z.B. ein Gleichstrommotor, mit elektrischer Energie versorgt werden kann.

Elektrisch betreibbare, aufladbare Kleingeräte sind in verschiedenen Ausführungsformen hinlänglich bekannt. Dazu gehören Radiogeräte, Lampen, Kleinstaubsauger, Rasierapparate und ähnliche Geräte. Soweit diese Geräte durch Akkumulatoren, d.h. durch sogenannte Stromsammler betrieben werden, ist es erforderlich, Maßnahmen zu treffen, um diese Stromsammler nach der Stromentnahme wieder aufzuladen, bzw. im aufgeladenen Zustand zu halten.

Stromsammler haben aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften u. der.mit verbundenen chemischen Vorgänge über einen relativ großen Stromentnahmebereich bis zu einer spezifischen Stromentnahmeleistung ein im wesentlichen stabiles Konstantspannüngs-Verhalten. Nähert sich durch Stromentnahme der Ladezustand seiner völligen Erschöpfung, so fällt die Spannung am Stromsammler merklich ab. Dieser Effekt tritt insbesondere bei weiterer Stromentnahme aus dem Stromsammler auf. Für den Benutzer bzw. die Hedienperson derartiger Geräte ist diese Situation am Ver-

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halten des Gleichstromverbrauchers meist nicht sofort eindeutig erkennbar. .Eine weitere Stromentnahme aus dem Stromsammler birgt aber für diesen die Gefahr der Zerstörung, zumindest aber der funktionstechnisch nachteiligen Beeinträchtigung in sich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, eine Anordnung für elektrisch betreibbare, aufladbare Kleingeräte bereitzustellen, durch die die Notwendigkeit des Nach Ladens des Stromsammlers einfach erkennbar ist. Wesentlich dabei ist, daß der technische Aufbau für eine derartige Anordnung derart ist, daß diese Anordnung sich mit für das Einsatzgebiet relevant niedrigem Aufwand realisieren und nutzen läßt.

Eine Anordnung für elektrisch betriebene, aufladbare Kleingeräte mit einem Stromsammler und einem Gleichstromverbraucher, die diesen Anforderungen gerecht wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum GIeichstromvcrbraucher ein Leuchtelement und mit diesem in Serie geschaltet Schaltungselemente mit Konstant-Spannungsabfal1-Charakteristik angeordnet sind und daß der Summenwert aus dem konstanten Spannungsabfall am Schaltungselement und der Ansprechspannung des Leuehtelements dem zulässigen untere.» ^etriebsspannungwert des Stromsammlers entspricht.

Bevorzugterweise ist das Schaltungselement mit der Konstant-Spannungsabfall-Charakteristik eine Zener-Diode. Das Leuchtelement ist zweckmäßigerweise durch eine Leucht-Diode realisiert. Hei Verwendung einer Leucht-Diode als Leuchtelement ist es wiederum zweckmäßig, in Serie mit dieser Leuchtdiode und damit auch mit dem Schaltelement mit Kons (,an t-Sp/irmungsab Tal 1 -Charakteristik einen ohmschen Widerstand /u/uschul l.(ui, damit für oine Strombegrenzung in der Diodenstrecke gesorgt ist.

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Kino nach don e r I" i ndurigSKoinnlJori Me rkinul en auHgesLaILoLe Anoniniiri/i, erfüll L die l'Ordcnm/j, niich e i rioin RiiririRon scha 1 Lungs Leolinieehon Au Thau. Normalerweise maximal drei Baue I emeu Le, riüniLich das Ii(MH-M Lei emon L, das Schaltelement mit der Konstant-Spannungs abFaII-CharakterisLik und gegebenenfalls das ohmsche WiderstandseLement sind einfache und billige Schalteinheiten, welche zueinander in Serie geschaltet lediglich parallel zum Gleic stromverbraucher anzuschließen sind. Selbstverständlich ist es im Itehmen der Erfindung auch möglich, ein Schaltungselement mit Konstant-Spannungsabfal1-Charakteristik durch eine Reihenschaltung mehrerer derartiger Schaltungselemente zu ersetzen. In diesem Kai 1 entspricht folgerichtig die Summe der Spannungsabfälle an samt, liehen Schal turigse 1 ementen zusammen mit dem Betrag der Ansprechspannung für das I.euchtel ement dem zulässigen unteren Betriebsspannungs-wert des Stromsammlers oder einer Stromsammler kombination.

Aber auch im Hinblick auf die Funktionseigenschaften erfüllt die Anordnung nach den erfindungsgemäßen Merkmalen die an sie gestellte Aufgabe. Da diese insbesondere aus Leuchteleuaent und SchaltungseIement mi t Konstant-Spannungsa"bfall-Charakteristik hos Lohende Anordnung unmittelbar direkt zum Gleichstromverbraucher parallel geschaltet ist, wird diese auch nur in der Betriebsphase des Gleichstromverbrauchers angeschaltet. Außerhalb dieser Betriebsphase ist auch die erfindungsgemäße Anordnung außer Betrieb. Dies hat nicht nur den meist unbedeutenden Vorteil zur Folge, daß kein wenn auch nur geringer Dauerstromverbrauch stattfindet, sondern bietet besondere funktionstechnische Vorteile. Außerhalb von den Betriebsphasen des Stromverbrauchers befindet sich nämlich auch bei weitestgehender Entladung des Stromsammlers dieser in einem Spannungszustand, der einer genügenden Betriebsspannung entspricht. Würde also die erfindungsgemäße Anordnung während der Zeiten, in denen der Gleichstromverbraucher nicht an den Stromsammler ange-

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schlossen ist, angeschaltet werden "bzw. angeschaltet sein, so würde dies für den Benutzer "bzw. für die Bedienungsperson die Gefahr in sich liergen, daß ein genügender Ladezustand des Stromsammlers auch dann signalisiert wird, auch wenn der Stromsammler sich nicht im genügenden Ladezustand tatsächlich befindet. Nachdem ursprünglich eine derartige Kalschmeldung von der Bedienungsperson registriert worden wäre, würde diese möglicherweise der SpannungszustandskontroVl e keine oder eine verminderte Aufmerksamkeit schenken. Durch die erfindungsgemäße Maßnahme aber wird erreicht, daß die Spannungszustandskontroll-Einrichtung nur dann in Funktion tritt, wenn auch der Stromverbraucher an den Stromsammler angeschaltet ist. Durch die entsprechend ausgelegte Dimensionierung des Schaltelements mit der Konstant-Spannungsi-Charakteristik leuchtet das Leuchtele-KU..».it während der Betriebsphasen des Stromverbrauchers solange wie ein vorbestimmter Spannungswert am Stromsammler unterschritten wird. Ks ist vorteilhaft, die Spannungsschwelle an der erfindungsgemäßen Anordnung so zu bemessen, daß cine gewisse Reserve zur S t romentnahme aus dem S l,romsarnml or verbleibt,

Nach einer bevorzugton Ausgestaltung ist die erf i ridurigsftomäße Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchte!oment im Gerätegehäuse im in der Handhabungsi age· von der Bedienungsperson abgewandten Nahbereich des Einschalters für den Verbraucherstrom angeordnet ist. Im Zusammenhang mit Kleinstaubsaugern ist bevorzugterweise das Leuchtelement zwischen dem Ansaugbereich und dem dem Gerätegriff vorgelagerten Einschalter für den Stromverbraucher, nämlich den Gleichstrom-Motor, angeordnet. Damit ist dafür Sorge getragen, daß das Leuchte!ement sichtgünstig liegt, so daß für die Bedienungsporson eine vorteilhafte Situation zur Spnrinungskon t, ro 1 I ο und damit zur Ladezustandskontrolle des Gerätestromsammlers gegeben ist.

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l'lin nach (Jon Merkmalen dor I·', rl'i η du ng aufRcbaut.es Ausf Uhrungsl)oispi öl i s I. im Γ ο I gonderi anhand einer Zeichnung näher bes <ih rieben. Kh zeigen

Kig. 1 eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines Lüftermotors für einen Kleinstaubsauger durch einen Stromsammler in Zusammenhang mit einer Uberwachungs- und Anzeigeeinrichtung für eine genügende Betriebsspannung des Stromsammlers und

Kig. 2 einen mechanischen Aufbau eines KJeinstaubsaugers in einer geschnittenen Seitenansicht.

In einem symbolisch strichpunktiert dargestellten Gehäuse 1 eines Kleinstaubsaugers sind als wesentliche Funktionsbestandteile untergebracht, ein Gleichstrom-Elektromotor 2, ein Stromsammler 3 mit drei Zellen und ein über einen Druckknopf h betätigbarer Schalter 5. Solange der Druckknopf k betätigt wird, ist der Stromkreis über den Stromsammler 3, den Schalter 5 und den Motor 2 geschlossen, d.h. durch den vom Stromsammler 3 abgegebenen Strom wird der Motor 2 angetrieben.

Dabei wird der Stromsammler zwangsläufig entladen. Zwischen den einzelnen Betriebsphasen wird der Stromsammler zur Nachladung der abgebauten Energie an eine externe Stromversorgung angeschaltet. Dafür verwendet wird ein Transformator 6, dessen Primärwicklung für den Anschluß an ein vorhandenes Stromversorgungsnetz ausgelegt ist. Dieser Transformator 6 ist in einem eigenen Stromversorgungsgehäuse 8 untergebracht. Zur Bereitstellung des erforderlichen Gleichstroms wird auch ein Gleichrichter 7 benötigt, welcher Bestandteil der im Gehäuse 1 des Kleinstaubsaugers untergebrachten Schaltungsanordnung ist. Durch eine Steckverbindung 9 sind der Transformator 6 der Stromversorgungseinheit 8 mit der im Gehäuse 1 untergebrachten Schaltungsanordnung lösbar verbunden.

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Die Stromsararal eranordnung 3 ist normalerweise so ausgelegt, daii sie l)ei ül)liehen l'lrit/1 ade-Auf I ade-Zyk I en voll funk t i ons tuch t, ig ist,. D.h. l)oi dieser He t ri obswe i se he Ii rule I. sich dor S I. roinsatmn-I er 3 .immer in einem ausreichenden Ladezustand. IJe i /.u langer He t ri ebswe i se des Kleinstaubsaugers, d.h. hei zu langer KnL ladung des SLrorasamm'lcrs 3 und/oder bei zu kurzen Au!" I adephasen für den Stromsammler 3 besteht, die Gefahr eines zu starken Abbaus der Ladeenergie aus dem Stromsammler 3. Dies hat zumeist eine Beeinträchtigung der l''unkt ions tuch t igke i t oder sogar eine Zerstörung des Stromsammlers zur I¹Ol ge. Um diese Gefahr anzuzeigen, ist parallel zum Gleichstrom-Elektromotor 2 ein Schaltungszweig geschaltet, welcher aus einer Leucht-Diode 10, einer Zener-Diode 11 und einem ohmschen Widerstand 12 "besteht. Unter Berücksichtigung der Ansprechspannung der !leuchtdiode 10 ist eine derart dimensionierte /otter—1) i ode 1.1 verwendet, daß deren konstanter Spannungsab I" a ! I wer I. in etwa dem zulässigen unteren Bo Lr i ehsspaririungswe r L des S t rornsaniml e rs 3 entspricht. Dies bedeutet, daß im normalen Ladungszustand und damit Spannungszustand des Stromsammlers 3 während der Betriebsphase des Gleichst rom-K Lektrornoto rs 2 die liouch t-Di ode 10 aufleuchtet. Wird in Verbindung mit ucr Ze^er-I) i ode 11 die Ansprechsparinurig der Leucht-Diode 10 unterschritten - dies bedeutet auch ein Unterschreiten der zulässigen f.adespannung des Stromsammlers 3 so erlischt die Leuchtdiode 10. Damit wird der Bedienperson der ungenügende bzw. zur Neige gehende Ladungszustand des Stromsammlers auf einfache Weise und unmittelbar signalisier!..

Aus Kigur 2 ist ersichtlich, dall die Leuch !.-Diode IO dem Druckknopf h zur Betätigung des Mo t.o rsohal te rs ^r> vorgelagert ist, und zwar in Ii ich Lung auf die I¹! i risaiigö I' l'niing dos K I ο i ns taubsaugers. Bei normaler Bedienurigsschnl Lung dos K1 οinstauhsaugers lieg!· damit die Leuch L-I) i mir IO im SiehLlrld und in S i <h I. r i ehtung (\or Bed i ctipc rson, da auch dor Druckknopf h im (ίο rä tegehäuse und gegenüber dem Grϊ ITheroieh so angeordnet ist, daß or der Bedienungsperson zugewandt ist.

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   Iy Anordnung für elektrisch betreibbare, auf ladbare Kleingeräte, insbesondere für Kleinstaubsauger, mit einem Stromsammler, über den ein Gleichstrom-Verbraucher, z.B. ein Gleichstrommotor mit elektrischer linergie versorgt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum G1eiehstromverbraucher (2) ein Leuchelement (to) und mit diesem in Serie geschaltet, Schaltungselemente (ll) mit Konstant-Spannungsahfall-Charakteristik angeordnet sind und daß der Summenwert aus dem konstanten Spannungsabfall am Schaltungselement (ll) und der Ansprechspannung des Leuchtelements (1O) dem zulässigen unteren Betriebsspannungswert des Stromsammlers (3) entspricht.

   2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltungselement (ll) mit der Konstant-Spannungsabfall-Charakteristik eine Zenerdiode ist.

   3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtelement (1O) durch eine Leucht-Diode realisiert ist.

   h. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie mit der Leucht-Diode (lO) und damit auch mit dem Schaltelement (ll) mit Konstant-Spannungsabfall-Charakteristik ein ohmscher Widerstand (12) zugeschaltet ist.

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   5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis Ί, dadurch gekennzeichnet, daß das Lcuchtelement ("K)) im Gerlitngehäuse (13) im in der Handhabungslage von der Bedienungsperson abgewandten Nahbereich des Druckknopfes ('*) für den Verbraucherstrom angeordnet ist.

   6. Anordnung nach Anspruch 5 bei einem Kleinstaubsauger, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtelement (10) zwischen dem Ansaugbereich und dem dem Gerätegriff vorgelagerten Druckknopf (4) für den Stromverbraucher, nämlich den Gleichstrommotor (2) angeordnet ist.

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