吸尘器组件及其运行方法与流程

本发明涉及一种吸尘器组件，其包括：吸尘器壳体；布置在吸尘器壳体中的风机，所述风机用于产生抽吸空气流；电动的风机马达，所述风机马达用于驱动风机；布置在吸尘器壳体中的污物分离装置，所述污物分离装置用于将在抽吸空气流中一同带着的污物颗粒分离；以及吸尘器嘴；和将吸尘器嘴与吸尘器壳体可脱开地连接的抽吸管。本发明从这种类型的吸尘器组件出发，在该吸尘器组件中此外在抽吸管上布置有至少一个外部的蓄能单元。

背景技术：

这种类型的吸尘器组件例如由本申请人的公开文件de102016105687a1已知。外部的蓄能单元在此用于给布置在吸尘器嘴内的机械的清洁装置供应电能。但在该组件中不利的是使用了传统吸尘器，该传统吸尘器限制了吸尘器组件的移动性和灵活性。

此外，在过去已增长性地建立了如下细分市场，在该细分市场中，通过蓄电池运行的手持式吸尘器与常规的抽吸管和吸尘器地面嘴耦联。这些所谓的“贴附式清洁器”能够各式各样地用于地面清洁任务。尤其是，这些手持式吸尘器即使在可接近性差或与插座距离远(例如在楼梯上)的情况下也能够使用。但为了确保足够的可操纵性以及为了尽可能降低要由用户承担的重量，在多数情况下这种贴附式清洁器的蓄电池容量强烈受限。

技术实现要素：

在该背景面前，本发明基于如下任务：提高这种类型的吸尘器组件的运行时间和清洁功率。在此，应确保操纵的尽可能大的灵活性。

本发明的主题和所述任务的解决方案是根据权利要求1所述的吸尘器组件。优选的设计方案在从属权利要求中给出。

从这种类型的吸尘器组件出发，根据本发明规定，外部的蓄能单元能够与驱动风机的风机马达连接。由此，蓄存在由抽吸管承载的外部的蓄能单元中的电能也能够用于吸尘器壳体内的风机。在此，保持在抽吸管上的蓄能器的附加的重量能够被特别好地操纵，因为该附加的重量能够以低的重心布置在吸尘器嘴附近。在此，吸尘器嘴可尤其是构造为地面嘴，该地面嘴将重力、尤其是外部的蓄能单元的重力至少部分地导出到地面中。

此外，外部的蓄能装置的重心处于抽吸管的纵向轴线附近，该纵向轴线在常见的操作行为中通常也是用于控制吸尘器嘴的枢转轴线。布置在所述枢转轴线附近的质量引起小的惯性矩，该小的惯性矩也使得使用变得容易。

尽管是一样大的蓄能器的相同重量，与布置在吸尘器壳体内的情况相比，该蓄能器在布置在抽吸管上的情况下引起更好的可操作性。反过来，在操作特性类似的情况下可使用具有较大容量的较重的蓄能器。附加地，吸尘器壳体也能够与抽吸管(并且因此与外部的蓄能单元)分离并且在“单独运行(solobetrieb)”中使用，从而外部的蓄能单元的重量在操纵吸尘器壳体时仅是无足轻重的。

如果吸尘器壳体不具有自有的蓄能单元并且风机马达在吸尘器组件的运行中仅通过外部的蓄能单元供电，则可实现吸尘器壳体的特别轻的结构形式。这种设计方案可用于使惯性大的质量在吸尘器嘴附近特别地集中在抽吸管的下部区域中。在这种设计方案中，为了吸尘器壳体的单独运行，可设置有替代的能量供应部，该能量供应部的形式尤其是线缆连接部。

在吸尘器组件的另一种优选的设计方案中，在吸尘器壳体中布置有用于给风机供电的附加的内部的蓄能单元。这实现不仅在吸尘器组件的总连接结构中而且在吸尘器壳体的单独运行中特别灵活的使用，在单独运行中用作所谓的“手持式吸尘器”，而不使用抽吸管和固定在该抽吸管上的吸尘器嘴。优选地，抽吸管与吸尘器壳体、与外部的蓄能单元和/或吸尘器嘴可脱开地连接。由此，吸尘器组件能够可变地在不同的配置下使用或存放或运输。通过使吸尘器壳体分离，能实现作为手持式吸尘器的单独运行。此外，为了清洁难以接近的部位，可将吸尘器嘴分离并且使用带有连接在上游的抽吸管的吸尘器壳体。优选地，也可规定，吸尘器嘴可直接地与吸尘器壳体连接。

外部的蓄能单元与抽吸管的分离(除了临时显著的减重以外)还实现了外部的蓄能单元的单独充电。尤其是，在专业应用中，也可实现用完全充好电的替代的外部的蓄能单元更换蓄电池。

为了提供电连接，在一方面抽吸管与另一方面外部的蓄能单元、吸尘器嘴和吸尘器壳体之间的连接部位上布置有成对地配设的接触元件。所述接触元件在各构件连接的状态下建立彼此的电接触。因此，通过抽吸管和吸尘器嘴壳体或吸尘器壳体的机械连接也能在蓄能单元与风机马达之间实现电接触。

在一种优选的设计方案中，蓄能单元具有用于确定蓄能单元的荷电状态的测量装置。该测量装置能够适宜地与布置在吸尘器壳体中的控制和/或调节单元(控制器)连接。特别优选地，在吸尘器壳体上布置有荷电状态显示器，该荷电状态显示器可显示蓄能单元的荷电状态。可尤其是作为仅关于外部的蓄能单元的单独的电量值来进行显示。在内部的蓄能单元附加布置在吸尘器壳体中的情况下，内部的蓄能单元的荷电状态也可单独地给出或作为包括外部的蓄能单元的荷电状态在内的总值给出。

测量装置尤其是也可构造为所谓的充放电调节器或构造为能量管理系统。测量装置则此外构造用于也控制蓄能单元在充电运行时的能量吸收和/或蓄能单元在使用吸尘器时的能量输出。该测量装置特别优选地经由数据线路与处于吸尘器壳体内的控制电子装置连接并且能够通过该控制电子装置操控。

测量单元与控制器的连接可尤其是经由单独的数据线路实现。但数据线路也可通过电流轨的导线形成，其中，经传输的信息作为交流电份额施加到供应电压上。由此在第二变型方案中，没有必要进行附加的接触导通。

根据一种优选的设计方案，在吸尘器嘴上布置有至少一个电驱动的清洁装置。该清洁装置可尤其是可转动的清洁辊子，尤其是被可转动地驱动的刷辊。清洁装置的供电适宜地至少部分地通过外部的蓄能单元实现。

为了控制清洁装置，在外部的蓄能单元或吸尘器嘴中可布置有外部的控制装置，该外部的控制装置控制由外部的蓄能单元提供给清洁装置的电能。外部的控制单元在此可尤其是通过手动的控制元件、尤其是机械的开关操作。

根据另一种设计方案，外部的控制单元可附加地或仅经由布置在吸尘器壳体中的控制和/或调节单元(控制器)调节或形成。在外部的控制单元与控制器之间的连接在此优选经由数据线路、尤其是和可能的测量单元或充放电调节器一样的数据线路与吸尘器嘴壳体或吸尘器壳体连接。

在本发明的范围内也可规定，电驱动的清洁装置直接地经由供应线路与吸尘器壳体连接并且从那被直接地供应电能。电的清洁装置的驱动装置的控制和/或接线则可直接地从吸尘器壳体出发来实现。由此，电的清洁装置的控制可特别简单地与风机马达的控制共同实现、尤其是同步实现。

本发明的主题也是一种用于运行吸尘器组件的方法。在此，吸尘器组件包括吸尘器壳体，该吸尘器壳体具有布置在壳体中的用于产生抽吸空气流的风机以及布置在吸尘器壳体中的用于将在抽吸空气流中一同带着的污物颗粒分离的污物分离装置。此外，所述组件包括至少一个吸尘器嘴和将吸尘器嘴与吸尘器壳体连接的抽吸管。在抽吸管上布置有外部的蓄能单元。在根据本发明的方法的范围内规定，通过抽吸管上的外部的蓄能单元给风机供应能量。通过将外部的蓄能单元布置在抽吸管上，显著简化(也被称为贴附式清洁器的)吸尘器组件的操纵或者说能实现使电的蓄能单元的容量增大，同时有一样好的操纵。

根据第一变型方案，在抽吸管上的外部的蓄能单元构成吸尘器组件内的风机的唯一的能源。可选地，为了使吸尘器壳体作为手持式吸尘器单独运行，此外可设置有用于外部的能源的连接件、尤其是线缆。

根据一种替代的设计方案，在吸尘器壳体中布置有用于给风机供电的附加的内部的蓄能单元。该内部的蓄能单元可尤其是在吸尘器壳体作为手持式吸尘器的单独运行中在通过抽吸管上的蓄能单元的供电不可用时使用。

特别优选地，吸尘器组件具有尤其是安装在吸尘器壳体中的控制电子装置(控制器)，该控制电子装置控制吸尘器组件内的能量流。在此，优选地规定，布置在抽吸管上的蓄能单元和布置在吸尘器壳体中的附加的蓄能单元并联地和/或依次串联地用于给风机供应能量。

为此，尤其是可在蓄能单元内布置有调节电子装置(充放电调节器)，该调节电子装置控制相应的蓄能单元的能量输出和能量吸收。

特别优选地规定，优先首先将来自布置在抽吸管上的外部的蓄能单元的电能供应给风机。该设计方案在正常运行中只有在低于该蓄能单元的特定电量时才将附加的布置在吸尘器壳体中的内部的蓄能单元接通。由此，尽可能长时间地维持内部的蓄能单元的尽可能高的荷电状态，从而吸尘器壳体在作为手持式吸尘器的单独运行中尽可能长时间地保持可用。

替代地或附加地，也可规定，为了实现特别高的功率(例如作为所谓的“增强模式(boost-modus)”)而同时使用两个蓄能单元、至少在限定的时间段上同时使用两个蓄能单元，并且在此优选输出允许的最大功率。

在一种变型方案中，在吸尘器嘴中设置有至少一个电驱动的清洁装置。该清洁装置优选也由布置在抽吸管上的外部的蓄能单元供应电能。但也可行的是，由内部的蓄能单元给该清洁装置供电和/或由两个蓄能单元共同给该清洁装置供电。

特别优选地，通过电子的控制单元(马达控制装置)控制电驱动的清洁装置或调节所述电驱动的清洁装置的速度。该马达控制装置在此可尤其是布置在吸尘器嘴中或布置在外部的蓄能单元中或外部的蓄能单元上。马达控制装置的操作在此或是经由与马达控制装置连接的操作元件进行，该操作元件例如是如下按键或开关，该按键或开关可布置在吸尘器嘴或外部的蓄能单元的壳体上。替代地或附加地，控制单元也可通过吸尘器壳体内的控制器操控。在此，尤其是规定，在激活风机马达时，同时也将电的清洁装置置于运行中。但所述清洁装置也可以是能单独接通或切断的。

根据一种优选的设计方案，外部的蓄能单元此外具有充放电调节器或能量管理系统。该充放电调节器可以是自动地根据外部的运行参数自控制的或可以通过外部的控制信号、例如吸尘器壳体内的控制电子装置(控制器)的控制信号来操控。

尤其是规定，外部的蓄能单元的能量吸收或能量输出可直接地由控制器调节。由此，尤其是在充电功率受限的情况下，可规定，在充电运行中首先给内部的蓄能单元充电。一旦所述内部的蓄能单元被充好或在通常的充电循环的范围内超出了如下阈值，该阈值触发对充电电流的限制，则也逐渐地导入或加强外部的蓄能单元的充电。尤其是，可通过充放电调节器和控制器形成电池管理系统，该电池管理系统设置优先给内部的蓄能单元充电，并且次级地利用此外可用的充电电流来操作外部的蓄能单元。

根据本发明的一种特别优选的设计方案，此外可规定，(在没有连接外部的电流源的情况下)利用从外部的蓄能单元提取的电能给内部的蓄能单元充电。当内部的蓄能单元在单独运行中(部分)放电并且接着再次与抽吸管和吸尘器嘴连接时，这是尤其有意义的。这种“转移充电”可尤其是在吸尘器组件已切断的状态下实现。如果电参数允许，这也可在正运转的运行中发生。尽管在此出现转变损耗，但由此仍可使在单独运行中的电续航最大化。

在外部的蓄能单元与风机之间的电连接优选经由具有至少两个单独的导体的电流轨实现。该电连接适宜地在抽吸管与吸尘器壳体之间的过渡部处通过插接或触碰接触导通形成。因此，在抽吸管与吸尘器壳体机械分离时，同时发生电压轨的电分离，而反过来如果这两个构件接合在一起，则电压轨自动地再次连接。

优选地，电流轨连贯地延伸直到吸尘器嘴中，在该处电流轨能实现照明装置和/或电驱动的清洁器具的运行。

为了操控外部的蓄能单元的电子装置和/或安装在吸尘器嘴中的电构件，可设置有数据线路。该数据线路可构造为单独的另外的线路。替代地，也可行的是，将控制信号作为交流电压份额施加到在电流轨上施加的直流电压上。在各个构件之间的通信、尤其是在充放电调节器、控制器和马达控制装置之间的通信优选经由总线系统实现。

替代地，各结构部件也可构造用于，彼此独立地操作。当没有设置通过控制器进行中央控制或通过控制器进行的中央控制没有如所设置那样起作用时，这种能力尤其是有利的。由此，也能实现如下不同部件的混合运行，所述不同部件仅部分地具有相应的控制可行方案。

例如可规定，外部的蓄能器或内部的蓄能单元的充放电电子装置在超出电流轨上的特定的界限电压时自动地切换到充电模式，并且在从电流轨提取电能的情况下自动地执行充电过程。

可由蓄能单元提供的最大电压也可与所述蓄能单元的荷电状态有关。如果充放电控制装置确定：目前施加在电流轨上的电压超出该电压值，则所述充放电控制装置将蓄能单元与电流轨分离，至少在没有相应的控制输入的情况下分离，以便防止蓄存电池单体发生不期望的充电。如果电流轨上的电压值——由于另外的蓄能单元放电——而下降到该阈值以下，则将相应的蓄能单元接通，从而从现在起两者都能作为电能源使用。这种自动的接通和切断实现了如下运行，该运行可省却中央控制。

附图说明

下面依据仅示出实施例的附图阐述本发明。附图中示意性地进行示出，其中：

图1a以三维图示出根据本发明的吸尘器组件，

图1b以分解图示出图1a中的吸尘器组件，以及

图2a至2c示出根据本发明的多个实施例的不同的吸尘器组件的示意性电路图。

具体实施方式

图1a示出具有吸尘器壳体2的根据本发明的吸尘器组件1。在吸尘器壳体2中布置有用于产生抽吸空气流的风机3，该风机能够由电动的风机马达4驱动。在图1中此外能看到用于将在抽吸空气流中一同带着的污物颗粒分离的污物分离装置5。在所示出的实施例中，污物分离装置构造为由旋流式过滤器与纤维过滤器构成的组合。但在此也能够使用任意其他的市场上常见的技术。

吸尘器组件1还包括吸尘器嘴6以及将吸尘器嘴6与吸尘器壳体2连接的抽吸管7。在抽吸管7上布置有外部的蓄能单元8。

吸尘器组件1的各个组成部分可脱开地彼此连接。图1b以分解图相互分开地示出这些组成部分。尤其是，吸尘器壳体2能够与吸尘器组件1的其余部件脱离并且在单独运行中用作所谓的“手持式吸尘器”。在吸尘器组件1的总布置结构下(如图1a中所示)，该吸尘器组件可用作所谓的“贴附式清洁器”，也可用作吸尘器的同等的替代物，例如用于面式地清洁地板。

在图2a中示出根据本发明的吸尘器组件1的一种可行的接线：抽吸管7的组合件通过虚线边框示出，吸尘器壳体2的组合件作为点划线边框示出。抽吸管7与外部的蓄能装置8相配设，该外部的蓄能装置包括多个蓄存电池单体9以及组合式测量单元和能量管理系统(充放电调节器)10。外部的蓄能装置8经由包括导体的电流轨11与位于吸尘器壳体2内的控制和调节单元(控制器)12连接。在此，电流轨11从外部的蓄能单元8经由抽吸管7延伸直到吸尘器壳体2中。在相应的接口上，经由第一接触片13a和第二接触片13b分别提供可脱开的电接触部，所述电接触部在吸尘器组件1的各个部件机械地连接和分离时自动地连接在一起和分离。根据本发明规定，外部的蓄能单元8能够与风机马达4连接。这在本实施例中经由电流轨11和控制器12实现。

根据所示出的实施例，在吸尘器壳体2内也布置有内部的蓄能单元14，该内部的蓄能单元带有布置在其中的内部的蓄存电池单体15和内部的充放电调节器16。在附图的范围内示意性示出：内部的蓄能单元14具有较少数量的蓄存电池单体15或较小的容量并且因此具有较小的重量和较小的尺寸。

布置在吸尘器壳体中的控制器12根据滑移选择式开关17的开关位置实施马达控制，该滑移选择式开关在图1a和1b中也示出。此外，设置有荷电状态显示器18，通过该荷电状态显示器显示外部的蓄能单元8以及内部的蓄能单元14的荷电状态。为此，外部的充放电调节器10以及内部的充放电调节器16经由数据线路19将蓄电池单体9或15当前的电量反馈给控制器12。

此外，在图2a中示出通向吸尘器壳体2的外部电源的连接元件20。该连接元件可用于给外部的蓄能单元8以及内部的蓄能单元14充电或用于在(单独)运行中供应能量。替代地，也能够设想，如果没有构造有内部的蓄能单元14，则连接单元20在吸尘器壳体2的单独运行中必须被强制使用。

在本发明的范围内也能够设想，外部的蓄能单元8在已脱离的情况下在单独的充电站中充电。特别优选地，外部的蓄能单元8还具有荷电状态显示器21，该荷电状态显示器或是在充电运行期间连续地显示当前的荷电状态或是在操纵按钮21a之后显示当前的荷电状态。为此，可尤其是设置有一排优选多色地构造的显示发光件21b。

接线的另一种优选的设计方案在图2b中示出。该接线的设计方案基本上相应于图2a。附加地，在此在用虚线示出的吸尘器嘴6中设置有通过辊子马达22驱动的清洁辊子23。在此，清洁辊子(优选刷辊)布置在位于吸尘器嘴6内的辊子空间中并且在运行时机械地将附着在地面上的污物颗粒脱开。所述污物颗粒接着与通过风机3产生的抽吸空气流一起被运走。在图2b中示出该实施例的电接线：清洁马达22通过布置在吸尘器嘴6中的马达控制装置24来调节。该马达控制装置与数据线路19连接并且能够通过该数据线路而由吸尘器壳体2中的控制器12操控。由此，可自动地根据在选择式开关17上选出的清洁级来将清洁辊子23相配地接通或切断。附加地，为了进行控制，在吸尘器嘴上设置有脚踏式开关25。该脚踏式开关允许单独地接通或切断，从而吸尘器也可以在没有刷辊的抽吸运行中运行，或替代地可以在仅带有清洁辊子而没有抽吸空气流的情况下运行。在图1a中，脚踏式开关25在上侧布置在吸尘器嘴6上。与此相对置地，还设置有选择式开关26，用于使吸尘器地面嘴6在地毯地面位置与光滑地面位置之间机械地切换。

接线的另一种特别简单的变型方案在图2c中示出：在那完全省却了控制电子装置。不仅内部的蓄能单元14而且外部的蓄能单元8在此在没有调节装置的情况下与共同的电流轨11连接。不仅风机马达4而且辊子马达22能够分别通过简单的机械的开关27a和27b与电流轨连接。所述电流轨优选可为了功率选择而构造为带有多个切换位置，所述多个切换位置将不同的扼流阻抗嵌入到电路中。