[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Bodenpflegegerät als Bürststaubsauger mit einem
dem Boden zugewandten Bürstvorsatz zur Aufnahme einer angetriebenen Bürstwalze mit
einer Überlastsicherung, wobei der Bürstvorsatz über ein verschwenkbares Verbindungselement
als Anschlussstutzen für ein aufsetzbares Filtergehäuse mit einer Handhabe als Handgriff
über korrespondierende Anschlüsse verbindbar ist, und wobei der Bürstvorsatz mindestens
einen elektrischen Motor für ein Sauggebläse sowie zum Antrieb der Bürstwalze aufweist,
wobei der Bürstwalze eine Einheit zur Drehmomenterfassung zugeordnet ist und eine
Sicherheitsabschaltung über eine Schaltanordnung oberhalb einer Drehmomentschwelle
durch Überlast erfolgt.
[0002] Es ist bekannt, Sicherheitsvorrichtungen für Bürststaubsauger auszubilden, die bei
Überlast und Blockieren der angetriebenen Bürstenwalze eine mechanische oder elektronische
Entkopplung durchführen. Hierbei ist vorgesehen, entweder durch Rutschen eines kraftschlüssig
angeordneten Riemens zum Antrieb durch eine eingebaute Rutsch- oder Ratschenkupplung
mit einer Steuerung, die die Leistung des Antriebs überwacht, eine elektronische Abschaltung
vorzunehmen oder über eine Drehmomentmessung und -auswertung durch Mikrocontroller
mit anschließender elektronisch ausgelöster Abschaltung des elektrischen Antriebs
vorzunehmen. Insbesondere bei Geräten mit nur einem Motor für Gebläse und Bürstenantrieb
ist dieses nur sehr aufwendig und kostenintensiv zu lösen, um eine lange Standfestigkeit
und Betriebssicherheit zu gewährleisten. Zusätzlich besteht der Mangel, dass neben
den gesteuerten Abschaltvorrichtungen immer ein zusätzlicher Schalter als Hauptschalter
erforderlich und relativ großer Aufwand für elektronische Steuerungen gegeben ist.
Ein Bodenpflegegerät bei dem beispielsweise eine automatische Höhenverstellung in
Abhängigkeit von einem Drehmoment erfolgt, ist in der Patentanmeldung
DE 39 13 390 A1 der Anmelderin gezeigt.
[0003] Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überlastabschaltung eines Motors für gattungsgemäße
Bürststaubsauger zu verbessern und eine einfache mechanische Drehmomenterfassung mit
einem zugeordneten Auslösemechanismus zu ermöglichen und eine gute Funktionsfähigkeit
zu gewährleisten.
[0004] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass im Antriebstrang
ein angetriebenes Element der Einheit zur Drehmomenterfassung angeordnet ist, das
oberhalb der Drehmomentschwelle über ein einschaltbares Kupplungselement mit einem
zugeordneten Rotationskörper als Wirbelstromscheibe aus elektrisch leitfähigem Material
koppelbar ist, und dass der Wirbelstromscheibe mindestens ein Magnet zugeordnet ist,
der auf einem ortsfest gelagerten beweglichen Träger schwenkbar positioniert ist und
eine Verstellung des Trägers durch ein vom erzeugten Wirbelstrom gebildetes Magnetfeld
der gekoppelten Wirbelstromscheibe erfolgt, wobei der Träger eine korrespondierende
Schaltungsanordnung, wie ein Schaltelement, als Sicherheitsabschaltung steuert.
[0005] Durch die Verwendung einer Wirbelstromscheibe und einem zugeordneten schwenkbaren
Träger mit einem Magnet wird eine einfache Schaltmechanik ermöglicht, die eine Sicherheitsabschaltung
bei Überlast auf einfache Weise mechanisch gewährleistet. Zusätzlich werden durch
diese Ausbildung Zeitverzögerungen für die Schaltbewegung ermöglicht, um Drehmomentspitzen
auszugeichen.
[0006] Zur Abschaltung eines Motors über die Schaltanordnung ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung
als elektrischer Schalter, Reed-Kontakt, Lichtschranke oder mechanischer federgespannter
Schalter ausgebildet ist.
[0007] Ferner wird vorgeschlagen, dass das angetriebene Element der Einheit zur Drehmomenterfassung
das verbindbare Kupplungselement der Wirbelstromscheibe über eine Kontaktfläche als
schlupfarme Verbindung zuordnet.
[0008] Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, dass der Magnet am beweglichen Träger
beabstandet zur Wirbelstromscheibe angeordnet ist und die magnetischen Feldlinien
im Wesentlichen senkrecht die Seitenflächen der Wirbelstromscheibe durchdringen.
[0009] Alternativ wird vorgeschlagen, dass der Magnet berührungsfrei als Joch die Wirbelstromscheibe
umfasst.
[0010] Weiterhin ist vorgesehen, dass die Wirbelstromscheibe über ein zentrales Lager zur
Rotation und axialer Festsetzung konzentrisch auf einer Welle mit dem angetriebenen
Element und dem Kupplungselement angeordnet ist.
[0011] Eine einfache Ausbildung wird dadurch geschaffen, dass der bewegliche Träger als
ortsfest gelagerter schwenkbarer Hebel ausgebildet ist, wobei die Schwenkbahn des
Magneten über den Hebel annähernd parallel zur Rotationsebene der Wirbelstromscheibe
verläuft.
[0012] Vorteilhaft ist weiterhin, dass der bewegliche Träger als ortsfest gelagerter, schwenkbarer
Hebel ausgebildet ist, wobei die Schwenkbahn des Magneten über den Hebel annähernd
zur außenliegenden Rotationsbahn der Wirbelstromscheibe beabstandet verläuft.
[0013] Um einen unbeabsichtigten Schaltvorgang bei auftretenden Stoßbeanspruchungen auf
dem Bürstvorsatz zu vermeiden, ist von besonderer Bedeutung, dass auf dem schwenkbaren
Hebel als Träger ein schwenkbar angeordneter Arretierungshebel mit einem der Wirbelstromscheibe
berührungsfrei zugeordneten Magneten an einem Teilarm des Arretierungshebels angeordnet
ist, wobei der Arretierungshebel am Schwenkhebel über ein Federelement vorgespannt
und der Teilarm abgespreizt wird, sowie der abgespreizte Teilarm des Arretierungshebels
in der vorgespannten Ausgangsstellung über einen ortsfesten Anschlag als Sperre für
den schwenkbaren Hebel dient und bei Rotation der Wirbelstromscheibe durch ein vom
erzeugten Wirbelstrom gebildetes Magnetfeld der Arretierungshebel über den Magneten
durch Verschwenken die Sperrwirkung freigibt.
[0014] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Bürststaubsauger mit einem Bürstvorsatz und einem aufgesetzten Filtergehäuse,
- Fig. 2
- einen Bürstvorsatz in perspektivischer Darstellung mit einer Einheit zur Drehmomenterfassung
und Schaltelementen,
- Fig. 3
- eine Seitenansicht einer Wirbelstromscheibe mit zugeordnetem Schwenkhebel,
- Fig. 4
- eine Darstellung des Schwenkhebels mit Arretierungshebel und Zuordnung zum Schaltelement
und
- Fig. 5
- eine vergrößerte Darstellung des Schwenkhebels mit zugeordnetem Arretierungshebel
und
- Fig. 6
- eine Schnittdarstellung einer Einheit zur Drehmomenterfassung nach Linie VI-VI der
Fig. 3.
[0015] Bei einem dargestellten Bürststaubsauger ist ein Bürstvorsatz 1 über ein schwenkbares
Verbindungselement 3 als Anschlussstutzen mit einem aufsetzbaren Filtergehäuse 2 verbunden.
Der Bürstvorsatz besitzt einen nicht näher dargestellten elektrischen Antrieb mit
einem Antriebsritzel 4 für eine Bürstwalze 5 über einen Antriebstrang 6, 7 und gleichzeitig
für ein ebenfalls nicht näher dargestelltes Sauggebläse.
[0016] Im Antriebstrang 6, 7 ist ein mitdrehendes Element 8 einer Einheit 9 zur mechanischen
Drehmomenterfassung angeordnet. Hierbei ist bei Überschreiten einer Drehmomentschwelle
durch Überlast ein einschaltbares bzw. ausfahrbares Kupplungselement 10 als Scheibenelement
der Einheit 9 zur Drehmomenterfassung ein zugeordneter Rotationskörper als Wirbelstromscheibe
11 zuschaltbar. Die Wirbelstromscheibe 11 ist über ein Lager 12 konzentrisch auf einer
Welle 20 mit dem Element 8 und dem Kupplungselement 10 der Einheit 9 zur Drehmomenterfassung
über eine Kontaktfläche 24 als schlupfarme Verbindung koppelbar.
[0017] Zur Durchführung eines Schaltvorganges ist ein beweglicher Träger als ortsfest gelagerter
schwenkbarer Hebel 13 parallel der Wirbelstromscheibe 11 zugeordnet, der zur Ausbildung
eines Wirbelstroms einen Magneten 14 im außenliegenden Bereich trägt. Hierbei verläuft
die Rotationsbahn des Hebels 13 sowie die Rotationsebene der Wirbelstromscheibe 11
annähernd parallel.
[0018] Beim Überschreiten der Drehmomentschwelle wird somit die Wirbelstromscheibe 11 über
das Kupplungselement 10 angetrieben. Dabei wird durch vom erzeugten Wirbelstrom gebildeten
Magnetfeld über den am Hebel 13 angeordneten Magneten 14 eine Kraft auf den verschwenkbaren
Hebel 13 ausgeübt, der somit verschwenkt wird und durch einen verbundenen Auslösearm
15 über eine Auslösemechanik 28 einen Schalter 16 zur Abschaltung des Antriebs 4 betätigt.
[0019] In diesem Fall besitzt der schwenkbare Hebel 13 zur Sicherung einer unbeaufsichtigten
Auslösung eines Schaltvorganges einen zusätzlichen Arretierungshebel 17, der über
eine Schwenkachse 27 als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist. Der Arretierungshebel
17 ist mit einem der Wirbelstromscheibe 11 berührungsfrei zugeordneten Magneten 18
am Teilarm 21 versehen, wobei der Arretierungshebel 17 am Schwenkhebel 13 über ein
Federelement 22 vorgespannt sowie mit seinem Teilarm 21 abgespreizt angeordnet ist.
Der Arretierungshebel 17 ist in der vorgespannten Ausgangsstellung über einen ortsfesten
Anschlag 19 als Sperre gehalten und blockiert den schwenkbaren Hebel 13. Bei Rotation
der Wirbelstromscheibe 11 erfolgt durch das vom erzeugten Wirbelstrom gebildete Magnetfeld
über den Magneten 18 des Arretierungshebels 17 eine Verstellung und eine Freigabe
vom Anschlag 19, so dass die Sperre aufgehoben wird. Hierdurch wird der schwenkbare
Hebel 13 freigegeben und ist somit ebenfalls verschwenkbar.
[0020] In dieser Ausführung wird die in dem Antriebstrang 6, 7 eingeschaltete Einheit 9
zur Drehmomenterfassung mit einem Untersetzungsgetriebe kombiniert. Die Welle 20 besitzt
einen Abtrieb 23 zur Bürstwalze 5. Hierbei ist das Element 8 in diesem Fall als Antriebsscheibe
drehbar und unverschiebbar über ein Lager auf der Welle 20 angeordnet sowie mit dem
Kupplungselement als Kupplungsscheibe 10 zur Bildung einer Drehmomenterfassung über
eine Feder 25 gekoppelt. Dabei ist die Kupplungsscheibe 10 mit der Welle 20 über Mitnehmer
gekoppelt und axial gegen die Kraft einer Feder 26 verschiebbar. Die Verbindung zum
Antrieb 4 zwischen dem Element als Antriebsscheibe 8 und dem Kupplungselement 10 erfolgt
im Normalbetrieb über die Feder 25, wobei Rippen 27 in Form einer Rampenausbildung
oberhalb einer Drehmomentschwelle das Kupplungselement 10 durch Verdrehung gegenüber
dem Element 8 nach außen zur Kopplung und zum Antrieb der Wirbelstromscheibe 11 einstellen.
[0021] Offenbart ist Bodenpflegegerät als Bürststaubsauger, mit einem dem Boden zugewandten
Bürstvorsatz zur Aufnahme einer angetriebenen Bürstwalze mit einer Überlastsicherung,
wobei der Bürstvorsatz mindestens einen elektrischen Motor für ein Sauggebläse sowie
zum Antrieb der Bürstwalze aufweist, der eine Einheit zur Drehmomenterfassung zugeordnet
ist, und eine Sicherheitsabschaltung über eine Schaltanordnung oberhalb einer Drehmomentschwelle
durch
[0022] Überlast erfolgt, wobei im Antriebsstrang ein angetriebenes Element der Einheit zur
Drehmomenterfassung angeordnet ist, das oberhalb der Drehmomentschwelle über ein einschaltbares
Kupplungselement mit einem zugeordneten Rotationskörper als Wirbelstromscheibe aus
elektrisch leitfähigem Material koppelbar ist, wobei der Wirbelstromscheibe mindestens
ein Magnet zugeordnet ist, der auf einem ortsfest gelagerten beweglichen Träger schwenkbar
positioniert ist, und eine Verstellung des Trägers durch ein vom erzeugten Wirbelstrom
gebildetes Magnetfeld der gekoppelten Wirbelstromscheibe erfolgt, wobei der Träger
eine korrespondierende Schaltungsanordnung, wie ein Schaltelement, als Sicherheitsabschaltung
steuert.
1. Bodenpflegegerät als Bürststaubsauger, mit einem dem Boden zugewandten Bürstvorsatz
(1) zur Aufnahme einer angetriebenen Bürstwalze (5) mit einer Überlastsicherung, wobei
der Bürstvorsatz (1) über ein verschwenkbares Verbindungselement (3) als Anschlussstutzen
für ein aufsetzbares Filtergehäuse (2) mit einer Handhabe als Handgriff über korrespondierende
Anschlüsse verbindbar ist, und wobei der Bürstvorsatz mindestens einen elektrischen
Motor für ein Sauggebläse sowie zum Antrieb der Bürstwalze (5) aufweist, wobei der
Bürstwalze (5) eine Einheit (9) zur Drehmomenterfassung zugeordnet ist und eine Sicherheitsabschaltung
über eine Schaltanordnung oberhalb einer Drehmomentschwelle durch Überlast erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, dass im Antriebsstrang (6, 7) ein angetriebenes Element (8) der Einheit (9) zur Drehmomenterfassung
angeordnet ist, das oberhalb der Drehmomentschwelle über ein einschaltbares Kupplungselement
(10) mit einem zugeordneten Rotationskörper als Wirbelstromscheibe (11) aus elektrisch
leitfähigem Material koppelbar ist, wobei der Wirbelstromscheibe (11) mindestens ein
Magnet (14) zugeordnet ist, der auf einem ortsfest gelagerten beweglichen Träger (13)
schwenkbar positioniert ist, wobei eine Verstellung des Trägers (13) durch ein vom
erzeugten Wirbelstrom gebildetes Magnetfeld der gekoppelten Wirbelstromscheibe (11)
erfolgt und der Träger (13) eine korrespondierende Schaltungsanordnung, wie ein Schaltelement
(15), als Sicherheitsabschaltung steuert.
2. Bodenpflegegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (15) als elektrischer Schalter, Reed-Kontakt, Lichtschranke
oder mechanischer federgespannter Schalter ausgebildet ist.
3. Bodenpflegegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das angetriebene Element (8) der Einheit (9) zur Drehmomenterfassung das verbindbare
Kupplungselement (10) der Wirbelstromscheibe (11) über eine Kontaktfläche als schlupfarme
Verbindung zuordnet.
4. Bodenpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (14) am beweglichen Träger (13) beabstandet zur Wirbelstromschreibe (11)
angeordnet ist und die magnetischen Feldlinien im Wesentlichen senkrecht die Seitenflächen
der Wirbelstromscheibe (11) durchdringen.
5. Bodenpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (14) berührungsfrei als Joch die Wirbelstromscheibe (11) umfasst.
6. Bodenpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelstromscheibe (11) über ein zentrales Lager zur Rotation und axialer Festsetzung
konzentrisch auf einer Welle (20) mit dem angetriebenen Element (8) und dem Kupplungselement
(10) angeordnet ist.
7. Bodenpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Träger (13) als ortsfest gelagerter schwenkbarer Hebel ausgebildet
ist, wobei die Schwenkbahn des Magneten (14) über den Hebel (13) annähernd parallel
zur Rotationsebene der Wirbelstromscheibe (11) verläuft.
8. Bodenpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Träger (13) als ortsfestgelagerter, schwenkbarer Hebel ausgebildet
ist, wobei die Schwenkbahn des Magneten (14) über den Hebel (13) annähernd zur außenliegenden
Rotationsbahn der Wirbelstromscheibe (11) beabstandet verläuft.
9. Bodenpflegegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem schwenkbaren Hebel (13) als Träger ein schwenkbar angeordneter Arretierungshebel
(17) mit einem der Wirbelstromscheibe (11) berührungsfrei zugeordneten Magneten (18)
an einem Teilarm (21) des Arretierungshebels (17) angeordnet ist, wobei der Arretierungshebel
(17) am Schwenkhebel (13) über ein Federelement (22) vorgespannt und der Teilarm (21)
abgespreizt wird, sowie der abgespreizte Teilarm (21) des Arretierungshebels (17)
in der vorgespannten Ausgangsstellung über einen ortsfesten Anschlag (19) als Sperre
für den schwenkbaren Hebel (13) dient und bei Rotation der Wirbelstromscheibe (11)
durch ein vom erzeugten Wirbelstrom gebildetes Magnetfeld der Arretierungshebel (17)
über den Magneten (18) durch Verschwenken die Sperrwirkung freigibt.