EP0285801A1 - Einrichtung zur Fernsteuerung des Gebläsemotors eines Staubsaugers vom Handgriff des Saugschlauches aus - Google Patents

Einrichtung zur Fernsteuerung des Gebläsemotors eines Staubsaugers vom Handgriff des Saugschlauches aus Download PDF

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EP0285801A1
EP0285801A1 EP88103022A EP88103022A EP0285801A1 EP 0285801 A1 EP0285801 A1 EP 0285801A1 EP 88103022 A EP88103022 A EP 88103022A EP 88103022 A EP88103022 A EP 88103022A EP 0285801 A1 EP0285801 A1 EP 0285801A1
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EP
European Patent Office
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control
input
rectifier
voltage
comparator
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EP88103022A
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Ehrenhardt Dipl.-Ing. Kaupa (Fh)
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Siemens Corp
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Siemens AG
Siemens Corp
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    • A47L9/2857—User input or output elements for control, e.g. buttons, switches or displays

Definitions

  • the invention relates to a device for remote control of the blower motor of a vacuum cleaner from the handle of the suction hose according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is known from DE-OS 32 22 458.
  • this known remote control device only the power of the blower motor can be controlled via the adjustable resistor arranged on the handle and connected to the speed control circuit of the blower motor via a two-wire line.
  • the invention has for its object to provide a display for a necessary filter change in addition to the power control of the blower motor while maintaining the two-wire control line.
  • a periodic control of the semiconductor switches is achieved in that they are connected together to the control output of an operational amplifier, one control input of which is connected directly to one pole of the control rectifier designed as a single-phase bridge rectifier and the other control input of which is connected to a via a voltage divider via a decoupling diode from the Control rectifier fed, connected with smoothing DC voltage circuit.
  • a pulsating DC voltage is thus present at one control input of the operational amplifier and a continuous DC voltage is present at the other control input.
  • a blocking signal for the semiconductor switch is present at the control output of the operational amplifier.
  • This periodic control signal can also be used for the speed control of the blower motor, in that the input of the other comparator is connected to the output of the operational amplifier and to this input of the comparator a zener diode, an ohmic resistor and a capacitor are connected in parallel, the resistor and the capacitor connected to the input of the comparator and are decoupled from the Zener diode by a diode.
  • the capacitor is charged by the control signal of the operational amplifier, charging by the zener diode being always predetermined to the same voltage level.
  • the capacitor and the resistor are decoupled from the rest of the circuit by the diode, so that the capacitor can only discharge through the resistor. This creates a ramp-like voltage.
  • the comparator sends a control signal to the speed control device. Because the control pulses emitted by the operational amplifier are obtained from the course of the rectified mains voltage, the control signal supplied by the comparator is synchronized with the mains voltage when the comparator is controlled by these control pulses.
  • suction hose 2 with a handle connected to a suction hose 2 is designated.
  • the suction hose 2 is connected to the suction nozzle of a vacuum cleaner housing 3, which contains a blower 4 with a blower motor 5.
  • a vacuum cleaner housing 3 which contains a blower 4 with a blower motor 5.
  • a two-wire control line 7 embedded in the suction hose leads from the board 6 to the handle 1.
  • On this handle 1 there is a controllable resistance element 8 and a light-emitting diode 9 as a display element arranged and connected in series to the two-wire control line 7.
  • the remote control device is supplied with voltage via a transformer 10 fed by the mains voltage U.
  • the secondary winding of this transformer 10 feeds a single-phase bridge rectifier 11 serving as a control rectifier, to the positive pole of which a decoupling diode 12 is connected with its anode.
  • a smoothing capacitor 13 and a Zener diode 14 connected in parallel with it are connected to the cathode side of the decoupling diode 12.
  • a constant current source 15 is also connected with its input to the cathode side of the decoupling diode 12, that is to say to the smoothed DC voltage circuit.
  • One wire of the constant current source 15 is connected and the other wire of the control line 7 is connected to the negative pole of the bridge rectifier 11.
  • a peak value rectifier 17 with its input 18 is also connected to the output of the constant current source 15 via an input resistor 16.
  • a first semiconductor switch 19 with its load path is connected between the input 18 of the peak value rectifier 17 and the negative pole of the bridge rectifier 11. With its control input, this first semiconductor switch 19 is connected via a control resistor 20 to the output of an operational amplifier 21.
  • the operational amplifier 21 controls the first semiconductor switch 19 periodically on and off. In order to be able to generate periodic control pulses, the operational amplifier 21 is connected with its one control input to the positive pole of the bridge rectifier 11, this connection possibly also being able to take place via a voltage divider.
  • the other control input of the operational amplifier 21 is connected to the smoothed direct voltage circuit (cathode side of the decoupling diode 12) via a voltage divider 22.
  • the output of the operational amplifier 21 is also also led to the one input of a comparator 23.
  • a zener diode 24, an ohmic resistor 25 and a capacitor 26 are connected in parallel between this input and the negative pole of the bridge rectifier 11, the resistor 25 and the capacitor 26 being decoupled from the zener diode 24 by a diode 27.
  • the other input of the comparator 23 is connected to the output of the peak value rectifier 17.
  • the output of the comparator 23 is connected to the base of a control transistor 29 arranged in the circuit of an optocoupler 28.
  • a power stage 30, which is connected in series with the blower motor 5, is controlled by the optocoupler 28, which is used for electrical isolation between the mains voltage and the voltage circuit of the circuit board 6.
  • the visual display of a necessary filter change can be controlled in two ways, depending on whether a pressure switch with an opener or a closer is provided. If a pressure switch with a break contact 31 is used, the switching path of this break contact 31 becomes the input resistor 16 of the peak value rectifier 17 connected in parallel. If, on the other hand, a pressure switch with a make contact 32 is available, then, as indicated by the broken line in FIG.
  • the light-emitting diode 9 is connected to the direct voltage diagonal of a full-wave rectifier 34.
  • the remote control device works as follows: By adjusting the resistance element 8 arranged on the handle 1, the level of the voltage drop across the series connection of this resistance element 8 and the light-emitting diode 9 is changed. Via the input resistor 16, this voltage is present at the input 18 of the peak value rectifier 17 when the first semiconductor switch 19 is blocked. As already mentioned, the first semiconductor switch 19 is periodically opened and closed by the operational amplifier 21.
  • the periodic sequence of the control pulses of the operational amplifier 21 arises from the fact that the DC voltage of the bridge rectifier 11 pulsating in the form of sine half-waves is applied to one input of the operational amplifier 21 and the continuous DC voltage prevailing on the cathode side of the decoupling diode 12 is applied to the other input of the operational amplifier 21 .
  • a corresponding response value for the operational amplifier 21 can be predetermined by the voltage divider 22.
  • At the output of the operational amplifier 21 there is a blocking signal for the first semiconductor switch 19 when the one control input sinusoidal voltage is lower than the continuous DC voltage applied to the other control input. If the sinusoidal voltage rises above the value of the continuous DC voltage present at the other input, then a control signal for the first semiconductor switch 19 appears at the output of the operational amplifier 21.
  • the semiconductor switch 19 is thus turned on and off in synchronism with the mains voltage U.
  • the voltage pulse present at the input 18 of the peak value rectifier 17 during the blocking of the first semiconductor switch 19 causes a continuous DC voltage at the output of the peak value rectifier 17, the level of which depends on the level of the voltage pulse.
  • the DC voltage appearing at the output of the peak value rectifier 17 is thus proportional to the voltage drop set by the resistance element 8.
  • first semiconductor switch 19 Since the sinusoidal voltage present at one input of operational amplifier 21 is only smaller than the continuous DC voltage present at the other input of operational amplifier 21 for a short period of time, first semiconductor switch 19 is only blocked for a correspondingly short time. During the rest of the sine half-wave, the first semiconductor switch 19 is turned on and thus short-circuits the series connection of the resistance element 8 and the light-emitting diode 9 via the break contact 31 of the pressure switch. The light-emitting diode thus remains dark, since the short voltage pulse during the blocking time of the first semiconductor switch 19 is not sufficient to make the light-emitting diode 9 perceptibly light up.
  • the pressure switch responds at a certain filling level of the filter bag, then the short-circuit circuit for the series connection of the resistance element 8 is opened by the opener 31 and the LED 9 interrupted.
  • the light-emitting diode 9 now receives a current sufficient to light up and thereby signals a necessary filter change.
  • the power control of the blower motor is possible.
  • the voltage pulses generated by the opening and closing of the first semiconductor switch 19 at the input 18 of the peak value rectifier 17 are converted into a continuous DC voltage with a proportional amplitude.
  • This DC voltage which is proportional to the voltage drop set by the resistance element 8, is fed to one input of the comparator 23.
  • this comparator 23 there is a comparison of the continuous DC voltage, the level of which can be changed by resetting the resistance element 8, with the ramp-shaped voltage present at the other input.
  • This ramp-shaped voltage arises from the fact that the capacitor 26 is charged by a positive control pulse from the operational amplifier 21.
  • the upstream diode 24 limits the charging of the capacitor 26 to a constant voltage level.
  • the capacitor 26 begins to discharge via the ohmic resistor 25, the discharge circuit being decoupled from the rest of the circuit by the diode 27. Due to the discharge of the capacitor 26, the voltage present at the relevant control input of the comparator 23 drops. As soon as this voltage drops below the level of the voltage present at the other control input, the comparator 23 emits a control signal by which the control transistor 29 is turned on and thereby activates the optocoupler 28, which in turn controls the power stage 30 of the blower motor 5 accordingly.
  • a pressure switch with a closer 32 is used instead of a pressure switch with an opener 31, then a modification of the circuit is necessary.
  • a second semiconductor switch 33 is provided in this case, which is connected in parallel with the series circuit with its load path (collector-emitter path).
  • the control path (base-emitter path) of the second semiconductor switching element 33 is short-circuited by the make contact 32 of the pressure switch, and the second semiconductor switch 33 is thereby permanently blocked.
  • the light-emitting diode 9 thus has a current duration sufficient for it to light up.
  • the second semiconductor switch 33 is periodically opened and closed by the operational amplifier 21 via the base resistor 35 connected upstream of its base.
  • the correspondingly short blocking phase of the second semiconductor switch 33 is not sufficient to cause the light emitting diode 9 to light up.
  • the first semiconductor switch 19 is driven in parallel with the second semiconductor switch 33 by the operational amplifier 21, and the voltage pulses necessary for the peak value rectifier 17 are thus generated. Even after the pressure switch has responded and as a result caused blocking of the second semiconductor switch 33, the periodic control of the first semiconductor switch 19 is maintained, so that the performance of the blower motor 5 can still be controlled by adjusting the resistance element 8.
  • the remote control device described thus comes from the handle 1 for the power control of the blower motor 5 and the simultaneous display of a necessary filter change on the handle 1 with a two-wire control line 7.

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Abstract

Bei derartigen bekannten Einrichtungen ist lediglich eine Leistungssteuerung des Gebläsemotors möglich. Die neue Anordnung soll unter Beibehaltung einer zweiadrigen, im Saugschlauch eingebetteten Steuerleitung auch eine Anzeige für einen notwendigen Filterwechsel ermöglichen. Hierzu ist am Handgriff (1) des Saugschlauches (2) ein verstellbares Widerstandselement (8) mit einer Leuchtdiode (9) in Reihe geschaltet. Durch periodisches Kurzschließen dieser Reihenschaltung werden Spannungsimpulse erzeugt, die mittels eines Spitzenwertgleichrichters (17) in eine kontinuierliche Gleichspannung umgewandelt werden, durch die die Impulslänge der von einem Komparator (23) abgegebenen Steuerimpulse bestimmt wird. Durch die Steuerimpulse des Komparators (23) wird die Leistungsstufe des Gebläsemotors (5) gesteuert. Mittels eines bei einem bestimmten Füllungsgrad des Filterbeutels ansprechenden Druckschalters wird das periodische Kurzschließen der Reihenschaltung des Widerstandselementes (8) und der Leuchtdiode (9) unterbrochen. Durch die nunmehr kontinuierlich anliegende Spannung wird ein Aufleuchten der Leuchtdiode (9) bewirkt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Fernsteuerung des Gebläsemotors eines Staubsaugers vom Handgriff des Saugschlauches aus gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Eine solche Einrichtung ist durch die DE-OS 32 22 458 bekannt. Bei dieser bekannten Fernsteuereinrichtung kann über den am Handgriff angeordneten und über eine zweiadrige Leitung mit dem Drehzahlsteuerkreis des Gebläsemotors verbundenen, einstellbaren Widerstand lediglich die Leistung des Gebläsemotors gesteuert werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der zweiadrigen Steuerleitung zusätzlich zu der Leistungssteue­rung des Gebläsemotors noch eine Anzeige für einen notwendigen Filterwechsel zu ermöglichen.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die im Kenn­zeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale. Durch das periodische Auf- und Zusteuern des elektronischen Schaltkreises treten an der Reihenschaltung des Widerstands- und Anzeige­elementes sowie an dem Spitzenwertgleichrichter kurze Spannungs­impulse auf, deren Höhe von dem am Widerstandselement einge­stellten Widerstandswert abhängt. Durch den Spitzenwertgleich­richter werden diese Spannungsimpulse in eine kontinuierliche Gleichspannung umgewandelt, deren Höhe der Höhe der Spannungs­impulse proportional ist. Durch diese Gleichspannung werden die von dem Komparator an die Drehzahlsteuereinrichtung abgegebenen Impulse und somit die Drehzahl und Leistung des Gebläsemotors beeinflußt. Die kurzen Spannungsimpulse reichen nicht aus, um an dem Anzeigeelement eine Anzeige hervorzurufen. Erst wenn durch den Druckschalter der Kurzschlußkreis für die Reihen­schaltung des Widerstands- und Anzeigeelementes unterbrochen ist und dadurch die Gleichspannung kontinuierlich an dem An­zeigeelement anliegt, erfolgt eine Anzeige.
  • Störeinflüsse auf die Steuereinrichtung infolge von Spannungs­schwankungen im Gleichspannungskreis lassen sich dadurch weit­gehend vermeiden, daß die Reihenschaltung des Widerstands- und Anzeigeelementes sowie der Spitzenwertgleichrichter über eine Konstantstromquelle mit dem Steuergleichrichter verbunden sind.
  • Eine periodische Ansteuerung der Halbleiterschalter wird dadurch erreicht, daß diese gemeinsam an den Steuerausgang eines Ope­rationsverstärkers angeschlossen sind, dessen einer Steuerein­gang direkt an den einen Pol des als einphasiger Brückengleich­richter ausgebildeten Steuergleichrichters angeschlossen ist und dessen anderer Steuereingang über einen Spannungsteiler an einem über eine Entkoppelungsdiode von dem Steuergleichrichter gespeisten, mit Glättungsmitteln beschalteten Gleichspannungs­kreis liegt. An dem einen Steuereingang des Operationsver­stärkers liegt somit eine pulsierende und an dem anderen Steuer­eingang eine kontinuierlich verlaufende Gleichspannung an. So­lange die Spannung an dem einen Steuereingang niedriger ist als an dem anderen Steuereingang, steht an dem Steuerausgang des Operationsverstärkers ein Sperrsignal für den Halbleiterschalter an. Steigt der Wert der pulsierenden Gleichspannung über den durch den Spannungsteiler vorgegebenen Spannungswert am anderen Steuereingang des Operationsverstärkers an, erscheint am Ausgang des Operationsverstärkers ein Durchsteuersignal für den Halb­leiterschalter. Dadurch wird auf einfache Weise das für die periodische Ansteuerung der Halbleiterschalter notwendige Steuersignal erzeugt.
  • Dieses periodische Steuersignal kann auch für die Drehzahl­steuerung des Gebläsemotors herangezogen werden, indem der Eingang des anderen Komparators mit dem Ausgang des Operations­verstärkers verbunden ist und zu diesem Eingang des Komparators eine Zenerdiode, ein ohmscher Widerstand und ein Kondensator parallelgeschaltet sind, wobei der Widerstand und der Konden­sator dem Eingang des Komparators benachbart geschaltet und durch eine Diode von der Zenerdiode entkoppelt sind. Durch das Steuersignal des Operationsverstärkers wird der Kondensator auf­geladen, wobei durch die Zenerdiode eine Aufladung auf stets gleiche Spannungshöhe vorgegeben ist. Durch die Diode sind der Kondensator und der Widerstand von dem übrigen Kreis entkoppelt, so daß sich der Kondensator nur über den Widerstand entladen kann. Hierdurch wird eine rampenartig verlaufende Spannung er­zeugt. Sobald der Wert dieser Spannung unter den Wert der am anderen Eingang des Komparators anliegenden Spannung sinkt, gibt der Komparator ein Steuersignal an die Drehzahlsteuerein­richtung. Dadurch, daß die vom Operationsverstärker abgegebenen Steuerimpulse aus dem Verlauf der gleichgerichteten Netzspannung gewonnen werden, ist bei Steuerung des Komparators durch diese Steuerimpulse die Synchronität des vom Komparator gelieferten Steuersignals zur Netzspannung gegeben.
  • Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:
    • FIG 1 einen Staubsauger mit einer vom Handgriff des Saugschlauches aus betätigbaren Fernsteuereinrichtung,
    • FIG 2 ein Schaltbild einer Fernsteuereinrichtung.
  • Mit 1 ist ein mit einem Saugschlauch 2 verbundener Handgriff bezeichnet. Der Saugschlauch 2 ist an dem Saugstutzen eines Staubsaugergehäuses 3 angeschlossen, das ein Gebläse 4 mit einem Gebläsemotor 5 enthält. Im Staubsaugergehäuse 3 befindet sich ferner eine die Bauteile für die Fernsteuereinrichtung enthal­tende Platine 6. Eine zweiadrige, im Saugschlauch eingebettete Steuerleitung 7, führt von der Platine 6 zu dem Handgriff 1. An diesem Handgriff 1 sind ein steuerbares Widerstandselement 8 und eine Leuchtdiode 9 als Anzeigeelement angeordnet und in Reihenschaltung an die zweiadrige Steuerleitung 7 angeschlossen.
  • Die Spannungsversorgung der Fernsteuereinrichtung erfolgt über einen von der Netzspannung U gespeisten Transformator 10. Die Sekundärwicklung dieses Transformators 10 speist einen als Steuergleichrichter dienenden einphasigen Brückengleichrichter 11, an dessen Pluspol eine Entkoppelungsdiode 12 mit ihrer Anode angeschlossen ist. Mit der Kathodenseite der Entkoppelungs­diode 12 sind ein Glättungskondensator 13 und eine zu diesem parallelgeschaltete Zenerdiode 14 verbunden. Somit steht auf der Kathodenseite der Entkoppelungsdiode 12 eine kontinuierlich auf konstanter Höhe verlaufende Gleichspannung an, wohingegen der Verlauf der auf der Anodenseite der Entkoppelungsdiode 12 anstehenden Gleichspannung Sinushalbwellen entspricht.
  • Eine Konstantstromquelle 15 ist mit ihrem Eingang ebenfalls an die Kathodenseite der Entkoppelungsdiode 12, d.h. an den ge­glätteten Gleichspannungskreis angeschlossen. Mit dem Ausgang der Konstantstromquelle 15 ist die eine Ader und mit dem Minus­pol des Brückengleichrichters 11 die andere Ader der Steuer­leitung 7 verbunden. An den Ausgang der Konstantstromquelle 15 ist ferner über einen Eingangswiderstand 16 ein Spitzenwert­gleichrichter 17 mit seinem Eingang 18 angeschlossen.
  • Zwischen dem Eingang 18 des Spitzenwertgleichrichters 17 und dem Minuspol des Brückengleichrichters 11 ist ein erster Halb­leiterschalter 19 mit seiner Laststrecke geschaltet. Mit seinem Steuereingang liegt dieser erste Halbleiterschalter 19 über einen Steuerwiderstand 20 am Ausgang eines Operationsverstärkers 21. Der Operationsverstärker 21 steuert den ersten Halbleiter­schalter 19 periodisch auf und zu. Um periodische Steuerimpulse erzeugen zu können, ist der Operationsverstärker 21 mit seinem einen Steuereingang mit dem Pluspol des Brückengleichrichters 11 verbunden, wobei gegebenenfalls diese Verbindung auch über einen Spannungsteiler erfolgen kann. Der andere Steuereingang des Operationsverstärkers 21 liegt über einen Spannungsteiler 22 an dem geglätteten Gleichspannungskreis (Kathodenseite der Ent­koppelungsdiode 12).
  • Der Ausgang des Operationsverstärkers 21 ist ferner auch noch an den einen Eingang eines Komparators 23 geführt. Zwischen diesem Eingang und dem Minuspol des Brückengleichrichters 11 sind eine Zenerdiode 24, ein ohmscher Widerstand 25 und ein Kondensator 26 parallel angeschlossen, wobei der Widerstand 25 und der Kondensator 26 durch eine Diode 27 von der Zenerdiode 24 entkoppelt sind. Der andere Eingang des Komparators 23 ist an den Ausgang des Spitzenwertgleichrichters 17 angeschlossen. Der Ausgang des Komparators 23 ist mit der Basis eines im Strom­kreis eines Optokopplers 28 angeordnete Steuertransistors 29 verbunden. Durch den Optokoppler 28, der zur Potentialtrennung zwischen der Netzspannung und dem Spannungskreis der Platine 6 dient, wird eine mit dem Gebläsemotor 5 in Reihe liegende Leistungsstufe 30 gesteuert.
  • Die optische Anzeige eines notwendigen Filterwechsels kann auf zweierlei Art gesteuert werden, je nach dem, ob ein Druckschal­ter mit einem Öffner oder einem Schließer vorgesehen ist. Wird ein Druckschalter mit einem Öffner 31 verwendet, dann wird die Schaltstrecke dieses Öffners 31 zu dem Eingangswiderstand 16 des Spitzenwertgleichrichters 17 parallelgeschaltet. Steht da­gegen ein Druckschalter mit einem Schließer 32 zur Verfügung, dann wird, wie in FIG 2 gestrichelt angedeutet, durch diesen Schließer 32 die Steuerstrecke eines zweiten, mit seiner Last­strecke zu der Reihenschaltung des Widerstands- und Anzeige­elementes 8 und 9 parallelgeschalteten Halbleiterschalters 33 kurzgeschlossen.
  • Damit ein polaritätsunabhängiger Anschluß der am Handgriff 1 angeordneten Elemente 8 und 9 möglich ist, ist die Leuchtdiode 9 in die Gleichspannungsdiagonale eines Doppelweggleichrichters 34 geschaltet.
  • Die Fernsteuereinrichtung arbeitet wie folgt:
    Durch Verstellen des am Handgriff 1 angeordneten Widerstands­elementes 8 wird die Höhe der an der Reihenschaltung dieses Widerstandselementes 8 und der Leuchtdiode 9 abfallenden Span­nung verändert. Über den Eingangswiderstand 16 liegt diese Spannung jeweils dann am Eingang 18 des Spitzenwertgleich­richters 17 an, wenn der erste Halbleiterschalter 19 gesperrt ist. Wie bereits erwähnt, wird der erste Halbleiterschalter 19 durch den Operationsverstärker 21 periodisch auf- und zuge­steuert.
  • Die periodische Folge der Steuerimpulse des Operationsver­stärkers 21 kommt dadurch zustande, daß an dem einen Eingang des Operationsverstärkers 21 die in Form von Sinushalbwellen pulsierende Gleichspannung des Brückengleichrichters 11 und an dem anderen Eingang des Operationsverstärkers 21 die auf der Kathodenseite der Entkoppelungsdiode 12 herrschende kon­tinuierliche Gleichspannung angelegt ist. Durch den Spannungs­teiler 22 kann ein entsprechender Ansprechwert für den Opera­tionsverstärker 21 vorgegeben werden. Am Ausgang des Operations­verstärkers 21 steht jeweils dann ein Sperrsignal für den ersten Halbleiterschalter 19 an, wenn die an dem einen Steuer­ eingang liegende sinusförmig verlaufende Spannung niedriger ist als die an dem anderen Steuereingang anliegende kontinuierliche Gleichspannung. Steigt die sinusförmig verlaufende Spannung über den Wert der am anderen Eingang anliegenden kontinuierlichen Gleichspannung an, dann erscheint am Ausgang des Operations­verstärkers 21 ein Durchsteuersignal für den ersten Halbleiter­schalter 19. Der Halbleiterschalter 19 wird somit synchron zur Netzspannung U auf- und zugesteuert.
  • Der während der Sperrung des ersten Halbleiterschalters 19 am Eingang 18 des Spitzenwertgleichrichters 17 anstehende Spannungs­impuls ruft am Ausgang des Spitzenwertgleichrichters 17 eine kontinuierliche Gleichspannung hervor, deren Höhe von der Höhe des Spannungsimpulses abhängt. Damit ist die am Ausgang des Spitzenwertgleichrichters 17 erscheinende Gleichspannung dem durch das Widerstandselement 8 eingestellten Spannungsabfall proportional.
  • Da die an dem einen Eingang des Operationsverstärkers 21 an­liegende sinusförmig verlaufende Spannung nur während einer kurzen Zeitspanne kleiner als die am anderen Eingang des Ope­rationsverstärkes 21 anliegende kontinuierliche Gleichspannung ist, wird der erste Halbleiterschalter 19 nur für eine ent­sprechend kurze Zeit gesperrt. Während der übrigen Zeit der Sinushalbwelle ist der erste Halbleiterschalter 19 durchgesteu­ert und schließt somit über den Öffner 31 des Druckschalters die Reihenschaltung des Widerstandselementes 8 und der Leucht­diode 9 kurz. Die Leuchtdiode bleibt damit dunkel, da der kurze Spannungsimpuls während der Sperrzeit des ersten Halbleiter­schalters 19 nicht ausreicht, um die Leuchtdiode 9 zu einem wahrnehmbaren Aufleuchten zu bringen.
  • Spricht der Druckschalter bei einem bestimmten Füllungsgrad des Filterbeutels an, dann wird durch den Öffner 31 der Kurz­schlußkreis für die Reihenschaltung des Widerstandselementes 8 und der Leuchtdiode 9 unterbrochen. Die Leuchtdiode 9 erhält nunmehr eine zum Aufleuchten ausreichenden Strom und signali­siert dadurch einen notwendigen Filterwechsel.
  • Unabhängig von der Anzeige oder Nichtanzeige der Leuchtdiode 9 ist die Leistungsregelung des Gebläsemotors möglich. Wie oben erwähnt, werden die durch das Auf- und Zusteuern des ersten Halbleiterschalters 19 am Eingang 18 des Spitzenwertgleich­richters 17 erzeugten Spannungsimpulse in eine kontinuierliche Gleichspannung mit proportionaler Amplitude umgewandelt. Diese dem durch das Widerstandselement 8 eingestellten Spannungsab­fall proportinale Gleichspannung wird dem einen Eingang des Komparators 23 zugeführt. In diesem Komparator 23 erfolgt ein Vergleich der kontinuierlichen, in ihrer Höhe durch Vestellen des Widerstandselementes 8 veränderbaren Gleichspannung mit der am anderen Eingang anliegenden rampenförmig verlaufenden Spannung.
  • Diese rampenförmige Spannung entsteht dadurch, daß der Konden­sator 26 durch einen positiven Steuerimpuls des Operationsver­stärkers 21 aufgeladen wird. Durch die vorgeschaltete Zehner­diode 24 wird die Aufladung des Kondensators 26 auf eine kon­stante Spannungshöhe begrenzt. Nach Verschwinden des positiven Steuerimpulses beginnt sich der Kondensator 26 über den Ohm'schen Widerstand 25 zu entladen, wobei der Entladekreis durch die Diode 27 von dem übrigen Kreis entkoppelt ist. Durch die Ent­ladung des Kondensators 26 sinkt die an dem betreffenden Steuer­eingang des Komparators 23 anliegende Spannung ab. Sobald diese Spannung die Höhe der am anderen Steuereingang anliegenden Spannung unterschreitet, gibt der Komparator 23 ein Steuersignal ab, durch das der Steuertransistor 29 durchgesteuert und dadurch der Optokoppler 28 aktiviert wird, der seinerseits die Leistungs­stufe 30 des Gebläsemotors 5 entsprechend steuert.
  • Da die durch die Entladung des Kondensators 26 gelieferte rampenförmig verlaufende Spannung in ihrer Größe konstant ist, wird durch ein Verändern der am anderen Steuereingang des Komparators anliegenden kontinuierlichen Gleichspannung die Phasenlage des von dem Komparators 23 abgegebenen Steuersignals und damit entsprechend die Leistungssteuerung des Gebläse­motors 5 verändert.
  • Wird anstelle eines Druckschalters mit einem Öffner 31 ein Druckschalter mit einem Schließer 32 verwendet, so ist eine Abwandlung der Schaltung notwendig. Zum Kurzschließen der von dem Widerstandselement 8 und der Leuchtdiode 9 gebildeten Reihenschaltung ist in diesem Falle ein zweiter Halbleiter­schalter 33 vorgesehen, der mit seiner Laststrecke (Kollektor-­Emitter-Strecke) zu der Reihenschaltung parallelgeschaltet ist. Durch den Schließer 32 des Druckschalters wird die Steuer­strecke (Basis-Emitter-Strecke) des zweiten Halbleiterschalt­elementes 33 kurzgeschlossen und dadurch der zweite Halbleiter­schalter 33 dauernd gesperrt. Damit erhält die Leuchtdiode 9 eine zum Aufleuchten ausreichende Stromdauer.
  • Solange der Druckschalter noch nicht angesprochen hat, der Schließer 32 also geöffnet ist, wird der zweite Halbleiter­schalter 33 über den seiner Basis vorgeschalteten Basiswider­stand 35 durch den Operationsverstärker 21 periodisch auf- und zugesteuert. Hierbei reicht die entsprechend kurz bemessene Sperrphase des zweiten Halbleiterschalters 33 nicht aus, um ein Aufleuchten der Leuchtdiode 9 zu bewirken. Der erste Halb­leiterschalter 19 wird bei dieser Ausführungsvariante parallel zu dem zweiten Halbleiterschalter 33 von dem Operationsver­stärker 21 angesteuert und es werden somit die für den Spitzen­wertgleichrichter 17 notwendigen Spannungsimpulse erzeugt. Auch nach dem Ansprechen des Druckschalters und dem dadurch bewirkten Sperren des zweiten Halbleiterschalters 33 bleibt die periodische Steuerung des ersten Halbleiterschalters 19 erhalten, so daß weiterhin die Leistung des Gebläsemotors 5 durch Verstellen des Widerstandselementes 8 gesteuert werden kann.
  • Die beschriebene Fernsteuereinrichtung kommt somit für die Leistungssteuerung des Gebläsemotors 5 vom Handgriff 1 aus und die gleichzeitige Anzeige eines notwendigen Filterwechsels am Handgriff 1 mit einer zweiadrigen Steuerleitung 7 aus.

Claims (6)

1) Einrichtung zur Fernsteuerung des Gebläsemotors eines Staubsaugers vom Handgriff des Saugschlauches aus, bei der am Handgriff (1) ein verstellbares Widerstandselement (8) angeordnet ist und über eine sich entlang dem Saugschlauch (2) erstreckende, zweiadrige Steuerleitung (7) in Wirkverbin­dung mit der Drehzahlsteuereinrichtung des Gebläsemotors (5) steht,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) mit dem Widerstandselement (8) ist ein ebenfalls am Hand­griff (1) angeordnetes, elektrisches Anzeigeelement (9) in Reihe geschaltet und diese Reihenschaltung ist über die Steuerleitung (7) mit dem Gleichspannungsausgang eines im Staubsaugergehäuse (3) angeordneten Steuergleichrichters (11) verbunden;
b) mittels eines durch ein elektronisches Steuerglied (21) periodisch auf- und zugesteuerten elektronischen Schaltkrei­ses (19,33) ist sowohl die Reihenschaltung des Widerstands- ­und Anzeigeelementes (8,9) als auch ein Spitzenwertgleich­richter (17) periodisch kurzschließbar, der über einen Ein­gangswiderstand (15) mit dem Pluspol des Steuergleichrich­ters (11) verbunden ist;
c) der Kurzschlußkreis für die Reihenschaltung des Widerstands- ­und Anzeigeelementes (8,9) ist mittels eines in Abhängig­keit vom Füllungsgrad des Filterbeutels ansprechenden Druck­schalters (31,32) abschaltbar;
d) der Ausgang des Spitzenwertgleichrichters (17) ist mit dem einen Eingang eines Komparators (23) verbunden, dessen ande­rem Eingang ein periodisches, rampenförmig verlaufendes Sig­nal konstanter Größe zugeführt und dessen Ausgang mit dem Steuereingang der Drehzahlsteuereinrichtung (30) verbunden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reihenschaltung des Widerstands- und Anzeigeelementes (8,9) sowie der Spitzenwertgleichrichter (17) über eine Kon­stantstromquelle (15) mit dem Pluspol des Steuergleichrichters (11) verbunden sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem als Öffner (31) ausgebildeten Druckschalter die Schaltstrecke des Druckschalters zum Eingangswiderstand (15) des Spitzenwertgleichrichters (17) parallelgeschaltet und diese Parallelschaltung über einen periodisch auf- und zugesteuerten ersten Halbleiterschalter (19) mit dem Minuspol des Steuer­gleichrichters (11) verbunden ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei einem als Schließer (32) ausgeführten Druckschalter mittels des Schließkontaktes des Druckschalters die Steuerstrecke eines zweiten, mit seiner Laststrecke zu der Reihenschaltung des Widerstands- und Anzeigeelementes (8,9) parallelliegenden Halbleiterschalters (33) kurzschließbar ist und daß zwischen dem Eingang (18) des Spitzenwertgleichrichters (17) und dem Minuspol des Steuergleichrichters (11) ein synchron zum zweiten Halbleiterschalter (33) gesteuerter erster Halbleiterschalter (19) mit seiner Laststrecke angeschlossen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Halbleiterschalter (19,33) gemeinsam an den Steuer­ausgang eines Operationsverstärkers (21) angeschlossen sind, dessen einer Steuereingang direkt an den einen Pol (+) des als einphasiger Brückengleichrichter (11) ausgebildeten Steuer­gleichrichters angeschlossen ist und dessen anderer Steuerein­gang über einen Spannungsteiler (22) an einem über eine Ent­ koppelungsdiode (12) von dem Brückengleichrichter (11) ge­speisten, mit Glättungsmitteln (13,14) beschalteten Gleich­spannungskreis liegt.
6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der andere Eingang des Komparators (23) mit dem Ausgang des Operationsverstärkers (21) verbunden ist und zu diesem Eingang des Komparators (23) eine Zenerdiode (24), ein ohmscher Widerstand (25) und ein Kondensator (26) parallel­geschaltet sind, wobei der Widerstand (25) und der Konden­sator (26) dem Eingang des Komparators (23) benachbart ge­schaltet und durch eine Diode (27) von der Zenerdiode (24) entkoppelt sind.
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