DE10042670C5 - Saugreinigungswerkzeug mit geteilter Turbinenkammer - Google Patents
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Abstract
Saugreinigungswerkzeug für ein Saugreinigungsgerät mit einem Gehäuse (4), in dem eine Bürstenkammer (5) und eine Turbinenkammer (6) ausgebildet sind, mit einer in der Bürstenkammer (5) quer zur Arbeitsrichtung (7) des Saugreinigungswerkzeuges (1) angeordneten Arbeitswalze (11), insbesondere eine Bürstenwalze, die über einen Umfangsabschnitt (10) einen im Boden (8) der Bürstenkammer (5) ausgebildeten Saugschlitz (9) durchragt, mit einer in der Turbinenkammer (6) angeordneten Luftturbine (15) zum drehenden Antrieb der Arbeitswalze (11), wobei die Turbinenkammer (6) zumindest in einem Teilbereich von der Form und/oder Größe der Luftturbine (15) abweicht und wobei ein Saugluftstrom (19) des Saugreinigungsgerätes über den Saugschlitz (9) in die Bürstenkammer (5) eintritt, über ein Einströmfenster (14) in einer Zwischenwand (13) zwischen der Bürstenkammer (5) und der Turbinenkammer (6) in die Turbinenkammer (6) übertritt und aus der Turbinenkammer (6) durch ein Abströmfenster (20} eines Sauganschlusses (21) abströmt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Turbinenkammer (6) im von der Form und/oder Größe der...
Description
- Die Erfindung betrifft ein Saugreinigungswerkzeug für ein Saugreinigungsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein derartiges Saugreinigungswerkzeug ist aus der
DE 41 05 336 C2 bekannt und besteht aus einem Gehäuse, in dem eine Bürstenkammer und eine Turbinenkammer ausgebildet sind. In der Bürstenkammer ist eine quer zur Arbeitsrichtung liegende Bürstenwalze angeordnet, deren Beborstung einen im Boden der Bürstenkammer ausgebildeten Saugschlitz durchragt. Eine in der Turbinenkammer vorgesehene Luftturbine ist von dem Saugluftstrom beaufschlagt und treibt die Bürstenwalze drehend an. Der Saugluftstrom zum Saugreinigungsgerät tritt über den Saugschlitz in die Bürstenkammer ein, strömt durch das Einströmfenster in der Zwischenwand zwischen der Bürstenkammer und Turbinenkammer in die Turbinenkammer über und aus der Turbinenkammer durch ein Abströmfenster eines Sauganschlusses ab. - Dieses bekannte Saugreinigungswerkzeug stellt bei kleiner Baugröße eine hohe Leistung an der Bürstenwalze zur Verfügung. Auch schwierige Reinigungsaufgaben können damit erfolgreich durchgeführt werden. Es kann jedoch aufgrund der hohen Luftgeschwindigkeiten und der aufgrund der Durchströmung der Turbine erzielbaren hohen Drehzahlen von bis zu 25.000 bis 30.000 Umdrehungen zu einer unerwünschten Geräuschbelastung kommen.
- Die
DE 41 32 869 A1 zeigt ein Saugreinigungswerkzeug, dessen Bürstenwalze durch eine vom Saugluftstrom beaufschlagte Luftturbine angetrieben ist. Die Turbine ist mit geringem radialen Abstand vom Gehäuse einer Turbinenkammer umschlossen, welches auf der Seite der Bürstenwalze eine Einströmöffnung aufweist. In der Einströmöffnung ist ein vertikaler Steg vorgesehen, der etwa in Überdeckung mit einem die Turbine in zwei Teilhälften aufteilenden Mittelring steht. - Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Reinigungsgerät derart weiterzubilden, daß bei unverändert hoher Leistungsabgabe eine Absenkung des Betriebsgeräusches erzielt wird.
- Die Aufgabe wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Die in der Turbinenkammer vorzugsweise im Dachraum zwischen der Turbine und dem Turbinenkammerdach angeordnete Trennwand teilt die Turbinenkammer, insbesondere den Dachraum in mehrere nebeneinander liegende Teilräume auf. Diese Teilräume sind zweckmäßig begrenzt durch die Seitenwände der Turbinenkammer, das Turbinenkammerdach, die Mantelfläche der Luftturbine und die Trennwand. Die Trennwand übergreift und/oder untergreift die Luftturbine mit geringem Spiel, so daß durch die Anordnung der Trennwand das freie Drehen der Luftturbine nicht beeinträchtigt ist.
- Überraschend hat sich gezeigt, daß durch die Anordnung einer derartigen Trennwand vorzugsweise oberhalb der Turbine, also oberhalb des antreibenden Saugluftstroms, eine signifikante Geräuschabsenkung erzielt ist. Vermutlich wird dies dadurch erreicht, daß durch eine oder mehrere Trennwände Störströmungen unterbunden werden. Es sind keine Strömungen von der einen axialen Stirnseite zur anderen axialen Stirnseite der Luftturbine mehr möglich.
- Die Anordnung einer Trennwand im Bereich zwischen den Ebenen, die durch die beiden axialen Stirnseiten der Luftturbine bestimmt sind, ist derart vorgesehen, daß sich eine angeordnete Trennwand im wesentlichen vom Turbinenkammerdach bis vor die Mantelfläche der Luftturbine erstreckt. Dabei kann es zweckmäßig sein, daß der der Zwischenwand benachbarte Trennwandabschnitt vom Turbinenkammerdach bis zum Turbinenkammerboden reicht, sich vorzugsweise sogar in das Einströmfenster erstreckt.
- Bei einer Aufteilung der Breite des Einströmfensters durch eine – vorteilhaft auch nur im Bereich des Einströmfensters ausgebildete – Trennwand im Verhältnis von etwa 1 : 2 konnte eine weitere Geräuschabsenkung festgestellt werden. Der durch das Einströmfenster einströmende Saugluftstrom wird durch die Trennwand in Teilströme aufgeteilt, die voneinander getrennt in den Schaufelkranz eintreten und sich erst im Zentrum der Luftturbine wieder vereinigen. Aus dem Zentrum tritt der vereinigte Luftstrom in das Abströmfenster aus. Um auch abströmseitig eine Geräuschreduzierung zu erreichen, ist vorgesehen, die Trennwand bis etwa auf die halbe Höhe des Abströmfensters in Richtung auf den Turbinenkammerboden herunter zu ziehen. Dabei kann es vorteilhaft sein, auch am Turbinenkammerboden eine sich in Einströmungsrichtung erstreckende Trennwand anzuordnen, die, wie auch die anderen Trennwände, quer zur Drehachse der Luftturbine liegt.
- Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:
-
1 ein Saugreinigungswerkzeug im Längsschlitz, -
2 in perspektivischer Darstellung eine in der Turbinenkammer angeordnete Trennwand mit Einströmblende. - Das in
1 dargestellte Saugreinigungswerkzeug1 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuseunterteil2 und einem Gehäuseoberteil3 . Die beiden Gehäuseteile2 und3 werden zusammengefügt und bilden ein Gehäuse4 , in dem eine Bürstenkammer5 und eine Turbinenkammer6 ausgebildet sind. Die Bürstenkammer5 liegt in Arbeitsrichtung7 vorne und erstreckt sich quer zur Arbeitsrichtung7 . Im Gehäuseboden8 ist ein Saugreinigungsschlitz9 ausgebildet, der von einem Umfangsabschnitt10 einer Arbeitswalze11 durchragt ist. Die Arbeitswalze1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Bürstenwalze, deren Beborstung12 den Saugschlitz9 durchragt. - Die Bürstenkammer
5 ist durch eine Zwischenwand13 von der Turbinenkammer6 getrennt, wobei in der Zwischenwand13 ein Einströmfenster14 ausgebildet ist. In der Turbinenkammer6 ist eine Luftturbine15 mit einer Drehachse16 gelagert, die quer zur Arbeitsrichtung7 angeordnet ist. Die Drehachse16 der Luftturbine und die Drehachse17 der Arbeitswalze11 liegen zueinander parallel. Über einen nur angedeuteten Riementrieb18 ist die Arbeitswalze11 von der Lufturbine15 drehend angetrieben. - Die Luftturbine
15 wird von einem antreibenden Saugluftstrom19 durchströmt, der über den Saugschlitz9 in Pfeilrichtung zunächst in die Bürstenkammer5 eintritt, über das Einströmfenster14 in die Turbinenkammer6 übertritt und aus der Turbinenkammer6 durch ein Abströmfenster20 eines Sauganschlusses21 abströmt. - Das Abströmfenster
20 liegt innerhalb eines Gelenkstückes22 , welches teilzylindrisch ist und in einer Gelenkpfanne23 des Gehäuses4 um eine Verschwenkachse24 beweglich gehalten ist. Der Sauganschluß21 selbst ist um eine in Arbeitsrichtung7 liegende Drehachse25 drehbar. - Das Abströmenster
20 ist im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet, während das Einströmfenster14 – wie auch2 zeigt – im wesentlichen rechteckig ist. Aus1 geht hervor, daß das Abströmfenster20 höher liegt als das Einströmfenster14 . In Strömungsrichtung des Saugluftstroms19 gesehen liegt die Oberkante26 des Einströmfen sters14 etwa unterhalb der Unterkante27 des Abströmfensters20 . Dabei ist der Querschnitt des Abströmfensters20 größer, bevorzugt mehrfach größer als der Querschnitt des Einströmfensters14 . - Um ein gutes Abströmen des Saugluftstroms
19 nach Durchtritt durch die Luftturbine15 zu gewährleisten, ist vorgesehen, den Turbinenkammerboden28 im Abströmbereich des Saugluftstroms19 als Rampe30 auszubilden, die vom Turbinenkammerboden28 zum Abströmfenster20 hin ansteigt. Dabei liegt die Oberkante29 der Rampe30 etwa auf der Höhe der Unterkante27 des Abströmfensters20 . Die verlängerte Rampenfläche liegt in einer Ebene mit der Verschwenkachse24 . In Strömungsrichtung des Saugluftstroms19 ist eine Überdeckung des Randes29 der Rampe30 zum Rand des Abströmfensters vorgesehen, was die Abströmung begünstigt. Die Rampe30 ist dabei – wie in1 zu sehen – trogartig ausgebildet und zeigt eine in Strömungsrichtung des Saugluftstroms19 verlaufende Rinne31 . - Um ein effektives Durchströmen der Turbinenkammer
6 verbunden mit hoher Leistungsausbeute des Saugluftstroms19 zu erzielen und dabei die Geräuschentwicklung gering zu halten, ist vorgesehen, in der Turbinenkammer6 mindestens eine Trennwand32 anzuordnen. Die Trennwand32 erstreckt sich im wesentlichen parallel zum Saugluftstrom19 und quer zur Drehachse16 . Bevorzugt ist eine Trennwand im Dachraum40 zwischen der Turbine15 und dem Turbinenkammerdach33 vorgesehen, die die Turbinenkammer6 , insbesondere deren Dachraum40 – wie in2 angedeutet – in nebeneinanderliegende Teilräume41 und42 unterteilt. Wie in1 gezeigt, erstreckt sich die Trennwand32 in der Höhe im wesentlichen vom Turbinenkammerdach33 bis vor die Mantelfläche34 der Luftturbine15 . Im Ausführungsbeispiel ist zwischen der Mantelfläche34 und dem Rand35 der Trennwand32 ein geringes Spiel s vorgesehen, um auch bei die Turbinenkammer durchfliegenden Schmutzpartikeln eine störungsfreie Rotation der Luftturbine15 zu gewährleisten. Im Bereich der Zwischenwand13 erstreckt sich der Trennwandabschnitt36 vom Turbinenkammerdach33 bis zum Turbinenkammerboden28 . Die Mantelfläche34 der Luftturbine15 liegt mit geringem Abstand a zum Turbinenkammerboden28 , wodurch das von der Zwischenwand13 , dem Turbinenkammerboden28 und der Luftturbine15 begrenzte Raumdreieck37 mit dem Einströmfenster14 klein bleibt. Der Trennwandabschnitt36 erstreckt sich dabei über etwa die halbe in Arbeitsrichtung7 gemessene Länge des Raumdreiecks37 . Es kann vorteilhaft sein, auf dem Turbinenkammerboden eine weitere Trennwand32' anzuordnen, die gleich ausgerichtet liegt wie die Trennwand32 . - Wie die
1 und2 zeigen, verläuft die Trennwand32 vorteilhaft bis in das Einströmfenster14 herein und teilt dieses quer zur Strömungsrichtung des Saugluftstromes19 auf. Es kann zweckmäßig sein, eine Trennwand nur zur Aufteilung des Einströmfensters14 anzuordnen und die Turbinenkammer6 ansonsten unverändert zu lassen, d. h. ohne Trennwände und abgeteilte Teilräume auszubilden. Im Ausführungsbeispiel nach2 ist das Einströmfenster14 quer zum Saugluftstrom19 im Verhältnis von 1 : 2 aufgeteilt; vorteilhaft ist ein Verhältnis von 1/3 zu 2/3. - Die Trennwand
32 erstreckt sich in Umfangsrichtung der Luftturbine15 über einen Umfangswinkel38 von mehr als 180°, vorzugsweise über Umfangswinkel38 von 220° bis 260°. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Umfangswinkel38 bevorzugt etwa 240°. - Auf der Seite des Abströmfensters
20 kann die Trennwand32 bis an die Rückwand39 der Turbinenkamner reichen; um die Beweglichkeit des Gelenkstückes22 zu gewährleisten, ist in der Trennwand32 eine Ausklinkung43 vorzusehen. Es kann zweckmäßig sein, wie in1 gezeigt, die Trennwand32 mit geringem Abstand vor der Rückwand39 enden zu lassen. - Die Höhe des dem Abströmfenster
20 zugewandten Endabschnittes45 der Trennwand32 ist derart vorgesehen, daß sie sich etwa bis zur Längsmittelachse44 der Turbinenkammer6 erstreckt. Die Längsmittelachse44 schneidet die Drehachse16 der Luftturbine15 und liegt auf gleicher Höhe wie die Drehachse25 des Sauganschlusses21 . Dabei ist vorteilhaft, wenn der Trennwandabschnitt45 in die Rinne31 der Rampe30 einragt, also zwischen deren Seitenwänden48 liegt, die bis auf etwa halbe Höhe des Abströmfensters20 hohgezogen sind. - Es kann zweckmäßig sein, eine oder mehrere weitere Trennwände
32" anzuordnen, wodurch weitere Teilräume49 abgetrennt werden. Die Trennwand32" liegt, wie2 zeigt, etwa parallel zur ersten Trennwand32 quer zur Drehachse16 zur Luftturbine15 und teilt den weiteren Teilraum43 ab. Der Teilraum49 liegt vorteilhaft ebenfalls im Dachraum40 . - Für eine optimierte Geräuschdämpfung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, abgetrennte Teilräume
41 ,42 und49 in unterschiedlicher Größe auszuführen, so wie dies in2 angedeutet ist.
Claims (13)
- Saugreinigungswerkzeug für ein Saugreinigungsgerät mit einem Gehäuse (
4 ), in dem eine Bürstenkammer (5 ) und eine Turbinenkammer (6 ) ausgebildet sind, mit einer in der Bürstenkammer (5 ) quer zur Arbeitsrichtung (7 ) des Saugreinigungswerkzeuges (1 ) angeordneten Arbeitswalze (11 ), insbesondere eine Bürstenwalze, die über einen Umfangsabschnitt (10 ) einen im Boden (8 ) der Bürstenkammer (5 ) ausgebildeten Saugschlitz (9 ) durchragt, mit einer in der Turbinenkammer (6 ) angeordneten Luftturbine (15 ) zum drehenden Antrieb der Arbeitswalze (11 ), wobei die Turbinenkammer (6 ) zumindest in einem Teilbereich von der Form und/oder Größe der Luftturbine (15 ) abweicht und wobei ein Saugluftstrom (19 ) des Saugreinigungsgerätes über den Saugschlitz (9 ) in die Bürstenkammer (5 ) eintritt, über ein Einströmfenster (14 ) in einer Zwischenwand (13 ) zwischen der Bürstenkammer (5 ) und der Turbinenkammer (6 ) in die Turbinenkammer (6 ) übertritt und aus der Turbinenkammer (6 ) durch ein Abströmfenster (20 } eines Sauganschlusses (21 ) abströmt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Turbinenkammer (6 ) im von der Form und/oder Größe der Luftturbine (15 ) abweichenden Bereich oberhalb des Saualuftstromes eine sich im wesentlichen in Strömungsrichtung des Saugluftstroms (19 ) erstreckende Trennwand (32 ) angeordnet ist, die in der Turbinenkammer (6 ) nebeneinanderliegende Teilräume (41 ,42 ) bildet. - Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennten Teilräume (
41 ,42 ) unterschiedliche Größe haben. - Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (
32 ) im Dachraum (40 ) zwischen der Luftturbine (15 ) und dem Turbinenkammerdach (33 ) angeordnet ist und den Dachraum (40 ) in Teilräume (41 ,42 ) unterteilt. - Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Trennwand (
32 ) im wesentlichen vom Turbinenkammerdach (33 ) bis vor die Mantelfläche (34 ) der Luftturbine (15 ) erstreckt. - Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der der Zwischenwand (
13 ) benachbarte Trennwandabschnitt (36 ) vom Turbinenkammerdach (33 ) bis zum Turbinenkammerboden (28 ) erweckt. - Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Trennwand (
32 ) bis in das Einströmfenster (14 ) erstreckt und vorzugsweise die Trennwand (32 ) das Einströmfenster (14 ) quer zur Strömungsrichtung des Saugluftstroms (19 ) aufteilt, insbesondere in einem Verhältnis von etwa 1 : 2. - Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (
32 ) die Luftturbine (15 ) zwischen ihren axialen Stirnseiten über einen Umfangswinkel (38 ) von mehr als 180° umgreift, vorzugsweise über einen Umfangswinkel (38 ) von 220° bis 260°, insbesondere 240°. - Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (
32 ) bis etwa auf halbe Höhe des Abströmfensters (20 ) reicht. - Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung des Saugluftstroms (
19 ) das Abströmfenster (20 ) des Sauganschlusses (21 ) höher liegt als das Einströmfenster (14 ) in der Zwischenwand (13 ), daß der Turbinenkammerboden (28 ) im Abströmbereich des Saugluftstroms (19 ) als Rampe (30 ) zum Abströmfenster (20 ) hin ansteigt, und daß die Rampe (30 ) trogartig ausgebildet ist mit einer in Strömungsrichtung des Saugluftstroms (19 ) verlaufenden Rinne (31 ). 10. Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem abströmseitigen Ende der Rinne (31 ) deren Seitenwände (48 ) auf etwa halber Höhe des Abströmfensters (20 ) enden und die Trennwand (32 ) zwischen den Seitenwänden (48 ) in die Rinne (31 ) einragt. - Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante (
26 ) des Einströmfensters (14 ) etwa unterhalb der Unterkante (27 ) des Abströmfensters (20 ) liegt. - Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Abströmfensters (
20 ) größer, bevorzugt mehrfach größer als der Querschnitt des Einströmfensters (14 ) ist. - Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (
34 ) der Luftturbine (15 ) mit geringem Abstand (a) zum Turbinenkammerboden (28 ) liegt. - Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere nebeneinander liegende Trennwände (
32 ,32' ) angeordnet sind.
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