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Die
Erfindung betrifft einen Staubsauger, der einen Staubsammelraum,
einen Motorraum, welcher eine Motor- und Gebläseeinheit enthält, eine
Auslassöffnung
und einen Luftstromkanal umfasst, um mittels der Motor- und Gebläseeinheit
einen Luftstrom durch den Staubsammelraum, den Motorraum und die
Auslassöffnung
zu saugen, wobei in dem Luftstromkanal zwischen dem Staubsammelraum
und dem Motorraum ein Gitter mit Rippen vorgesehen ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Im
Stand der Technik lassen sich drei Haupttypen von Staubsaugern unterscheiden.
Nämlich
der Kesselstaubsauger, der mit einem Schlauch und einem Rohr ausgestattet
ist, der Stielstaubsauger, bei dem der Staubsauger als Stiel mit
einer in dem unteren Ende angeordneten Düse ausgebildet ist, und schließlich der
Handstaubsauger, der so klein und leichtgewichtig ist, dass er mit
einer Hand gehalten werden kann und hauptsächlich für die Reinigung von Möbeln und
dergleichen geeignet ist. Jedoch besitzen alle diese unterschiedlichen
Typen von Staubsaugern eine ähnliche
Bauweise. Sie sind mit einem Elektromotor und einem Gebläse in einem
Motorraum ausgestattet, das einen Luftstrom in eine Düse, durch
einen Luftstromkanal zu einem Staubsammelraum saugt, wo der Staub
und Schmutz mittels eines Fliehkraftabscheiders, eines Staubbeutels
oder einer anderen Art von Filtermittel abgeschieden wird, und der
Luftstrom strömt
danach an der Motor- und Gebläseeinheit
vorbei und anschließend
durch eine Auslassöffnung
aus dem Staubsauger heraus.
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Der
Staubsammelraum ist fast ausnahmslos so gestaltet, dass er für den Benutzer
zugänglich
ist, so dass Staub und Schmutz entnommen werden können. Der
Motorraum ist jedoch typischerweise nicht dazu bestimmt, für den Benutzer
zugänglich
zu sein, da dies wegen des Vorhandenseins elektrischer Spannung
und eines sich schnell drehenden Gebläses mit einer Verletzungsgefahr
verbunden sein würde.
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Folglich
muss der Luftstromkanal zwischen dem Staubsammelraum und der Motor-
und Gebläseeinheit
in dem Motorraum durch eine Art Gitter oder dergleichen abgedeckt
sein, so dass eine Person, die in den Staubsammelraum greift, keinen
Finger oder ähnliches
durch den Luftstromkanal und in den Motorraum stecken kann. Viele
Länder
haben Sicherheitsvorschriften darüber, wie breit die Räume zwischen
den Rippen in dem Gitter sein dürfen,
sowie über
die Mindestfestigkeit des Gitters. Die Gitter im bisherigen Stand
der Technik sind in unterschiedlichster Weise gestaltet, z. B. als
sich schneidende kreisförmige
und radiale Rippen oder horizontale und vertikale Rippen in einem
quadratischen Muster.
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Die
Rippen in dem Gitter werden jedoch in dem Luftstrom Verwirbelungen
erzeugen, die eine verringerte Luftstromgeschwindigkeit und Saugwirkung
zur Folge haben werden. Aus aerodynamischen Gründen wäre es günstig, die Rippen mit einer möglichst
geringen Breite in der zum Luftstrom senkrechten Richtung auszubilden,
aber wegen der Sicherheitsvorschriften und der Forderung nach einer Mindestfestigkeit
können
die Rippen nicht mit einer zu schmalen Breite hergestellt werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist ein Ziel der Erfindung, die in dem Luftstromkanal zwischen einem
Staubsammelraum und einem Motorraum in einem Staubsauger anzuordnenden
Gitter zu verbessern. Genauer genommen ist ein Ziel, Rippen des
Gitters so auszubilden, dass die Sicherheitsvorschriften hinsichtlich
des Höchstabstands
zwischen einzelnen Rippen und die Anforderungen an die Mindestfestigkeit
erfüllt
werden können
und trotzdem die Luftstromverluste durch das Gitter minimiert werden
können.
Zumindest dieses Ziel wird durch einen Staubsauger gemäß Anspruch 1
erreicht.
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Entsprechend
ist die Grundlage der Erfindung die Erkenntnis, dass die einzelnen
Rippen des Gitters bessere aerodynamische Eigenschaften erlangen
können,
indem man sie in Richtung des Luftstroms mit einer größeren Querschnittsabmessung ausbildet
als in einer Richtung quer zum Luftstrom und wenigstens die hintere
Hälfte
des Querschnitts mit einer sich in Richtung des Luftstroms allmählich und
kontinuierlich verjüngenden
Form ausbildet. Auf diese Weise ist es möglich, die Leistung und Luftstromgeschwindigkeit
zu steigern und/oder den Energieverbrauch zu senken.
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Innerhalb
dieses Gesamtkonzepts kann die Erfindung auf verschiedenste Weise
realisiert werden. Um den Luftwiderstand zu minimieren, wird bevorzugt,
dass der Querschnitt jeder Rippe als Tröpfchen gestaltet ist. Jedoch
kann die Form der Rippe ziemlich stark von der idealen Tröpfchenform
abweichen und doch eine ausreichend gut funktionierende aerodynamische
Form erreichen. Die Längenabmessung
in Richtung des Luftstroms ist wenigstens zweimal so groß, vorzugsweise
wenigstens dreimal so groß und
meistbevorzugt wenigstens viermal so groß wie die Breitenabmessung
senkrecht zum Luftstrom. Auf diese Weise ist es möglich, insbesondere
den hinteren Teil der Rippen mit einem sich verjüngenden Querschnitt auszubilden,
der einen genügend
kleinen Winkel in Bezug auf eine Richtung parallel zum Luftstrom
aufweist. Um turbulente Strömung
und Wirbel entlang der Oberfläche
zu vermindern, ist vorgesehen, dass der Winkel des hinteren Teils
der Rippen in Bezug auf die Richtung des Luftstroms weniger als 35°, vorzugsweise
weniger als 25° und
meistbevorzugt weniger als 15° beträgt.
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Die
Gestaltung des vorderen Teils der Rippen ab der Stelle, wo die Rippe
ihre größte Breite
besitzt, ist nicht in gleicher Weise entscheidend wie beim hinteren
Teil, was die Verminderung von turbulenter Strömung und Wirbeln betrifft.
Es ist jedoch von Vorteil, auch den vorderen Teil mit einer sich
verjüngenden
Form zu gestalten, aber es muss keine so lange Verjüngung wie
beim hinteren Teil sein. Stattdessen kann die Verjüngung mehr
abgerundet sein und eine Oberfläche
besitzen, die zum Beispiel im Querschnitt wie ein Halbkreis gebildet
ist. Um eine Form mit möglichst
guten aerodynamischen Eigenschaften zu erzielen, sollte sich die
größte Breite
der Rippe in der vorderen Hälfte
der Rippe befinden, vorzugsweise im vordersten Drittel der Rippe
und meistbevorzugt im vordersten Viertel der Rippe.
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Bei
einer nachstehend beschriebenen und bildlich dargestellten Ausführungsform
der Erfindung wird das Gitter von zwei zusammenpassenden Teilen gebildet.
Genauer gesagt von einem vorderen Teil, das einen vorderen Teil
jeder Rippe bildet, und einem hinteren Teil, das einen hinteren
Teil jeder Rippe bildet. In zusammengefügtem Zustand sind die vorderen
und hinteren Teile der Rippen in Richtung des Luftstroms mit einem
geringen Abstand voneinander angeordnet, so dass ein Filterelement
wie ein Filtersieb oder dergleichen zwischen den vorderen und hinteren
Teilen eingefügt
und gehalten werden kann. Auf diese Weise wird ein so genannter
ausfallsicherer Filter bereitgestellt, der Staub und Schmutz am Eintritt
in den Motorraum hindern wird, falls ein Staubbeutel oder dergleichen
in dem Staubsammelraum versehentlich versagen sollte. Das vordere
und das hintere Teil können
leicht getrennt werden, um erforderlichenfalls ein Auswechseln des
Filters zu ermöglichen.
Es ist günstig,
wenn die Teilung zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil in
jenem Bereich jeder Rippe erfolgt, wo sie ihre größte Breite
besitzt. Auf diese Weise kann das Gitter durch Formen ohne Bildung
einer Naht auf jeder Rippe hergestellt werden, welche den Luftstrom
unterbrechen und Verwirbelungen und dergleichen verursachen könnte.
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Es
liegt im Umfang der Erfindung, dass ein Gitter, wie es hierin beschrieben
ist, nicht nur in dem Luftkanal zwischen dem Staubsammelraum und
dem Motorraum angeordnet sein könnte,
sondern auch in anderen Bereichen des Luftkanals, zum Beispiel an der
Auslassöffnung
von dem Staubsauger.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es
werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben werden, wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Kesselstaubsaugers ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht des Staubsaugers in 1 ist, bei
dem ein oberer Teil entfernt wurde;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines Staubsammelraums und einer Motor-
und Gebläseeinheit
ist, welche mit einem erfindungsgemäßen Gitter ausgestattet sind;
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4 ein
Längsschnitt
durch den Staubsammelraum gemäß 3 ist;
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5 eine
Explosionsansicht ist, die einen vorderen und einen hinteren Teil
des Gitters, ein dazwischen angeordnetes Filterelement und die Motor- und
Gebläseeinheit
zeigt;
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6 ein
Querschnitt durch eine einzelne Rippe in dem Gitter von 2–5 ist;
und
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7 ein
Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rippe ist.
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Ausführliche
Beschreibung von Ausführungsformen der
Erfindung
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In 1 ist
ein Staubsauger des so genannten Kesseltyps dargestellt, der einen
Körper 1 umfasst,
welcher mit Rädern 2 versehen
ist, um die Bewegung auf einem Boden oder einer anderen zu säubernden
Oberfläche
zu erleichtern. Der Staubsauger ist mit einer Lufteinlassöffnung 3 in
einem vorderen Ende ausgestattet, an die ein nicht dargestellter Schlauch
und ein Rohr mit einer Saugdüse
in einem äußeren Ende
angeschlossen werden können,
um mittels eines Luftstroms, der von einer Motor- und Gebläseeinheit
im Innern des Staubsaugers erzeugt wird, Staub und Schmutz von der
Oberfläche
durch die Saugdüse,
das Rohr und den Schlauch in den Staubsauger zu saugen.
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Der
Schmutz und Staub wird in einem nicht dargestellten Staubbeutel
oder dergleichen gesammelt, der sich im Innern eines Staubsammelraumes 4 befindet,
wie er in 2 dargestellt ist, wo der obere Teil
des Staubsaugers der Klarheit halber entfernt wurde. Der Staubsammelraum 4 ist
für einen
Benutzer mittels eines zu öffnenden
Deckels 5 zugänglich, wie
er in 1 zu erkennen ist. Auf diese Weise kann der Benutzer
den Staubbeutel gegen einen neuen auswechseln, wenn der alte mit
Staub und Schmutz gefüllt
ist. In 2 ebenfalls zu erkennen ist
ein Motorraum 6, in dem eine Motor- und Gebläseeinheit 7 angeordnet
ist. Die Motor- und Gebläseeinheit
saugt einen Luftstrom durch den Staubsammelraum 4 von der
Lufteinlassöffnung 3 zu
einer Öffnung
in einer Trennwand 8 zwischen dem Staubsammelraum 4 und
dem Motorraum 6. Um dem Benutzer für den Austausch von Staubbeuteln
Zugang zum Staubsammelraum 4 zu gewähren, jedoch zu verhindern, dass
der Benutzer versehentlich oder absichtlich die Motorgebläseeinheit
und ihre elektrischen Drähte
berührt,
ist ein Gitter 9 über
der Öffnung
in der Trennwand angeordnet. Die Anordnung aus Staubsammelraum 4,
Lufteinlassöffnung 3,
Motor- und Gebläseeinheit 7 und
Gitter 9 ist in 3 und 4 detaillierter
dargestellt.
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Wie
zu erkennen, besteht das Gitter 9 bei dieser Ausführungsform
aus sich schneidenden kreisförmigen
und radial verlaufenden Rippen 10 in einer genügenden Anzahl,
um dazwischenliegende Öffnungen
zu bilden, die kleiner oder gleich einer maximal zulässigen Abmessung
sind. Wie aus der Explosionsansicht in 5 ersichtlich
ist, besteht das Gitter aus einem vorderen Teil 9' und einem hinteren Teil 9'', die mit einem Filtersieb 11 zwischen
dem vorderen und dem hinteren Gitterteil zusammengefügt werden
können.
Das Zusammenfügen
des vorderen und des hinteren Gitterteils kann vorzugsweise mittels
einer Schnappverbindung erfolgen, und das Filtersieb erfüllt die Aufgabe
eines ausfallsicheren Filters, falls der Staubbeutel im Innern des
Staubsammelraumes 4 versehentlich versagen sollte, so dass der
Schmutz und Staub im Staubbeutel am Eintritt in den Motorraum 6 gehindert
wird.
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Das
vordere und das hintere Gitterteil 9' und 9'' sind
so gestaltet, dass sich bei ihrem Zusammenbau die Rippen jedes Gitterteils
decken werden, so dass Rippen des vorderen Gitterteils 9' vordere Rippenteile 10' und Rippen
des hinteren Gitterteils 9'' hintere Rippenteile 10'' zusammengesetzter Rippen bilden
werden, wie dies in 6 dargestellt ist, wobei das
Filtersieb 11 dazwischen eingefügt ist. Die aus dem vorderen
Rippenteil 10' und
dem hinteren Rippenteil 10'' bestehende
zusammengesetzte Rippe ist erfindungsgemäß ausgebildet und wird demgemäß den Luftstrom
durch den Staubsauger in einem geringen Ausmaß stören. Zugleich wird das Filtersieb
sicher zwischen dem vorderen und dem hinteren Gitterteil 9', 9'' festgehalten werden. Vorzugsweise
erfolgt die Trennung zwischen dem vorderen und dem hinteren Gitterteil
in einer Ebene, wo die vorderen und hinteren Rippenteile 10', 10'' ihre größte Querschnittsabmessung aufweisen.
Auf diese Weise ist es möglich,
jedes Gitterteil ohne Bildung von Formgraten auf den Oberflächen der
Rippen zu formen, welche den Luftstrom stören könnten.
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Erfindungsgemäß ist es
jedoch auch möglich,
das Gitter als eine einzige Einheit auszubilden, ohne dass es in
einen vorderen und einen hinteren Teil unterteilt ist und ohne dass
es dafür
angepasst ist, dazwischen ein Filtersieb aufzunehmen. Erfindungsgemäß sollten
die Rippen des Gitters im Querschnitt betrachtet eine Längenabmessung
in Richtung des Luftstromes besitzen, die größer ist als die Breitenabmessung
senkrecht zum Luftstrom, wobei die Breite ihre größte Ausdehnung
in einem stromaufwärtigen
Bereich aufweist und sich wenigstens die hintere Hälfte der
Rippe allmählich
und kontinuierlich in Richtung des Luftstroms verjüngt. Die
Länge kann
wenigstens zweimal so groß,
vorzugsweise wenigstens dreimal so groß und meistbevorzugt wenigstens
viermal so groß wie
die Breite gemacht sein. Überdies
könnte
sich die größte Breite
der Rippe weniger als die Hälfte,
vorzugsweise weniger als ein Drittel und meistbevorzugt weniger
als ein Viertel der Länge
vom vorderen Ende entfernt befindet. Die Oberfläche des zugespitzten hinteren
Teils der Rippe weist in Bezug auf eine Längsachse parallel zum Luftstrom
einen Winkel auf, der kleiner als 35°, vorzugsweise kleiner als 25° und meistbevorzugt
kleiner als 15° ist.
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In 7 ist
eine Querschnittansicht einer alternativen Ausführungsform einer Rippe für ein erfindungsgemäßes Gitter
dargestellt. Diese Rippe ist ein wenig tröpfchenartig im Querschnitt.
Genauer gesagt ist die Länge
a in Richtung des Luftstroms betrachtet mehr als doppelt so lang
wie die größte Breite
b, befindet sich die größte Breite
der Rippe etwa ein Viertel der Gesamtlänge vom vorderen Ende entfernt
und beträgt
der Winkel α jenes
Abschnitts des sich verjüngenden
hinteren Teils der Rippe, der den größten Winkel in Bezug auf eine
Längsachse
parallel zum Luftstrom aufweist, etwa 31°.