DE2460863A1

DE2460863A1 - Staubsauger

Info

Publication number: DE2460863A1
Application number: DE19742460863
Authority: DE
Inventors: Wieland Guehne; Klaus Hoffmann
Original assignee: Vorwerk and Co Elektrowerke GmbH and Co KG
Current assignee: Vorwerk and Co Elektrowerke GmbH and Co KG
Priority date: 1974-12-21
Filing date: 1974-12-21
Publication date: 1976-06-24
Also published as: DE2460863C2; DE2634059A1

Description

Vorwerk 8c Co. 56 Wuppertal 2, den 19. Dezember 1974

Elektrowerke KG

Staubsauger

Die Erfindung betrifft einen Staubsauger, insbesondere Handstaubsauger, mit einem Gehäuse aus vorzugsweise elastischem Material, in dessen materialeinheitlich ausgeformte Innenkonturen Motor und Gebläse eingesetzt sind und bei dem der Gebläsegehäuseraum und der Motorgehäuseraum voneinander getrennt sind.

Der Zweck dieser Staubsauger ist es, eine leichte und unkomplizierte Einbaumöglichkeit für Motor und Gebläse in das Gehäuse und gleichzeitig die Trennung schmutzhaltiger Gebläseluft von der Motorkühlluft hervorzurufen, um eine vollständige Kapselung des Aggregates zu erzielen. Ein weiterer Zweck liegt darin, daß die über das Motorgehäuse geleitete kühle Luft die Motorwärme an die Umgebungsluft abgibt und den Motor dadurch vor Überhitzung schützt.

Derartige Staubsauger sind bekannt, indem vorgeschlagen wurde, einen Gehäuserahmen mit Hartschaumstoff zu umspritzen, dessen Außenhaut aus flexiblem Material besteht. Gleichzeitig wird der Motor und das Gebläse am Gehäuserahmen befestigt und beim Erstellen des Gehäuses mittels Hartschaum, ummantelt. Dabei soll der Schaum im Bereich des Luftauslasses großporiger gehalten werden, um die gefilterte Luft schallgedämpft aus dem Gehäuse an dieser Stelle entweichen zu lassen.

Bei dieser Lösung ist es nachteilig, daß, trotz der durch einen Filterbeutel gereinigten Luft, noch feiner Staub mitgeführt wird, der sodann mit der Luft zum Kühlen über den Motor streicht. Da der aus grobporigem Schaum bestehende Auslaßbereich des Gehäuses jedoch wie ein zusätzlich nachgeschalteter Filter wirkt, wird sich der Feinstaub in den Zwischenräumen der Schaumporen ablagern und den Luftdurchlaß langsam verstopfen. Diese Auswirkung unterstützt noch den weiteren Nachteil, der sich aus der direkten Einschäumung ergibt, indem die gesamte erzeugte Luftströmung des Gebläses gebremst

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wird, so daß bei längerer Arbeit der Motor nicht mehr die notwendige Kühlung erfährt.

Weiterhin ist es bekannt, in einem Staubsauger eine Trennung für den das Motorenteil und das Gebläseteil des Aggregates enthaltenden Raum vorzusehen. Es soll damit die Blasluft von der Motorkühlluft separiert werden, indem ein Motorlüfter Umgebungsluft ansaugt, diese über den Motor führt und durch zugehörige Öffnungen im Gehäuse an die Umgebungsluft wieder abgibt. Die Blasluft vom Gebläse wird durch eine zweite Öffnung in einen anderen Raum des Staubsaugergehäuses befördert und verläßt dasselbe dort durch andere Öffnungen im Gehäuse.

Hierbei liegt der Nachteil darin, daß immer wieder kalte Umgebungsluft angesaugt werden muß, und die erwärmte, mit Kohlestaub angereicherte Kühlluft wieder an die Umgebungsluft abgegeben wird. Auch kann dieses System nur bei Staubsaugern mit vorgeschalteten Filtern verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen schallgedämpften Staubsauger zu schaffen, welcher ein allseitig dicht schließendes Motorgehäuse aufweist und dessen Kühlluft nicht mehr an die Umgebungsluft abgegeben wird, indem die Kühlluft sich im Kühlkreislauf regeneriert und abgekühlt wird.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gehäuseinnenkonturen zusammen mit den Motor- und Gebläseaußenkonturen Luftkanäle zu einem in sich geschlossenen Kühlkreislauf bilden und daß eine Wärmeaustauscheinrichtung am Gebläsegehäuse sowie eine Kohlestaubabscheideeinrichtung am Motor vorgesehen ist.

Damit das Gehäuse allseitig zur Schallisolierung geschlossen werden kann und lediglich Ein- und Auslaßöffnungen für den schmutzhaltigen Saugluftstrom aufweisen kann, muß der Kühlkreislauf als eine, keine Verbindung zur Umgebungsluft aufweisende, Zwangsluftführung ausgebildet sein, wobei es nach einem weiteren Gedanken der Erfindung wesentlich ist, daß die Wärmeaustauscheinrichtung aus mit der unteren Gebläsegehäuseschale

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verbundenen, vorzugsweise materialeinheitlichen Kühlrippen gefertigt ist.

Um nun¹die in einem von der Umgebungsluft getrennten, in sich geschlossenen Kühlkreislauf zwangsläufig durch Abrieb auftretende Kohlestaubbeaufschlagung der Kühlluft aus dieser wieder zu entfernen, liegt es weiter im Wesen der Erfindung, daß die Kohlestaubabscheideeinrichtung aus der Kombination von Motorkühllüfter mit einer Staubfangkante und einer im Kühlluftstrom liegenden Filtereinrichtung besteht und daß, zwecks Vermeidung von Strömungswiderstanden, der Kühlkreislauf in den Luftkanälen einen großen Querschnitt aufweist und mit wenigen Umlenkungen gestaltet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bietet sich dadurch, daß zwischen Warmluftkanal und Kaltluftkanal eine durch Pressung erzielte Trennfläche oder -kante vorgesehen ist und daß die Wandungen des Warm- und Kaltluftkanals mit einer glatten Oberfläche-versehen sind.

Damit die Wärmeaustauschfläche möglichst großgehalten werden kann, ist es erfindungsgemäß angezeigt, daß der Gebläseauslaßstutzen als Kühlfläche gestaltet ist und daß der Gebläseansaugstutzen als Kühlfläche ausgelegt ist sowie daß das Gebläsegehäuse sowie der Gebläseansaug- und auslaßstutzen wärmeleitend miteinander verbunden sind.

Der Kohlestaub muß möglichst nahe dem Entstehungsort wieder der Luft entzogen werden, damit die Ablagerung nicht unkontrolliert im Kühlkreislauf oder an der Wärmetauscherfläche erfolgt. Eine erfindungsgemäße Ausgestaltung zeigt, daß die Kohlestaubabscheideeinrichtung unmittelbar dem Warmluftaustritt des Motors zugeordnet ist.

Die Kohlestaubabscheideeinrichtung soll den entstehenden Koh-.lestaub aus der den Motor durchstreichenden Kühlluft ausscheiden. Dazu ist es in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung angezeigt, daß der Motorkühllüfter radial verlaufende Schau-, fein zeigt, deren Enden durch, einen winkelförmigen Kragen mit-

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einander verbunden sind, und daß der Kragen einen Prallschenkel und einen Auffangschenkel zeigt. Weiterhin muß gewährleistet sein, daß der Prallschenkel parallel und der Auffangschenkel um mindestens 90 zur Luftführung versetzt angeordnet ist und daß die Schaufeln Staubfangräume beinhalten.

Da mit den vorgenannten Ausführungen der Kühlluft nicht alle Staubanteile entzogen werden können, die Kühlluft durch den geschlossenen Kühlkreislauf jedoch möglichst sauber - hinsichtlich der unerwünschten Ablagerungen - sein soll, ist es erfindungswesentlich, daß die Filtereinrichtung durch eine staubaufnehmende Prallfläche gebildet ist.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung liegen insbesondere darin, daß hier ein vollständig geschlossenes Gehäuse um die Motorgebläseeinheit geformt werden kann, welches aus elastischem Werkstoff gefertigt werden kann. Durch den in sich geschlossenen Kühlkreislauf können die Motorgerausehe nach außen hin stark gedämpft und der Kohlestaub dem Kühlkreislauf entzogen werden. Ein weiterer Vorteil bietet sich anhand der technischen Vorteile darin, daß ein Staubsauger in seinen Bauabmaßen sehr kleingehalten werden kann und darüber hinaus dem Benutzer ein angenehmeres Arbeiten hinsichtlich der Geräuschbelästigung bietet. Ebenso ist der Betrieb eines solchen Gerätes hygienischer, da die vom Staubsauger an die Umgebungsluft abgegebene Abluft nicht noch mit zusätzlichem, vom Motor herrührenden Staub belastet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 : einen Staubsauger im Schnitt, bei dem

der Kühlkreislauf, die Wärmeaustauscheinrichtung und Kohlestaubabscheideeinrichtung systematisch dargestellt sind,

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Fig. 2 : eine Draufsicht auf das aus elastischem

Werkstoff hergestellte Gehäuse, welches Aufnahmen für das Gebläsegehäuse zeigt,

Fig. 3 : die gleiche Draufsicht wie in Fig. 2,. je

doch mit eingesetztem Aggregat, wobei die durch Pressung erzielten Luftkanäle verdeutlicht sind,

Fig. 4 : die Wärmeaustauschvorrichtung als Ein

zelteil, bei der Ansaug- und Ausblasstutzen als Wärmetauscher gestaltet sind,

Fig. 5 : einen Ausschnitt aus Fig. 1, der die Koh

les taubabscheideeinri cn tung am Motor sowie die Prallfläche im Kühlkreislaufsystem zeigt,

Fig. 6 : den Motorkühllüfter als Einzelteil in

Draufsicht, mit den Einrichtungen zur Kohlestaubabscheidung,

Fig. 7 : den Motorkühllufter nach Fig. 6 in Sei

tenansicht, bei der die Staubfang- und -abscheideteile aufgezeigt sind,

Fig. 8 : einen Ausschnitt aus Fig. 6, der eine

Lüfterschaufel mit Staubfangraum im Schnitt in vergrößertem Maßstab zeigt.

In Fig. 1 ist ein allseitig geschlossenes Gehäuse 29 mit einem formschlüssigen, konturenumschließenden Deckel 32 dargestellt, bei dem der Innenraum 30 hohl ausgebildet ist, und die Gehäuseinnenkonturen 1 die äußere Begrenzung für die Luftzirkulation bedeuten. In den Innenraum 30 wird das Aggregat 31, welches aus Motor 8, Gebläsegehäuse 6 sowie Ansaugstutzen

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und Ausblasstutzen 19 besteht, eingesetzt. Durch die in Fig. und Fig. 3 dargelegte Ausgestaltung des Gehäuses 29 und des Aggregates 31 werden durch Pressen in bestimmten Bereichen am Ausblasstutzen 19 und Gebläsegehäuse 6 Luftkanäle 3 durch die Trennflä-che oder -kante 16 erzielt. Zwangsläufig erhält man nunmehr eine Unterteilung des Innenraumes 30, durch die in Verbindung mit dem Motorkühllüfter 9 ein in sich geschlossener Kühlkreislauf 4 für die durch den Motor 8 erzeugte Wärme entsteht. Die durch den Motor 8 erwärmte Kühlluft wird, da sie mit abgeriebenem Kohlestaub von den Kohlebürsten beaufschlagt ist, durch eine Kohlestaubabscheideeinrichtung 7 - wird im weiteren noch näher beschrieben - gereinigt und durch den Warmluftkanal 14 zu der Wärmeaustauscheinrichtung geleitet und dort abgekühlt. Sodann tritt sie in den KaItluftkanal 15 ein und wird zur erneuten Kühlung an den Motor 8 weitergeleitet.

Anhand von Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 4 soll das Prinzip des Wärmetausches erläutert werden.

Die vom Motor 8 kommende, gereinigte warme Luft streicht an der unteren Gebläsegehäuseschale 6a vorbei, die mit Kühlrippen 6b besetzt ist. Diese Kühlrippen 6b gewährleisten, daß stets die größtmögliche Wärmeabstrahlung an die staubhaltige Gebläseluft erfolgt. Um diese Bestrebung noch zu unterstützen, sind Ansaugstutzen 20 und Auslaßstutzen 19 ebenfalls als Kühlflächen ausgelegt und mit der unteren Gebläsegehäuseschale 6a wärmeleitend verbunden. Die Kühlrippen 6b sind, wie auch die Oberflächen 18 der Wandungen 17 in den Luftkanälen derart gestaltet, daß sie dem Kühlluftstrom wenig Widerstand entgegensetzen. Dazu gehört es, daß die Gehäuseinnenkonturen 1 mit wenigen Umlenkungen 13 - näher gezeigt in Fig. 5 - versehen und die Kühlrippen 6a parallel zur Strömungsrichtung angeordnet sind.

Die Kohlestaubabscheideeinrichtung 7 ist im Prinzip in Fig. gezeigt, in Verbindung mit der zusätzlichen Filtereinrichtung 11. Weiterhin wird anhand der Fig. 6, 7 und 8 die Kohle-

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Staubabscheidung im Warmluftaustritt 21 des Motors 8 beschrieben. ■■""■.""

Da es sich hier um einen geschlossenen Kühlkreislauf 4 handelt, welcher die Kühlluft zwecks Geräuschminderung im Gehäuse 29 umwälzen und nicht - wie bei herkömmlichen Staubsaugern - an die Umgebungsluft abgeben soll, muß der im Motor 8 durch Kohleabrieb erzeugte Kohlestaub an geeigneter Stelle abgeschieden werden. Dazu ist der Motorkühllufter 9 an seinen Schaufelenden 23 mit einem an sich bekannten Ring ausgestattet, der jedoch als ein winkelförmiger Kragen 24 ausgebildet ist. Der Stoßpunkt: von Schaufelende 23 mit Kragen 24 weist Staubfangräume 27'auf. Dreht sich nun der Motorkühllüfter 9 mit der Motorendrehzahl, so wird die erhitzte und staubangereicherte Kühlluft durch die Schaufeln 22 bewegt. Durch die Drehung werden Staubteile größerer Körnung nach außen in Richtung Kragen 24 geschleudert. Dort treffen sie auf den'Prallschenkel 25 und sind bestrebt, dem Luftstrom axial weiter zu folgen. Dabei werden sie sich im Scheitelpunkt des Winkels zwischen Prallschenkel 25 und Auffangschenkel 26 ablagern. Zusätzliche Staubfangräume 27 tragen Sorge für eine größtmögliche Abscheidung.

Da die durch den Motorkühllüfter 9 tretende Luft nicht vollständig vom Kohlestaub befreit werden kann, wird die Gehäuseinnenkontur 1 an der Aufprallstelle 28 mit einer zusätzlichen FiItereinrichtung 11 für den Feinstaub versehen. Diese kann derart gestaltet sein,· daß die Oberfläche 18 der Wandung 17 an dieser Stelle.grobporiger wird. In die Poren werden sich auch dann die Feinstaubpartikel der Kohleabscheidungen einlagern, und die Kühlluft ist fast vollständig staubfrei.

Der Betrieb eines Staubsaugers mit den vorgenannten Einrichtungen erfolgt nun in der Weise, daß der Saugluftstrom durch den Gebläseansaugstutzen 20 in das Gebläsegehäuse 6 erfolgt und mittels des Gebläseauslaßstutzens 19 in einen _r hier nicht dargestellten - Staubfangraum oder -behälter befördert'

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wird. Die kalte Saugluft bestreicht nun die metallenen Innenwände des Gebläsegehäuses 6, des Gebläseansaugstutzens 20 und des Gebläseauslaßstutzens 19, wodurch die aus dem Kühlkreislauf 4 an diese Bauelemente abgegebene Wärme abgeführt wird. Dadurch wird ein in sich geschlossener Kühlkreislauf ermöglicht, der wiederum ein völlig geschlossenes Gehäuse 29 zuläßt. Der Kühlkreislauf 4 wird vom Motorkühllüfter9, in dessen direktem Bereich die Kohlestaubabscheideeinrichtung angeordnet ist, angeregt, indem die erwärmte Luft im Bereich des Gehäusedeckels 32 um den Gebläseauslaßstutzen herumgeführt und durch die Umlenkung 13 in den Warmluftkanal 14 eingeleitet wird. Durch die mit der Trennfläche oder -kante 16 erzielte Zwangsführung wird die erwärmte Luft stets an der Wärmeaustauscheinrichtung 5 vorbeigeleitet. Dort gibt sie die Wärme an die untere Gebläsegehäuseschale 6a mit den daran befestigten Kühlrippen 6b ab, von wo sie dann - wie vorstehend gesagt - vom Saugluftstrom aufgenommen und abgeführt wird. Die Wärmeaustauscheinrichtung beinhaltet noch eine Besonderheit, nämlich, daß sie allen Betriebsbedingungen (Vollast - Leerlauf) entsprechend gestaltet ist. Die somit abgekühlte, gereinigte Luft wird durch den Kaltluftkanal 15 wieder dem Motor 8 zum Kühlen zugeleitet.

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Claims

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Patentansprüche

Staubsauger, insbesondere Handstaubsauger, mit einem Gehäuse, in dessen materialeinheitlich ausgeformte Innenkonturen Motor und Gebläse eingesetzt sind und bei dem der Gebläsegehäuseraum und der Motorgehäuseraum voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseinnenkonturen (1) zusammen mit den Motor- und Gebläseeinheitaußenkonturen (2) Luftkanäle (3) zu einem in sich geschlossenen Kühlkreislauf (4) bilden und daß eine Wärmeaustauscheinrichtung (5) am Gebläsegehäuse (6) sowie eine Kohlestaubabs cheideeinrichtung (7) am Motor (8) vorgesehen ist..
2) Staubsauger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkreislauf (4) als eine, keine Verbindung zur Umgebungsluft aufweisende, Zwangsluftführung ausgebildet ist.
3) Staubsauger nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauscheinrichtung (5) aus mit der unteren Gebläsegehäuseschale (6a) verbundenen, vorzugsweise materialeinheitlichen Kühlrippen (6b) gefertigt ist.
4) Staubsauger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlestaubabscheideeinrichtung (7) aus der Kombination von Motorkühllüfter (9) mit einer Staubfangkante (1O) und einer im Kühlluftstrom liegenden FiItereinrichtung (11) besteht.

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5) Staubsauger nach Anspruch 1 -und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlkreislauf (4) in den Luftkanälen (3) einen großen Querschnitt (12) aufweist und mit wenigen Umlenkungen (13) gestaltet ist.
6) Staubsauger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Warmluftkanal (14) und KaItluftkanal (15) eine durch Pressung erzielte Trennfläche oder -kante (16) vorgesehen ist.
7) Staubsauger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (17) vom Warm- und KaItluftkanal (14,15) mit einer glatten Oberfläche (18) versehen sind.
8) Staubsauger nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläseauslaßstutzen (19) als Kühlfläche gestaltet ist.
9) Staubsauger nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläseansaugstutzen (20) als Kühlfläche ausgelegt ist.
10) Staubsauger nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläsegehäuse 6.sowie der Gebläseansaug- und -auslaßstutzen (20,19) wärmeleitend miteinander verbunden sind.
11) Staubsauger nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlestaubabscheideeinrichtung (7) unmittelbar dem Warmluftaustritt (21) des Motors (8) zugeordnet ist.

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12) Staubsauger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorkühllüfter (9) radial verlaufende Schaufeln (22) zeigt, deren Enden (23) durch einen winkelförmigen Kragen (24) miteinander verbunden sind.
13) Staubsauger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (24) einen Prallschenkel (25) und einen Auffangschenkel (26) zeigt.
14) Staubsauger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallschenkel (25) parallel und der Auffangschenkel (26) um mindestens 90 zur Luftführung versetzt angeordnet ist.
15) Staubsauger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (22) Staubfangräume (27) beinhalten.
16) Staubsauger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die FiItereinrichtung (11) durch eine.staubaufnehmende Prallfläche (28) gebildet ist.

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