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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich im allgemeinen auf Staubsauger und insbesondere auf das Gehäuse eines
schaufellosen Gebläses
für einen
Staubsauger, das die betriebliche Leistungsfähigkeit erhöht und das das, einer Luftströmung anhaftende
Geräusch
reduziert.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein leistungsfähiger und ruhiger Betrieb sind wichtige
Erfordernisse für
Staubsauger und ähnliche Luft
bewegende Einrichtungen. Um das Arbeitsfluid, d. h. Luft, innerhalb
des Staubsaugers zu bewegen, wird im allgemeinen ein Laufrad bzw.
Gebläse
innerhalb eines Gehäuses
durch einen Elektromotor gedreht. Das Gebläse saugt in einer Mittelposition
Luft an und stößt sie entlang
seinem Umfang aus. Das Gehäuse
umgibt das Gebläse
und umfasst im allgemeinen einen Lufteinlassdurchgang, der auf einer Einlassseite
des Gebläses
einer Mittelposition benachbart angeordnet ist und einen Auslassdurchgang,
der sich entlang des Umfangs des Gebläses erstreckt.
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Es ist bekannt, dass ein gewisser
Widerstand gegenüber
der freien Ausgabe von Luft aus dem Gebläse oder ein Gegendruck die
betriebliche Leistungsfähigkeit
steigern. Häufig
sind Schaufeln vorgesehen, die entlang des Umfangs des Gebläses und
innerhalb des Ausgabedurchgangs angeordnet sind, um einen Gegendruck
zu erzeugen. Die Schaufeln können
einen evolventen Aufbau aufweisen und sind im allgemeinen derart
angeordnet, dass sie die Luftströmung
wenigstens teilweise beschränken.
Ein Nachteil, der bei der Verwendung von Schaufeln dieser Art entsteht,
ist der, dass sie dazu neigen, Geräusche zu erzeugen. Luft ist
ein kompressibles Fluid. Wenn eine Laufradschaufel benachbart einer
Vorderkante einer Schaufel vorbeiläuft, wird die Luft komprimiert
und schnell dekomprimiert, so dass Druckimpulse, d. h. Geräusche, erzeugt
werden. Dieses Geräusch
ist insbesondere bei Staubsaugern, die zuhause oder in einer Werkstatt
verwendet werden können
unerwünscht.
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Vorschläge zum Ausschalten und Reduzieren
von Geräuschen
umfassten in der Vergangenheit das Anordnen einer Haubenstruktur über dem
Gehäuse,
in welche die Luft ausgegeben wird. Die große Sammelkammer, die durch
den Haubenaufbau erzeugt wird und der indirekte Seitenweg zwischen dem
Gehäuseauslassdurchgang
und einem Luftauslass in dem Haubenaufbau wirken beim Reduzieren der
Geräusche
zusammen. Ein anderer Vorschlag verwendete komplexe evolvente Durchgänge, die benachbart
dem Umfang des Gebläses
in dem Gehäuse
ausgebildet sind. Die evolventen Durchgänge sind dazu gedacht, eine
glatte Luftströmung
bereitzustellen und erhöhen
ein Volumen in welchem die ausgegebene Luft auf einen statischen
Druck abgebremst wird. Diese und andere Vorschläge waren, obwohl sie einen
unterschiedlichen Grad an Erfolg in bezug auf das Aufrechterhalten
einer betrieblichen Leistungsfähigkeit
des Gebläsebetriebes
und das Reduzieren von Geräuschen
bieten, nicht vollständig befriedigend.
Darüber
hinaus hat eine Anzahl dieser Vorschläge zu einer Erhöhung der
Gesamtgröße des Gebläsegehäuses geführt und
insbesondere der Vorschlag mit dem komplexen evolventen Durchgang führt zu einer
Erhöhung
der Herstellungskosten und der Komplexität des Staubsaugerprodukts.
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Die Dokumente US-A-4797072 und US-A-6158083
beschreiben jeweils eine Staubsaugervorrichtung mit einem Gebläse, das
Arbeitsluft für den
Staubsauger von einem Gebläsehohlraum
in einen Ausgabesammelraum und über
einen Arbeitsluftauslass aus dem Staubsauger bewegt. Ein erstes Gehäuseelement
umfasst eine erste Wand und ein zweites Gehäuseelement umfasst eine zweite
Wand und die erste Wand ist radial zu der zweiten Wand versetzt,
so dass ein ringförmiger
Durchgang gebildet wird, der mit dem Auslassdurchgang in Verbindung
steht. Der ringförmige
Durchgang verläuft über den
gesamten Umfang des Luftgebläses
im wesentlichen kontinuierlich und ununterbrochen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Staubsauger gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 offenbart.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist ein Gehäuse eines Luftgebläses gemäß dem unabhängigen Patentanspruch
5 offenbart.
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Gemäß einem noch weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist ein Staubsauger gemäß dem unabhängigen Patentanspruch
8 offenbart.
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Andere Merkmale und Vorteile sind
mit den beanspruchten und offenbarten Vorrichtungen und Verfahren
inhärent
oder sie werden dem Fachmann aus der folgenden genauen Beschreibung
in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen.
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1 ist
eine Vorderansicht eines Staubsaugers, der mit einem Gehäuse eines
schaufellosen Gebläses
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung versehen ist;
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2 ist
eine Querschnittsansicht des Staubsaugers, der in 1 dargestellt ist;
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3 ist
ein vergrößerter Teilquerschnitt
des Staubsaugers, der in 1 dargestellt
ist;
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4 ist
eine Draufsicht eines ersten Gehäuseelements
für ein
Gehäuse
eines schaufellosen Gebläses
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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5 ist
eine Unteransicht eines zweiten Gehäuseelements für ein Gehäuse eines
schaufellosen Gebläses
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Genaue Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen
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In bezug auf die 1 bis 3 umfasst
ein büchsenartiger
Staubsauger 10 einen von Fußröllchen 14 getragenen
Schmutzsammelbehälter 12. Eine Öffnung 16 ist
auf einer Seite des Behälters 12 ausgebildet
und dazu geeignet, einen Saugschlauch oder ein ähnliches Zusatzgerät (nicht
dargestellt) aufzunehmen. An dem offenen oberen Ende des Behälters 12 ist
durch Einschnappklinken 18 eine Vakuumbaugruppe 20 befestigt,
die eine Handhabe 22 und ein Stromkabel 24 umfasst.
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Es wird nun insbesondere auf die 2 und 3 Bezug genommen, wobei die Vakuumbaugruppe 20 eine
Gehäusebaugruppe 26 umfasst,
die durch Zusammenfügen
mehrerer Gehäuseelemente
bzw. der Elemente 28, 30, 32, 34 und 36 gebildet
ist. Bevorzugte Gehäuseelemente
sind aus Kunststoffen, wie beispielsweise Polypropylen, Polyethylen,
ABS und ähnlichen
Materialien ausgebildet und sie sind durch Ultraschallschweißen, Warmverstemmen,
Aufkleben, mit Gewinde versehenen Befestigungsmitteln oder Kombinationen
davon oder anderen im Stand der Technik gut bekannten Verbindungstechniken
verbunden. Das Element 28 bildet einen Verschluss an dem
oberen Ende des Behälters 12 und wird
durch Einschnappklinken 18 daran befestigt. Das Element 28 umfasst
eine mit einem Flansch versehene Öffnung 38 mit einem
Falz 40, die von seiner Mitte versetzt ausgebildet ist.
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Das Element 30 bildet einen
oberen Abschnitt eines Gebläsegehäuses 42.
Das Element 30 umfasst einen ersten zylindrischen Wandabschnitt 44,
der von einem zweiten zylindrische Wandabschnitt 46 durch
eine versetzte Stufe 48 getrennt ist. Der Wandabschnitt 46 wird
von der Öffnung 38 aufgenommen,
wobei die versetzte Stufe 48 mit dem Falz 40 in
Eingriff kommt und dann wird das Element 30 an dem Element 28 befestigt.
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Das Element 32 umfasst eine
im wesentlichen zylindrische äußere Wand 50 und
eine im wesentlichen zylindrische innere Wand 52, deren
untere Kanten 54 bzw. 56 durch eine Wand 58 verbunden sind.
Ein unteres Ende 60 einer inneren Wand 52 wird
von einer Endwand 62 umgeben, wobei ein Hohlraum
64,
der einen unteren Abschnitt eines Motorgehäuses 41 bildet, ausgebildet
wird. Gegenüber dem
Hohlraum 64 bilden die innere Wand 52 und die Endwand 62 einen
oberen Abschnitt des Gebläsegehäuses 42.
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Die innere Wand 52 ist von
dem Wandabschnitt 44 getrennt, wobei ein ringförmiger Durchgang 66 zwischen
einem Gebläsehohlraum 68 und
einem Ausgabesammelraum 70, der zwischen der inneren Wand 52 und
der äußeren Wand 50 ausgebildet
ist, definiert ist. Die äußere wand 50 umfasst mehrere
Auslassdurchgänge 72 (am
besten in 1 zu sehen),
die die Ausgabe der Arbeitsluft aus dem Ausgabesammelraum 70 von
der Vakuumanordnung 20 erlauben.
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Das Element 34 weist einen
Haubenaufbau auf und umfasst einen zylindrischen Flansch 74.
Die Wand 58 ist mit einem sich nach oben erstreckenden zylindrischen
Flansch 76 ausgebildet und das Element 34 ist,
den Hohlraum 64 umgebend, über dem Element 32 angeordnet.
Der Flansch 74 kommt mit dem Flansch 76 in Eingriff,
um das Element 34 an dem Element 32 anzuordnen
und zu befestigen. Das Element 34 umfasst ferner eine zylindrische
Wand 78, die sich von einem oberen Abschnitt des Elements 34 nach
unten in den Hohlraum 64 erstreckt. Das Element 36 weist
ebenfalls einen Haubenaufbau auf und ist über dem Element 34 angeordnet
und eine Handhabe 22 ist auf einer äußeren oberen Fläche 80 des
Elements 36 ausgebildet.
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Ein Elektromotor 82 ist
an seinem oberen Ende 83 innerhalb der zylindrischen Wand 78 angeordnet
und wird an seinem unteren Ende 84 axial auf Rippen 86 gehalten.
Der Motor 82 umfasst eine sich axial erstreckende Motorwelle 88,
die von dem oberen Ende 83 nach oben und von dem unteren
Ende 86 nach unten vorragt. Zusätzlich zu den Lagern, die die
Welle 88 in dem Motor 82 tragen, kann die Welle 88 auch
durch ein Lager 90 gelagert sein, das in einer Lagerhalterung 92 innerhalb
der Rippen 86 gehaltert ist und durch ein Lager 54,
das innerhalb eines Lagerhalters 96 gehaltert ist, der
in einer zylindrischen Aussparung 98, die in einem oberen
Abschnitt des Elements 34 ausgebildet ist, gehaltert ist.
Ein Lüfter 106 ist
an einem oberen Ende 100 der Welle 88 benachbart
einer Belüftungsöffnung 102 befestigt,
die auch in dem oberen Abschnitt des Elements 34 ausgebildet
ist. Die Belüftungsöffnung 102 ist
durch einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 104 definiert
und der Lüfter 106 wird
benachbart dem Flansch 104 auf der Welle 88 gehalten.
Während dem
Betrieb des Motors 82 saugt der Lüfter 106 über Öffnungen 110 Luft
in den Hohlraum 64 und von innerhalb des Hohlraums 64 und über den
Motor 82 nach oben. Die Luft wird aus den Belüftungsöffnungen 102 in
einen Hohlraum 108, der zwischen dem Element 34 und
dem Element 36 ausgebildet ist und aus dem Hohlraum 36 durch
die Öffnung 111,
die zwischen dem Element 32 und dem Element 36 ausgebildet
ist, ausgestoßen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird daher die Arbeitsluft nicht zum
Kühlen
des Motors 82 verwendet.
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Ein unteres Ende 114 der
Welle 88 erstreckt sich durch eine Öffnung 112, die in
der Endwand 62 ausgebildet ist, nach unten und in ein Gebläsegehäuse 68.
Ein Gebläse
bzw. ein Laufrad 116 ist an dem unteren Ende 114 innerhalb
des Gebläsegehäuses 68 und
benachbart einem Einlassdurchgang 118, der in dem Element 30 ausgebildet
ist, befestigt. Der Einlassdurchgang 118 umfasst einen
sich nach unten erstreckenden zylindrischen Abschnitt 120,
in dem mehrere Luftschlitze 122 ausgebildet sind. Über dem Einlassdurchgang 118 sind
gegenüber
dem Gebläsegehäuse 68 und
innerhalb des Behälters 12 eine
Filterhalterung 124 und einen Filter 126 befestigt,
die jeweils einen herkömmlichen
Aufbau aufweisen. Der Einlassdurchgang 118 umfasst ferner
einen sich nach oben erstreckenden Kragenabschnitt 128,
der benachbart eines Mittelabschnitts 130 des Laufrades 116 angeordnet
ist.
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Wird der Motor 82 betrieben,
wird das Laufrad innerhalb des Gebläsegehäuses 68 drehend angetrieben.
Wie es durch die Pfeile in 3 dargestellt ist,
wird Arbeitsluft von dem Behälter 12,
durch den Filter 126, durch den Einlassdurchgang 118 in
den Mittelabschnitt 130 des Laufrades 116 eingesaugt. Das
Laufrad 116 treibt die Arbeitsluft in Richtung der Wand 44 radial
nach außen.
Ein unterer Abschnitt 45 der Wand 44 ist gewinkelt,
um die Arbeitsluft in Richtung und durch den ringförmigen Durchgang 66 zu führen. Wie
aus den Zeichnungen ersichtlich ist, ist der ringförmige Durchgang 66 im
wesentlichen über seinen
gesamten Umfang ohne Hindernisse ausgebildet. Zusätzlich weist
der ringförmige
Durchgang 66 eine im wesentlichen konstante Breite, "w" in 3, von
einem Einlass 132 bis zu einem Auslass 134 auf. Diesbezüglich bildet
der ringförmige
Durchgang 66 einen minimalen Querschnitt innerhalb des
Arbeitsluftausgabeweges, d. h. dem Weg von dem äußeren Umfang 131 des
Laufrades 116, in den Sammelraum 70 und zu den
Auslässen 72.
Dieser minimale Querschnitt erzeugt einen Gegendruck für das Laufrad 116,
wodurch seine Leistungsfähigkeit
erhöht
wird. Weil der ringförmige
Durchgang 66 im wesentlichen behinderungsfrei ist, können darüber hinaus
Geräusche,
die normalerweise mit Schaufeln oder anderen Hindernissen zum Erzeugen
des Gegendrucks in dem Ausgabeweg in Verbindung stehen, im wesentlichen
vermindert oder ausgeschaltet werden. Es ist ersichtlich, dass für verschiedenartige
Anwendungen die Breite des ringförmigen
Durchgangs 66 und somit die Größe des minimalen Querschnitts
eingestellt werden können,
um die gewünschte
Menge an Gegendruck für
die optimale Gebläseleistungsfähigkeit bereitzustellen.
Wie am besten aus 3 ersichtlich ist,
erstreckt sich das Randelement 60 als ein zylindrischer
Flansch 36 benachbart einer Aussparung 138, die
in einer Endwand 62 ausgebildet ist. Ein Verlängern oder
Verkürzen
des zylindrischen Flanschs 136 entspricht dem Verlängern oder
Verkürzen
einer Länge "1" des ringförmigen Durchgangs 66 und
entsprechend einer Erhöhung
oder einem Absenken der Menge des Gegendrucks, den er erzeugt. Gleichermaßen kann
der zylindrische Flansch nach innen in Richtung der Aussparung 183 oder
nach außen
bewegt werden, um entsprechend die Breite des ringförmigen Durchgangs 66 zu
erhöhen
oder zu vermindern. Dies erhöht
oder vermindert gleichermaßen
die Menge des Gegendruckes, der durch den ringförmigen Durchgang 66 bereitgestellt
wird.
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Es wird nun Bezug genommen auf die 4 und 5, in denen mehrere Streben 140,
die sich radial von der Wand 60 nach außen erstreckend vorgesehen
sind und die, sich axial erstreckende Zungen 142 umfassen.
Die Wand 46 umfasst mehrere sich nach innen erstreckende
und axial ausgerichtete Schlitze 144. Die Schlitze 144 sind
derart angeordnet, dass sie mit den Zungen 142 in Eingriff
kommen, um das Element 32 an dem Element 34 zu
halten, um so den beschriebenen Aufbau des ringförmigen Durchgangs 66 zu
sichern. Es ist ersichtlich, dass die Zungen 142 und die
Schlitze 144 quer zu dem ringförmigen Durchgang 46 angeordnet
sind und so eine geringe aber akzeptierbare Behinderung innerhalb
des ringförmigen
Durchgangs 66 darstellen. Es ist jedoch auch ersichtlich,
dass abhängig
von dem speziellen Aufbau der Gehäuseelemente Behinderungen vollständig vermieden
werden können
und/oder eine oder mehrere geringfügige Behinderungen, die zur Geräuschentwicklung
nicht signifikant beitragen, innerhalb des ringförmigen Durchgangs 66 angeordnet sein
können.
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Die Gehäuseelemente 28, 30, 32, 34 und 36 umfassen
verschiedenartige andere Strukturen und Merkmale, die darin ausgebildet
sind. Diese Merkmale können
zur Festigkeit der Elemente beitragen, die Ausrichtung oder Montage
erleichtern, zum Anbringen der Elemente bereitgestellt sein und/oder
für ein äußeres Erscheinungsbild
stehen. Mehrere derartige Merkmale sind in den Zeichnungen dargestellt,
aber es wurde nicht individuell Bezug darauf genommen.
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Die vorstehende Beschreibung dient
dem Zweck dem Fachmann den besten Weg zum Ausführen der Erfindung zu lehren
und ist lediglich darstellend aufgebaut. Verschiedenartige Modifikationen und
alternative Ausführungsformen
der Erfindung werden dem Fachmann angesichts dieser Beschreibung
ersichtlich sein. Die Details des offenbarten Aufbaus können, ohne
dass man sich von dem Grundgedanken der Erfindung entfernt, wesentlich verändert werden
und die exklusive Verwendung sämtlicher
Modifikationen, die im Umfang der beigefügten Ansprüche liegen sind vorbehalten.