EP4129134A1

EP4129134A1 - Haushaltsgerät mit einer schalldämpfungseinrichtung

Info

Publication number: EP4129134A1
Application number: EP21189382.1A
Authority: EP
Inventors: Amin Nezami; Thomas Erner
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 2021-08-03
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2023-02-08
Also published as: US20230045149A1; CN115886634A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät (1), insbesondere Bodenbearbeitungsgerät, mit einem Gerätegehäuse (2), einem in dem Gerätegehäuse (2) angeordneten Gebläse (3), einer in Strömungsrichtung hinter dem Gebläse (3) in dem Gerätegehäuse (2) ausgebildeten Austrittsöffnung (4), einem Strömungskanal (5), welcher die Austrittsöffnung (4) strömungsführend mit dem Gebläse (3) verbindet, und einer dem Strömungskanal (5) zugeordneten Schalldämpfungseinrichtung (6) zum Dämpfen von durch einen Betrieb des Haushaltsgerätes (1) entstehendem Schall. Um eine Schalldämpfungseinrichtung (6) vorteilhaft weiterzubilden, wird vorgeschlagen, dass die Schalldämpfungseinrichtung (6) eine Mehrzahl von schallabsorbierenden Wandelementen (7, 8, 9) aufweist, die zusammen zumindest einen Abschnitt des Strömungskanals (5) bilden, wobei die Wandelemente (7, 8, 9) eine bezogen auf eine Richtung einer Längserstreckung des Strömungskanals (5) gekrümmte Wandfläche (10) aufweisen und so zueinander positioniert sind, dass ein zwischen gegenüberliegenden Wandflächen (10) ausgebildeter Strömungsweg (11) gekrümmt verläuft.

Description

Gebiet der Technik

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, insbesondere Bodenbearbeitungsgerät, mit einem Gerätegehäuse, einem in dem Gerätegehäuse angeordneten Gebläse, einer in Strömungsrichtung hinter dem Gebläse in dem Gerätegehäuse ausgebildeten Austrittsöffnung, einem Strömungskanal, welcher die Austrittsöffnung strömungsführend mit dem Gebläse verbindet, und einer dem Strömungskanal zugeordneten Schalldämpfungseinrichtung zum Dämpfen von durch einen Betrieb des Haushaltsgerätes entstehendem Schall.

Stand der Technik

Haushaltsgeräte der vorgenannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Bei diesen handelt es sich beispielsweise um Bodenbearbeitungsgeräte, insbesondere Saugreinigungsgeräte, mit einem Gebläse zum Aufsaugen von Staub und Schmutz von einer zu reinigenden Fläche. Das Sauggut wird mittels des Gebläses üblicherweise in eine Sauggutkammer überführt und dort gesammelt, während durch einen Filter gereinigte Luft zu dem Gebläse und schließlich zu der Austrittsöffnung strömt.
Durch den Betrieb des Gebläses und eine damit verbundene Rotation von Gebläseschaufeln werden Schallwellen erzeugt, die unweigerlich beim Betrieb des Haushaltsgerätes für einen Nutzer hörbar werden. Um die damit verbundene Geräuschkulisse so weit zu reduzieren, dass der Nutzer diese nicht als störend empfindet, sind im Stand der Technik Schalldämpfer bekannt, welche in das Gerätegehäuse des Haushaltsgerätes eingebracht werden.
Des Weiteren ist es im Stand der Technik, beispielsweise auf dem Gebiet von Rohrschalldämpfern für Luftleitungen, bekannt, Strömungskanäle von innen mit einer perforierten Trägerstruktur auszustatten, die einen Akustikschaum oder ein Vlies trägt. Im Ergebnis steigt dadurch der Druckverlust, so dass bezogen auf ein Saugreinigungsgerät Sauggut nicht mehr so gut von einer zu reinigenden Fläche entfernt werden könnte, wie dies beispielsweise ohne einen solchen Schalldämpfer der Fall wäre. Um den negativen Effekt auf den Wirkungsgrad des Schalldämpfers auszugleichen, müsste das Saugreinigungsgerät mit einem leistungsfähigeren Gebläse bzw. Antriebsmotor ausgestattet werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Haushaltsgerät mit einer Schalldämpfungseinrichtung auszubilden, welche ein möglichst geringes Bauvolumen, bei gleichzeitig optimaler Schalldämpfung aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Schalldämpfungseinrichtung eine Mehrzahl von schallabsorbierenden Wandelementen aufweist, die zusammen zumindest einen Abschnitt des Strömungskanals bilden, wobei die Wandelemente eine bezogen auf eine Richtung einer Längserstreckung des Strömungskanals gekrümmte Wandfläche aufweisen und so zueinander positioniert sind, dass ein zwischen gegenüberliegenden Wandflächen ausgebildeter Strömungsweg gekrümmt verläuft.
Erfindungsgemäß ist der Strömungskanal zumindest bezogen auf einen Abschnitt entlang seiner Längserstreckung gekrümmt ausgebildet, so dass die in dem Strömungskanal geführte Luftströmung in Strömungsrichtung mehrfach auf die schallabsorbierenden Wandelemente trifft und dort zumindest teilweise absorbiert werden kann. Dadurch ist einerseits der Strömungskanal von innen mit schallabsorbierenden Wandelementen versehen, und zum anderen kommt es durch die mehrmaligen Reflexionen der Luftströmung an Wandelementen zu einem erhöhten Gesamtabsorptionsgrad. Der wesentliche Gedanke der Erfindung ist, den Strömungskanal möglichst gekrümmt auszubilden und nicht geradlinig oder eckig. Im Gegensatz zu beispielsweise abrupten (nicht stetigen) Richtungsänderungen des Strömungskanals werden die Druckverluste möglichst gering gehalten. Eine Richtungsänderung erfolgt somit erfindungsgemäß entlang eines gekrümmten Strömungsweges. Besonders bevorzugt weist ein freier Strömungsquerschnitt zwischen den gegenüberliegenden Wandflächen des Strömungskanals eine bestimmte Mindestgröße auf, welche abhängig von dem Volumenstrom der in dem Strömungskanal geführten Luftströmung bemessen ist. Der freie Strömungsquerschnitt sollte optimalerweise mindestens einen Betrag aufweisen, welcher einem 0,96-Fachen des Betrages des Volumenstroms² entspricht, d. h. 0,96 x Q², wobei Q der Betrag des Volumenstroms ist. Bezogen auf die schallabsorbierende Eigenschaft der Wandelemente sollten diese idealerweise 100 Prozent der Schallenergie absorbieren. Da dies in der Praxis selten möglich ist, sollte die Schalldämpfungseinrichtung insgesamt zumindest eine Schallabsorption von 50 Prozent bezogen auf den zu dämpfenden Schallanteil erreichen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Strömungsweg s-förmig ausgebildet ist, so dass innerhalb des Strömungskanals zumindest zweimal eine Richtungsumkehr des Strömungsweges besteht. Der Strömungsweg weist für die innerhalb des Strömungskanals geführte Luftströmung somit zumindest zwei im Wesentlichen entgegengesetzte Richtungsänderungen auf, wobei die Form des Strömungsweges hier als s-förmig bezeichnet wird. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch andere Krümmungsformen, die zumindest zwei entgegengesetzte Richtungsänderungen, insbesondere im Wesentlichen 180°-Änderungen, aufweisen, im Rahmen der Erfindung liegen, beispielsweise eine z-Form des Strömungskanals. Auch Änderungen der Richtung von 145° bis 180° können den erfindungsgemäßen Effekt optimal erzielen. Die Richtungsumlenkungen des Strömungsweges können grundsätzlich an einer beliebigen Stelle des Strömungskanals liegen und von geradlinigen Strömungskanalabschnitten unterbrochen sein. Zudem ist es möglich, dass zu der s-Form des Strömungsweges nicht nur die schallabsorbierenden Wandelemente beitragen, sondern auch Wandbereiche, die im Wesentlichen schallreflektierend ausgebildet sind. Darüber hinaus können auch geradlinig ausgebildete Wandbereiche des Strömungskanals schallabsorbierend ausgebildet sein. Wesentlich bei einer gemischten Ausbildung aus überwiegend schallabsorbierenden und überwiegend schallreflektierenden sowie geradlinigen und gekrümmten Wandbereichen ist, dass der Strömungskanal zumindest einen Abschnitt aufweist, der gekrümmte und schallabsorbierende Wandelemente enthält und somit eine gekrümmte Streckenführung für den Strömungsweg erzwingt, bei gleichzeitig zumindest abschnittsweiser Absorptionseigenschaft der gekrümmten Wandelemente.
Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal zwischen den gegenüberliegenden Wandelementen entlang des Strömungsweges einen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt aufweist. Gemäß dieser Ausgestaltung bleibt der Abstand der gegenüberliegenden Wandelemente konstant, wobei die gekrümmten Wandflächen der Wandelemente der Krümmung folgend parallel zueinander verlaufen. Dadurch wird erreicht, dass der Strömungsquerschnitt entlang des Strömungsweges ebenfalls konstant bleibt, vorzugsweise ausgehend von dem Gebläse bis zu der Austrittsöffnung des Strömungskanals. Der Strömungsquerschnitt ist - wie zuvor erläutert - idealerweise größer als ein Mindestströmungsquerschnitt, welcher bemessen ist als mindestens 0,96 x Volumenstrom².
Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Schalldämpfungseinrichtung einen Trägerkörper zur Aufnahme der schallabsorbierenden Wandelemente aufweist. Gemäß dieser Ausgestaltung ist die Schalldämpfungseinrichtung bevorzugt modular ausgestaltet, nämlich aus einem Trägerkörper und einer Mehrzahl von schallabsorbierenden Wandelementen, welche mit dem Trägerkörper verbunden werden können. Besonders bevorzugt können die schallabsorbierenden Wandelemente trennbar mit dem Trägerkörper verbunden sein, so dass auch ein späterer Austausch möglich ist. Bei der Herstellung des Haushaltsgerätes kann die Schalldämpfungseinrichtung zunächst vor dem Einbau der Schalldämpfungseinrichtung in das Haushaltsgerät aus dem Trägerkörper und den schallabsorbierenden Wandelementen zusammengestellt werden. Diese Ausgestaltung ermöglicht auch eine individuelle Bestückung des Trägerkörpers mit Wandelementen, je nach der Art des jeweiligen Haushaltsgerätes, so dass eine individuelle Schalldämpfungseinrichtung für jedes Haushaltsgerät hergestellt werden kann. Beispielsweise können die schallabsorbierenden Wandelemente auf das jeweilige Schallemissionsspektrum des Haushaltsgerätes angepasst sein. Der Trägerkörper stellt besonders bevorzugt Steckplätze bereit, welche universell für unterschiedliche Wandelemente geeignet sind. Beispielsweise können sich die Wandelemente bezogen auf eine Materialzusammensetzung und/oder Wandstärke des schallabsorbierenden Materials unterscheiden. Der Trägerkörper selbst besteht beispielsweise aus einem Hartkunststoff wie zum Beispiel ABS (AcrylnitrilButadien-Styrol) oder PP (Polypropylen). Der Trägerkörper bildet erst in Verbindung mit den aufgenommenen schallabsorbierenden Wandelementen eine vollständige Schalldämpfungseinrichtung aus. Im Zusammenspiel sind die Strömungswege des Strömungskanals somit einerseits durch die Flächen der schallabsorbierenden Wandelemente, und andererseits durch die Flächen des Trägerkörpers gebildet. Innerhalb des Haushaltsgerätes ist der Trägerkörper zwischen einer Ausblasöffnung des Gebläses bzw. einer Motor-Gebläse-Einheit und der Austrittsöffnung des Gerätegehäuses angeordnet. Des Weiteren liegt eine äußere Oberfläche des Trägerkörpers bevorzugt von innen an dem Gerätegehäuse des Haushaltsgerätes an. Der Trägerkörper kann an dem Gerätegehäuse fixiert sein, beispielsweise durch eine Schraubverbindung, Klemmverbindung, Steckverbindung oder ähnliche Fixierungsmethode. Die schallabsorbierenden Wandelemente sind luftdicht in den Trägerkörper eingesetzt, so dass die innerhalb des Trägerkörpers geführte Luftströmung den Strömungsweg nicht durch etwaige Öffnungen oder Ritzen zwischen dem Material des Trägerkörpers und dem Material der Wandelemente verlassen kann.
Zudem kann vorgesehen sein, dass der Trägerkörper zumindest in einem Teilbereich des Trägerkörpers eine Trägerkörperwandung aufweist, wobei die Trägerkörperwandung und die in den Trägerkörper eingesetzten Wandelemente einen nach außen luftdicht geschlossenen Strömungskanalabschnitt bilden, welcher luftabdichtend einerseits mit dem Gebläse und andererseits mit der Austrittsöffnung des Gerätegehäuses verbunden ist. Gemäß dieser Ausgestaltung ist wirkungsvoll verhindert, dass die Luftströmung bzw. in der Luftströmung geführter Schall einen Kurzschluss um den Trägerkörper oder zumindest Teilbereiche des Trägerkörpers nehmen. Die Trägerkörperwandung des Trägerkörpers kann gemäß einer besonderen Ausführung der Erfindung so relativ zu einer Ausblasöffnung des Gebläses stehen, dass sich die das Gebläse verlassende Luftströmung in zwei Strömungsanteile aufteilt, die getrennt voneinander innerhalb des Trägerkörpers zu der Austrittsöffnung des Gerätegehäuses strömen. Insofern können innerhalb des Trägerkörpers zwei Teilströmungskanäle entstehen, die jeweils s-förmig verlaufen und anschließend in einen gemeinsamen Luftauslass des Trägerkörpers münden. Insbesondere kann die Trägerkörperwandung orthogonal zu einer Ausströmrichtung der das Gebläse verlassenden Luftströmung stehen, so dass bereits bei der Einströmung in den Trägerkörper eine erste Richtungsumlenkung der geführten Luftströmung in dem Strömungsweg erreicht ist. Mit dem Eintritt der Luftströmung in den Trägerkörper kann somit im Wesentlichen bereits beispielsweise eine 90°-Umlenkung und Zweiteilung des in den Trägerkörper eintretenden Luftstroms erreicht werden. Die beiden Teilluftströme verlaufen dann in Strömungsrichtung hinter der Trägerkörperwandung in einer 180°-Umlenkung aufeinander zu und können von einem Wandelement, welches gekrümmt ausgebildet ist, erneut um 90° umgelenkt werden, so dass die Teilluftströme dann parallel zueinander, jedoch bevorzugt weiter getrennt voneinander, auf die Austrittsöffnung des Gerätegehäuses zuströmen.
Die Wandelemente der Schalldämpfungseinrichtung sind bevorzugt aus einem offenporigen Schaum gebildet. Insbesondere können die Wandelemente aus Melaminharzschaum oder Polyurethanschaum hergestellt sein. Diese Materialien haben sich in der Praxis als besonders wirksam erwiesen, um gängige Schallfrequenzen in Haushaltsgeräten zu absorbieren, insbesondere Schallfrequenzen, welche durch ein Gebläse verursacht werden.
Darüber hinaus weisen die Wandelemente bevorzugt eine Wandstärke auf, die mindestens einem Viertel einer Wellenlänge eines zu dämpfenden Schallanteils entspricht. Die Wandstärke des Wandelementes bestimmt, ab welcher Grenzfrequenz, sogenannte "Cut-on Frequency" Schallanteile absorbiert werden. Die Schallschnelle einer Resonanzmode des Schalls weist an einem reflektierenden Teilbereich des Wandelementes eine Amplitude von 0 auf. Davon ausgehend verläuft die Schallschnelle dann in Richtung des gegenüberliegenden Wandelementes in einer Sinusschwingung mit der Wellenlänge λ. Damit das schallabsorbierende Material des Wandelementes seine Wirkung entfalten kann, muss die Wandstärke des Wandelementes mindestens einem Viertel der Wellenlänge λ des betreffenden Schallanteils entsprechen. Damit kann sich der nächstliegende Peak der Amplitude der Schallschnelle noch innerhalb des absorbierenden Materials des Wandelementes befinden, wodurch die Schallenergie wirkungsvoll reduziert wird.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Wandelemente auf deren nach außen weisender, von der geführten Luftströmung abgewandten Außenseite eine luftdicht abschließende Wandung aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass das ansonsten offenporige Material der Wandelemente nicht komplett von der Luftströmung durchströmt werden kann, sondern die geführte Luft vielmehr innerhalb des Strömungskanals verbleibt. Somit weist das jeweilige Wandelement eine Dämmlage auf, die den Luftaustritt und auch Schallaustritt aus dem Strömungskanal verhindert.
Schließlich wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal eine Schallreduzierungswand aufweist, wobei eine Wandebene der Schallreduzierungswand parallel zu dem Strömungsweg orientiert ist und wobei die Schallreduzierungswand bezogen auf eine Richtung orthogonal zu der Längserstreckung des Strömungskanals mittig zwischen den gegenüberliegenden Wandflächen des Strömungskanals angeordnet ist. Die Schallreduzierungswand ist ebenso ausgebildet, in dem betreffenden Strömungskanalabschnitt, welcher die Schallreduzierungswand beinhaltet, die Schallenergie der resonanten Schallanteile zu reduzieren. Die Schallreduzierungswand ist mittig zwischen den gegenüberliegenden Wandflächen des Strömungskanals in dem Strömungskanal angeordnet, so dass die Ebene der Schallreduzierungswand genau dort liegt, wo die Schnelleamplitude der Schallschnelle ein Maximum hat. Die Schallreduzierungswand ist somit von der Innenwandung des Strömungskanals beabstandet und liegt im Wesentlichen mittig innerhalb eines Öffnungsquerschnitts des Strömungskanals. Dadurch befindet sich die schallabsorbierende Schallreduzierungswand genau dort, wo besonders viel Schallenergie in der Luftströmung geführt wird. Da die Schallreduzierungswand darüber hinaus parallel zu der Hauptströmungsrichtung der Luftströmung in dem Strömungskanal verläuft, wird die Luftströmung nicht wesentlich behindert, so dass die Saugkraft des Gebläses bzw. des Haushaltsgerätes möglichst hoch bleibt. In anderen Worten wird die Schallreduzierungswand so innerhalb des Strömungskanals angeordnet, dass die von dem Gebläse geförderte Luftströmung mit möglichst geringem Druckverlust innerhalb des Strömungskanals zu der Austrittsöffnung strömen kann, während andererseits der durch das Gebläse erzeugte Schall optimal reduziert wird. Die Schallreduzierungswand ist parallel zu der Richtung der Luftströmung orientiert, während sich die Schallwellen zwischen den gegenüberliegenden Innenwandungen des Strömungskanals, d. h. quer dazu, ausbilden. Dadurch kann die von dem Gebläse erzeugte Luftströmung möglichst druckverlustfrei durch den Strömungskanal strömen und das Material der Schallreduzierungswand durchsetzen. Gleichzeitig findet eine optimale akustische Absorption mittels der im Maximum der Schallschnelle angeordneten Schallreduzierungswand statt. Die vor Erreichen der Schallreduzierungswand separat strömenden Teilluftströme können sich durch die Schallreduzierungswand hindurch gegebenenfalls wiederum vermischen, so dass die Luftströmung insgesamt möglichst druckverlustfrei durch den Strömungskanal strömen kann. Dies erhöht den Wirkungsgrad der Schalldämpfungseinrichtung, d. h. das Verhältnis von Schallreduzierung zu Druckverlust.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät,
Fig. 2: eine Prinzipskizze eines Strömungskanals mit gekrümmten Wandelementen,
Fig. 3: einen Längsschnitt eines Strömungskanals mit einer Schalldämpfungseinrichtung, welche einen Trägerkörper und darin eingesetzte Wandelemente aufweist,
Fig. 4: einen Querschnitt des Strömungskanals gemäß Fig. 3,
Fig. 5: ein Wandelement gemäß einer ersten Ausführungsform,
Fig. 6: ein Wandelement gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 7: ein Wandelement gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 8: ein Wandelement gemäß einer weiteren Ausführungsform,
Fig. 9: einen Trägerkörper zur Halterung von Wandelementen.

Beschreibung der Ausführungsformen

Figur 1 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausführung eines erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes 1, welches hier als Bodenbearbeitungsgerät ausgebildet ist. Hier handelt es sich bei dem Haushaltsgerät 1 um einen von einem Nutzer manuell zu bedienenden Staubsauger. Das Haushaltsgerät 1 weist ein Basisgerät 18 und ein lösbar mit dem Basisgerät 18 verbundenes Vorsatzgerät 19 auf. Bei dem Vorsatzgerät 19 handelt es sich hier beispielsweise um eine Saugdüse mit einem Saugmund 20 und einem dem Saugmund 20 zugeordneten Bodenbearbeitungselement 21. Das Basisgerät 18 des Haushaltsgerätes 1 verfügt über ein Gerätegehäuse 2, in welchem sich unter anderem eine Sauggutkammer 17 und ein Gebläse 3 befindet. Ein Strömungskanal 5 verbindet eine Ausblasseite des Gebläses 3 mit einer Austrittsöffnung 4. Das Gebläse 3 dient zum Einsaugen von Sauggut in die Sauggutkammer 17, wobei auf einer zu reinigenden Fläche befindliches Sauggut durch den Saugmund 20 des Vorsatzgerätes 19 hindurch in die Sauggutkammer 17 des Basisgerätes 18 eingesaugt werden kann. Während das Sauggut innerhalb der Sauggutkammer 17 verbleibt, strömt gereinigte Luft durch das Gebläse 3 und den Strömungskanal 5 hindurch zu der Austrittsöffnung 4 des Haushaltsgerätes 1.
Das Basisgerät 18 des Haushaltsgerätes 1 weist des Weiteren einen Stiel 23 mit einem Griff 22 auf. An dem Griff 22 ist ein Schalter 24 angeordnet, über welchen ein Nutzer einen bestimmten Betriebsmodus des Haushaltsgerätes 1, beispielsweise eine Intensitätsstufe des Gebläses 3 und/oder eine Drehzahl des Bodenbearbeitungselementes 21 des Vorsatzgerätes 19, einstellen kann.
Durch den Betrieb des Gebläses 3 entsteht Schall, welcher über den Strömungskanal 5 zu der Austrittsöffnung 4 und in die Umgebung des Haushaltsgerätes 1 getragen wird. Um das Haushaltsgerät 1 so auszubilden, dass die Anwendung für einen Nutzer angenehm ist, verfügt das Haushaltsgerät 1 über eine mit Bezug zu den weiteren Figuren näher dargestellte Schalldämpfungseinrichtung 6 (siehe insbesondere Figur 3). Die von dem Gebläse 3 emittierten Schallfrequenzen sind von verschiedenen Parametern abhängig, beispielsweise einer Drehzahl einer Motorwelle des Gebläses 3. Von Interesse ist insbesondere eine sogenannte Schaufelpassierfrequenz des Gebläses 3, welche sich einerseits durch die Drehzahl der Motorwelle, und andererseits durch die Anzahl von Gebläseschaufeln des Gebläses 3 bestimmt. Die Schalldämpfungseinrichtung 6 ist daher insbesondere so ausgestaltet, dass die charakteristischen Schallfrequenzen des Gebläses 3 des Haushaltsgerätes 1, welche bei bestimmten Leistungsstufen des Gebläses 3 entstehen, absorbiert werden.
Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip wird nun anhand der Figur 2 näher erläutert. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist die geometrische Gestaltung des Strömungskanals 5 bzw. der Schalldämpfungseinrichtung 6, um innerhalb des Strömungskanals 5 propagierende Schallanteile bestmöglich absorbieren zu können. Daher wird der Strömungskanal 5 durch eine Mehrzahl von gekrümmten Wandelementen 7, 8, 9 der Schalldämpfungseinrichtung 6 so gestaltet, dass ein zwischen den Wandelementen 7, 8, 9 ausgebildeter Strömungsweg 11 gekrümmt verläuft und die Schallanteile bei Passieren des Strömungsweges 11 möglichst häufig auf eine Wandfläche 10 der Wandelemente 7, 8, 9 treffen und die Energie der Schallanteile mit jeder Reflexion an einem Wandelement 7, 8, 9 weiter reduziert wird. Der von dem Material des Wandelementes 7, 8, 9 absorbierte Anteil der Schallenergie steigt mit der Anzahl von Reflexionen (absolut gesehen).
Die Wandelemente 7, 8, 9 sind Schaumelemente aus einem offenporigen akustisch wirksamen Schaum, zum Beispiel Melaminharzschaum oder Polyurethanschaum. Auf der dem Strömungsweg 11 abgewandten Seite weisen die Wandelemente 7, 8, 9 eine (in Figur 2 nicht dargestellte) Außenseite 14 aus einem schalldämmenden Material auf, damit die in die Poren der Wandelemente 7, 8, 9 eintretenden Schallwellen die Wandelemente 7, 8, 9 auf der Rückseite, d. h. über die Außenseite 14, nicht verlassen können, sondern vielmehr die nicht absorbierten Anteile der Schallwellen zurück in den Strömungsweg 11 reflektiert werden, um dann wiederum in ein gegenüberliegendes Wandelement 7, 8, 9 einzutreten. Die Wandelemente 7, 8, 9 weisen eine bestimmte Wandstärke d auf. Die Wandstärke d bestimmt die Tiefe des absorbierenden Materials des jeweiligen Wandelementes 7, 8, 9 von dem Strömungsweg 11 in Richtung zu der schalldämmenden, d. h. reflektierenden Außenseite 14 des Wandelementes 7, 8, 9. Die Wandstärke d des Wandelementes 7, 8, 9 ist für unterschiedliche Eintrittswinkel des Schalls verschieden. Damit das Wandelement 7, 8, 9 bzw. dessen absorbierendes Material eine Schallwelle mit einer definierten Frequenz optimal absorbieren kann, ist es erforderlich, dass die Wandstärke d mindestens so groß ist wie ein Viertel der Wellenlänge des betreffenden Schallanteils. Dadurch wird erreicht, dass ein erstes, dem Wandelement 7, 8, 9 nächstliegendes Maximum der Schallschnelle des betreffenden Schallanteils innerhalb des absorbierenden Materials des Wandelementes 7, 8, 9 liegt. Die Schallschnelle einer zwischen gegenüberliegenden Wandelementen 7, 8, 9 stehenden Schallwelle weist an der reflektierenden Innenwandung der Außenseite 14 des Wandelementes 7, 8, 9 eine Amplitude von 0 auf und setzt sich als stehende Sinuswelle zu dem gegenüberliegenden Wandelement 7, 8, 9 fort, nämlich ebenfalls bis zu der Innenwandung der schallreflektierenden Außenseite 14 des Wandelementes 7, 8, 9. Wesentlich ist, dass der der Außenseite 14 nächstliegende Amplitudenpeak noch innerhalb des absorbierenden Materials des Wandelementes 7, 8, 9 liegt, damit möglichst viel Schallenergie innerhalb der Poren des Materials absorbiert wird und nicht zurück in den Strömungsweg 11 gelangt.
Des Weiteren empfiehlt es sich, für den freien Strömungsquerschnitt des Strömungsweges 11 zwischen den Wandelementen 7, 8, 9 einen Mindestströmungsquerschnitt festzulegen. Der Mindestströmungsquerschnitt sollte in der Praxis, bezogen auf den Betrag des Quadrats des Volumenstroms, mindestens 0,96 x Volumenstrom² betragen. Dieser Mindestströmungsquerschnitt ist vorzugsweise entlang des Strömungsweges 11 konstant, d. h. möglichst von dem Gebläse 3 bis zu der Austrittsöffnung 4 in dem Gerätegehäuse 2. Dadurch kann der Druckverlust innerhalb des Strömungskanals 5 gering gehalten werden und ein Wirkungsgrad, welcher das Verhältnis zwischen Schallreduzierung zu Druckverlust angibt, über 2:1 oder sogar darüber hinaus verbessert werden.
Die Wandelemente 7, 8, 9 sind mittels eines Trägerkörpers 12 in dem Gerätegehäuse 2 des Haushaltsgerätes 1 gehaltert. Der Trägerkörper 12 ist in Figur 9 dargestellt. Die einzelnen Wandelemente 7, 8, 9 sind den Figuren 5 bis 7 zu entnehmen. Die Wandelemente 7, 8, 9 sowie eine in Figur 8 des Weiteren dargestellte Schallreduzierungswand 15 werden in entsprechende Aufnahmen des Trägerkörpers 12 eingeschoben oder eingesteckt, nämlich so, dass zwischen dem Material des Trägerkörpers 12 und den Wandelementen 7, 8, 9 keine Spalte oder Ritzen entstehen, zwischen welchen Luft aus der Schalldämpfungseinrichtung 6 entweichen kann. Der Trägerkörper 12 ist aus einem steifen Kunststoff wie beispielsweise ABS oder PP hergestellt.
Wie des Weiteren in Figur 3 dargestellt, ist der Trägerkörper 12 in dem Strömungskanal 5 auf der Ausblasseite des Gebläses 3 angeordnet, nämlich zwischen dem Gebläse 3 und der Austrittsöffnung 4 angeordnet. Mit seiner Außenseite stößt der Trägerkörper 12 hier beispielsweise an die Innenseite des Gerätegehäuses 2 und ist beispielsweise an dem Gerätegehäuse 2 fixiert, insbesondere durch eine Verschraubung, Steckverbindung, Rastverbindung oder ähnliches. Der Trägerkörper 12 bildet zusammen mit den Wandelementen 7, 8, 9 und der noch später im Einzelnen erläuterten Schallreduzierungswand 15 ein Einbaumodul, welches insgesamt in das Gerätegehäuse 2 des Haushaltsgerätes 1 eingebaut werden kann. Der Trägerkörper 12 umfasst sowohl eigene Wände, beispielsweise die Trägerkörperwandung 13, die als strömungsleitende Kontur wirksam ist, als auch Halteelemente für die in den Trägerkörper 12 eingesetzten Wandelemente 7, 8, 9 sowie die Schallreduzierungswand 15. Da auch die Wandflächen 10 der Wandelemente 7, 8, 9 strömungsleitende Funktionen aufweisen, bildet erst der komplett alle Wandelemente 7, 8, 9 sowie die Schallreduzierungswand 15 aufweisende Trägerkörper 12 den Strömungsweg 11 des betreffenden Abschnitts des Strömungskanals 5 vollständig aus.
Wie in Figur 3 dargestellt, teilt sich die Ausblasluft des Gebläses 3 von der Ausblasöffnung des Gebläses 3 kommend in zwei getrennte Strömungswege 11 auf, welche an gegenüberliegenden Randkanten der Trägerkörperwandung 13 in entgegengesetzte Richtungen um die Trägerkörperwandung 13 herum strömen, nämlich auf die Bildebene der Figur 3 bezogen in eine Richtung nach unten und eine Richtung nach oben. Dabei erfahren die beiden Strömungswege 11 jeweils eine Richtungsumlenkung um 180°, welche durch die Umlenkung des Ausblasstroms um die Randkanten der Trägerkörperwandung 13 bedingt ist. Anschließend strömen die Strömungswege 11 zwischen den Wandelementen 7, 8, 9 hindurch, nämlich ein erster Strömungsweg 11 zwischen dem Wandelement 8 und dem Wandelement 7 und ein zweiter Strömungsweg 11 zwischen dem Wandelement 9 und dem Wandelement 7. Das Wandelement 7 ist im Wesentlichen mittig in die Trägerkörperwandung 13 eingesteckt und weist bezogen auf den Längsschnitt der Figur 3 die Form eines in etwa gleichschenkligen Dreiecks mit konkaven Seitenflächen auf. Im Einzelnen ist das Wandelement 7 in Figur 5 dargestellt. Das Wandelement 7 setzt die Krümmung der Trägerkörperwandung 13 durch seine konkaven Wandflächen 10 fort und bildet mit dem gegenüberliegenden Wandelement 8 bzw. Wandelement 9 einen im Wesentlichen mit konstantem Öffnungsquerschnitt verlaufenden Strömungsweg 11 aus. Eine Spitze des Wandelementes 7 schließt sich dabei nahtlos an die ebenfalls in den Trägerkörper 12 eingesetzte Schallreduzierungswand 15 an, welche in Figur 8 näher gezeigt ist.
Die Strömungswege 11 strömen nach Passieren des Wandelementes 7 zwischen einerseits dem Wandelement 8 und der Schallreduzierungswand 15, und andererseits dem Wandelement 9 und der Schallreduzierungswand 15 weiter, wobei die Strömungswege 11 dann zunächst parallel zu einer Wandebene 16 der Schallreduzierungswand 15 verlaufen und anschließend weiter um das jeweilige gekrümmte Wandelement 8, 9 herum strömen, so dass sich wiederum eine Strömungsumlenkung ergibt. Insgesamt vollziehen die Strömungswege 11 in der Schalldämpfungseinrichtung 6 somit im Wesentlichen eine s-Form oder z-Form. Durch den gekrümmten Verlauf der jeweiligen Strömungswege 11 kommt es zu maximal vielen Interaktionen zwischen der geführten Luftströmung und dem absorbierenden Material der Wandelemente 7, 8, 9. Auch die Schallreduzierungswand 15 weist ein schallabsorbierendes Material auf, nämlich vorzugsweise einen faserverstärkten Vliesstoff, welcher hier beispielsweise zu ungefähr 30 % (auf das Volumen bezogen) mit Glasfasern oder Kohlefasern verstärkt ist. Eine Wandstärke der Schallreduzierungswand 15 beträgt beispielsweise weniger als 4 mm. Die Schallreduzierungswand 15 kann luftdurchlässig ausgebildet sein, so dass die Luftanteile aus den parallel zu der Wandebene 16 der Schallreduzierungswand 15 verlaufenden Strömungswegen 11 gegebenenfalls ineinander übertreten können. Dadurch wird erreicht, dass der Druckverlust innerhalb des Strömungskanals 15 möglichst gering ist und somit der Gesamtwirkungsgrad der Schalldämpfungseinrichtung 6 (Schallreduzierung: Druckverlust) möglichst hoch wird. Die Strömungswege 11 weisen zwischen der Wandebene 16 der Schallreduzierungswand 15 und dem Wandelement 8 bzw. dem Wandelement 9 jeweils eine Breite auf, welche ungefähr einer Viertel Wellenlänge eines zu dämpfenden Schallanteils entspricht. Dadurch wird erreicht, dass die Mittenebene der Schallreduzierungswand 15 in dem Peak der Schallschnelle einer Resonanzmode (des dominanten Schallanteils) liegt.

Ein Querschnitt durch den Strömungskanal 5 mit der Schalldämpfungseinrichtung 6 ist in Figur 4 dargestellt. Darin ist die Blickrichtung parallel zu der Wandebene 16 der Schallreduzierungswand 15 in Richtung des Gebläses 3 orientiert. Zu erkennen sind die auf beiden Seiten der Schallreduzierungswand 15 parallel verlaufenden Strömungswege 11, welche aus der Richtung des zentralen Wandelementes 7 kommen. Wie insbesondere aus Figur 3 sowie der Formgestaltung der Wandelemente 7, 8, 9 gemäß den Figuren 5 bis 7 erkennbar, ist es wesentlich, dass der Strömungsweg 11 möglichst gekrümmt ausgebildet ist, und nicht etwa eckig. Dies stellt sicher, dass die verursachten Druckverluste innerhalb des Strömungskanals 5 möglichst gering gehalten werden. Zusätzlich wird der Effekt der Schallreduzierung durch die Krümmung und das Material der absorbierenden Wandelemente 7, 8, 9 sowie das Material der absorbierenden Schallreduzierungswand 15 gesteigert, so dass der Wirkungsgrad der Schalldämpfungseinrichtung 6 möglichst hoch ist.

Liste der Bezugszeichen

1	Haushaltsgerät	d	Wandstärke
2	Gerätegehäuse
3	Gebläse
4	Austrittsöffnung
5	Strömungskanal
6	Schalldämpfungseinrichtung
7	Wandelement
8	Wandelement
9	Wandelement
10	Wandfläche
11	Strömungsweg
12	Trägerkörper
13	Trägerkörperwandung
14	Außenseite
15	Schallreduzierungswand
16	Wandebene
17	Sauggutkammer
18	Basisgerät
19	Vorsatzgerät
20	Saugmund
21	Bodenbearbeitungselement
22	Griff
23	Stiel
24	Schalter

Claims

Haushaltsgerät (1), insbesondere Bodenbearbeitungsgerät, mit einem Gerätegehäuse (2), einem in dem Gerätegehäuse (2) angeordneten Gebläse (3), einer in Strömungsrichtung hinter dem Gebläse (3) in dem Gerätegehäuse (2) ausgebildeten Austrittsöffnung (4), einem Strömungskanal (5), welcher die Austrittsöffnung (4) strömungsführend mit dem Gebläse (3) verbindet, und einer dem Strömungskanal (5) zugeordneten Schalldämpfungseinrichtung (6) zum Dämpfen von durch einen Betrieb des Haushaltsgerätes (1) entstehendem Schall, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungseinrichtung (6) eine Mehrzahl von schallabsorbierenden Wandelementen (7, 8, 9) aufweist, die zusammen zumindest einen Abschnitt des Strömungskanals (5) bilden, wobei die Wandelemente (7, 8, 9) eine bezogen auf eine Richtung einer Längserstreckung des Strömungskanals (5) gekrümmte Wandfläche (10) aufweisen und so zueinander positioniert sind, dass ein zwischen gegenüberliegenden Wandflächen (10) ausgebildeter Strömungsweg (11) gekrümmt verläuft.
Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg (11) s-förmig ausgebildet ist, so dass innerhalb des Strömungskanals (5) zumindest zweimal eine Richtungsumkehr des Strömungsweges (11) besteht.
Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (5) zwischen den gegenüberliegenden Wandelementen (7, 8, 9) entlang des Strömungsweges (11) einen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt aufweist.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungseinrichtung (6) einen Trägerkörper (12) zur Aufnahme der schallabsorbierenden Wandelemente (7, 8, 9) aufweist.
Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (12) zumindest in einem Teilbereich des Trägerkörpers (12) eine Trägerkörperwandung (13) aufweist, wobei die Trägerkörperwandung (13) und die in den Trägerkörper (12) eingesetzten Wandelemente (7, 8, 9) einen nach außen luftdicht geschlossenen Strömungskanalabschnitt bilden, welcher luftabdichtend einerseits mit dem Gebläse (3) und andererseits mit der Austrittsöffnung (4) des Gerätegehäuses (2) verbunden ist.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente (7, 8, 9) aus einem offenporigen Schaum gebildet sind.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente (7, 8, 9) aus Melaminharzschaum oder Polyurethanschaum hergestellt sind.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente (7, 8, 9) eine Wandstärke (d) aufweisen, welche mindestens einem Viertel einer Wellenlänge eines zu dämpfenden Schallanteils entspricht.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente (7, 8, 9) auf deren nach außen weisender, von der geführten Luftströmung abgewandten Außenseite (14) eine luftdicht abschließende Wandung aufweisen.
Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (5) eine Schallreduzierungswand (15) aufweist, wobei eine Wandebene (16) der Schallreduzierungswand (15) parallel zu dem Strömungsweg (11) orientiert ist und wobei die Schallreduzierungswand (6) bezogen auf eine Richtung orthogonal zu der Längserstreckung des Strömungskanals (5) mittig zwischen den gegenüberliegenden Wandflächen (10) des Strömungskanals (5) angeordnet ist.