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Die Erfindung betrifft eine Staubsaugervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Staubsaugervorrichtung weist einen Reinigungsabschnitt, der mit einer zu reinigenden Fläche in Kontakt zu bringen ist, ein innerhalb eines Außengehäuses angeordnetes Ansauggehäuse, eine Antriebseinheit zum Erzeugen eines von dem Reinigungsabschnitt in das Ansauggehäuse hinein gerichteten Luftstroms zum Aufnehmen von im Bereich des Reinigungsabschnitts befindlichem Schmutz, eine Absonderungsvorrichtung zum Absondern von Schmutz aus dem Luftstrom und einem Strömungsführungskanal zum Zurückleiten des Luftstroms in den Bereich der Unterseite des Reinigungsabschnitts, nachdem der Luftstrom die Absonderungsvorrichtung passiert hat, auf.
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Bei einer aus der
EP 1 997 412 A2 bekannten Staubsaugervorrichtung erzeugt eine Antriebseinheit in Form eines elektrischen Gebläsemotors einen Unterdruck innerhalb eines Gehäuses, der über einen angeschlossenen Saugschlauch und ein Saugrohr an dem Saugmund einer Bodendüse weitergegeben wird und Luft durch die Bodendüse, das Saugrohr und den Saugschlauch in das Gehäuse hineinsaugt. Im Gehäuse befindet sich ein Staubabscheider in Form eines Staubbeutels mit nachgeschaltetem Motorfilter, der dem mit der angesaugten Luft in das Gehäuse beförderten Schmutz aus dem Luftstrom abscheidet und sammelt. Über die Antriebseinheit wird der Luftstrom nach Abscheiden des Schmutzes über einen Abluftfilter aus dem Gehäuse geblasen.
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Herkömmliche Staubsaugervorrichtungen, wie aus der
EP 1 997 412 A2 bekannt, erzeugen einen Unterdruck zum Ansaugen von Luft. Bei derartigen Vorrichtungen ist die erzeugbare Druckdifferenz zwischen dem normalen Druck in der Umgebung und dem Unterdruck innerhalb des Staubsaugers zwangsläufig begrenzt, nämlich durch den maximalen Druckunterschied zwischen Umgebung und erzeugtem Unterdruck von 1 bar.
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Die
DE 20 2009 017 053 beschreibt eine Staubsaugervorrichtung die ein Ansauggehäuse, das mit einer Unterseite auf eine zu reinigende Fläche aufzusetzen ist, eine Antriebseinheit zum Erzeugen eines von der Unterseite in das Ansauggehäuse hineingerichteten Luftstroms zum Aufnehmen von im Bereich des Ansauggehäuses befindlichem Schmutz und eine Absonderungsvorrichtung zum Absondern von Schmutz aus dem Luftstrom aufweist, wobei der Luftstrom nicht durch ein Gehäuse hindurchgeleitet und nach Abscheiden des Schmutzes aus dem Luftstrom als Abluft abgeblasen wird.
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Dabei wird ein Luftstrom von einer zu reinigenden Fläche hin zu einer Absonderungsvorrichtung zum Absondern von Schmutz aus dem Luftstrom geleitet und von der Absonderungsvorrichtung zurück zu der zu reinigenden Fläche geführt. Der Luftstrom wird nicht als Abluft abgeblasen, sondern wiederum in den Bereich der zu reinigenden Fläche geführt. Dadurch ergibt sich ein geschlossener Luftkreislauf. Dabei weist die Staubsaugervorrichtung ein Innenteil mit einer Auffangkammer zum Auffangen von aufgenommenem Schmutz auf, wobei das Innenteil von dem Ansauggehäuse entnehmbar ist. Die Staubsaugervorrichtung weist dabei einen hohen Material- und Konstruktionsaufwand auf.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Staubsaugervorrichtung zu schaffen, mit der die erreichbare Leistung und Effizienz zum Aufnehmen von Schmutz verbessert wird und der Konstruktions- und Materialaufwand reduziert wird.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei weist die Staubsaugervorrichtung der eingangs genannten Art einen Reinigungsabschnitt, der mit einer zu reinigenden Fläche in Kontakt zu bringen ist, und ein Ansauggehäuse, das innerhalb eines Außengehäuses angeordnet und zumindest abschnittsweise von dem Außengehäuse eingefasst ist, auf. Innerhalb des Ansauggehäuses wird mittels einer Antriebsvorrichtung ein von dem Reinigungsabschnitt in das Ansauggehäuse hinein gerichteter Luftstrom zum Aufnehmen von im Bereich des Reinigungsabschnitts befindlichem Schmutz erzeugt. Die Staubsaugervorrichtung weist weiterhin eine Absonderungsvorrichtung zum Absondern von Schmutz aus dem Luftstrom und einen Strömungsführungskanal zum Zurückleiten des Luftstroms in den Bereich des Reinigungsabschnitts, nachdem der Luftstrom die Absonderungsvorrichtung passiert hat, auf. Der Strömungsführungskanal zum Zurückleiten des Luftstroms aus dem Ansauggehäuse in den Reinigungsabschnitt ist außerhalb des Ansauggehäuses zwischen dem Außengehäuse und dem Ansauggehäuse angeordnet.
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Dadurch wird unter Verringerung des konstruktiven Aufwands auf einfache Art und Weise ein geschlossener Luftkreislauf geschaffen, bei dem ein Luftstrom von einem Reinigungsabschnitt hin zu einer Absonderungsvorrichtung zum Absondern von Schmutz aus dem Luftstrom geleitet und von der Absonderungsvorrichtung zurück zu dem Reinigungsabschnitt geführt wird.
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Dabei wird in dem Ansauggehäuse ein „saugender Luftstrom” durch das Antriebsmittel erzeugt, der Staub und Schmutz von dem Reinigungsabschnitt aufnimmt und zu der Absonderungsvorrichtung zum Absondern des Schmutzes geführt wird. Nach dem Passieren der Absonderungsvorrichtung wird der „saugende Luftstrom” aus dem Ansauggehäuse in den zwischen dem Ansauggehäuse und dem Außengehäuse angeordneten Strömungsführungskanal geleitet. Der Strömungsführungskanal ist derart ausgebildet, dass er den „saugenden Luftstrom” in einen „blasenden Luftstrom” umwandelt und auf die zu reinigende Fläche leitet. Dabei streicht der „blasende Luftstrom” nun an der zu reinigenden Fläche entlang, nimmt Schmutz und Staub auf und vereinigt sich innerhalb des Reinigungsabschnitts wieder mit dem „saugenden Luftstrom”. Somit wird der Luftkreislauf geschlossen.
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Dadurch wird unter Verringerung eines Konstruktionsaufwands eine hohe Leistung und Reinigungseffizienz erreicht, wobei im Wesentlichen keine Abluft entsteht.
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Vorteilhafterweise ist der Strömungsführungskanal derart ausgebildet, dass der innerhalb des Ansauggehäuses gebildete turbulente „saugende Luftstrom” im Wesentlichen als laminarer Luftstrom in den Bereich der Unterseite des Ansauggehäuses zurückgeleitet wird. Durch die Zurückleitung des turbulenten „saugenden Luftstroms” als im Wesentlichen laminaren „blasenden Luftstroms” wird eine hohe Leistung bei einem geringen Energieeinsatz erzielt. Durch die nun im Wesentlichen laminare Luftströmung muss ein geringerer Strömungswiderstand, im Vergleich zu einer turbulenten Luftströmung, überwunden werden, so dass bei gleicher Leistung eine geringere Energie notwendig ist.
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Dabei ist das Ansauggehäuse bevorzugt vollständig von dem Außengehäuse und dem Strömungsführungskanal umgeben. Dadurch wird erzielt, dass der blasende Luftstrom auf die größtmöglichste Fläche der zu reinigenden Fläche einwirkt und den Staub und Schmutz mit hoher Effizienz in den saugenden Luftstrom des Ansauggehäuses bringt.
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Grundsätzlich ist es denkbar, wie bei herkömmlichen Staubsaugern, Luft über das Ansauggehäuse aufzunehmen und in ein weiteres Gehäuse zu leiten, in dem die Antriebseinheit angeordnet ist. Dabei erfolgt die Einleitung der Luft in das Ansauggehäuse über ein Ansaugrohr oder einen Ansaugschlauch und das Zurückleiten des Luftstroms über einen Strömungskanal aus dem weiteren Gehäuse zurück in das Ansauggehäuse, wobei die Zurückleitung beispielsweise über ein weiteres Rohr oder einen weiteren Schlauch verwirklicht sein kann.
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Vorteilhafterweise jedoch ist die Antriebseinheit unmittelbar an oder in dem Ansauggehäuse angeordnet. Dadurch wird eine funktionale Einheit aus dem Ansauggehäuse mit der daran angeordneten Antriebseinheit gebildet. Folglich erzeugt die funktionale Einheit den geschlossenen Luftstromkreislauf, nimmt den Schmutz auf und sondert den Schmutz in der ebenfalls am Ansauggehäuse angeordneten Absonderungsvorrichtung ab. Dadurch wird eine funktionale und kompakte Einheit erzielt, die beispielsweise mit einem Griff oder Stiel über eine zu reinigende Fläche bewegt werden kann.
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Die Absonderungsvorrichtung zum Absondern von Schmutz aus dem turbulenten, saugenden Luftstrom ist bevorzugt im Strömungsweg des turbulenten Luftstroms zwischen der Unterseite des Ansauggehäuses und der Antriebseinheit angeordnet. Die Antriebseinheit erzeugt einen saugenden, turbulenten Luftstrom von der Unterseite des Ansauggehäuses hin zur Antriebseinheit, wobei der Luftstrom die Absonderungsvorrichtung passiert, bevor er zur Antriebseinheit gelangt. Anschließend verlässt der Luftstrom das Ansauggehäuse und wird über den Strömungsführungskanal außerhalb des Ansauggehäuses als im Wesentlichen laminarer Luftstrom in den Bereich der Unterseite des Ansauggehäuses zurückgeführt. Dabei wird der im Wesentlichen laminare Luftstrom auf die zu reinigende Fläche geblasen und nimmt erneut Schmutz und Staub auf. Durch eine Vereinigung des eingeblasenen Luftstroms mit dem in dem Ansauggehäuse durch die Antriebseinheit erzeugten saugenden Luftstrom wird der erneut aufgenommene Schmutz in einem geschlossenen Luftkreislauf hin zur Absonderungsvorrichtung befördert.
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Dabei wird der aufgenommene Schmutz vorteilhafterweise in der Absonderungsvorrichtung unter Ausnutzung des Prinzips einer Zentrifuge abgesondert. Dabei ist das Ansauggehäuse derart ausgebildet, dass es den durch die Antriebseinheit erzeugten saugenden Luftstrom derart in eine Rotationsbewegung versetzt, dass der mit dem saugenden Luftstrom beförderte Schmutz aus dem Luftstrom in eine Absonderungsvorrichtung abgesondert und in einer in der Absonderungsvorrichtung angeordneten Auffangkammer gesammelt wird. Dabei erfolgt die Absonderung des Schmutzes aufgrund der auf die Schmutzpartikel wirkenden Zentrifugalkräfte.
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Der turbulente saugende Luftstrom wird derart in eine Rotationsbewegung versetzt, vergleichbar der Rotation eines Tornados, dass die aufgenommenen Schmutzpartikel zunehmend durch die auf sie wirkende Zentrifugalkräfte innerhalb des Ansauggehäuses nach außen gedrückt werden. Durch diese auf sie wirkenden Kräfte werden die Partikel mittels einer an der Innenseite des Ansauggehäuses angebrachten Auffangöffnung in die Auffangkammer der Absonderungsvorrichtung geleitet und gesammelt. Folglich wird der Schmutz aus dem Luftstrom abgesondert bevor der Luftstrom das Ansauggehäuse wieder verlässt. Vorteilhafterweise ist die Absonderungsvorrichtung mit der darin angeordneten Auffangkammer und der Auffangöffnung im unteren Bereich des Ansauggehäuses angebracht. Dabei ist die Innenseite des Ansauggehäuses derart ausgestaltet, dass die im Luftstrom rotierenden Partikel durch die auf sie wirkende Fliehkraft in die entsprechend angebrachte Auffangöffnung geschleudert werden.
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Somit gelangen die Schmutzpartikel im unteren Bereich des Ansauggehäuses in die in der Absonderungsvorrichtung angeordnete Auffangkammer. Die Auffangkammer kann als Fangtasche, Labyrinthsystem oder Zyklonfilter ausgebildet sein. Auch weitere Ausgestaltungsformen eines Sammelbehälters oder einer Filtereinrichtung sind denkbar.
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Der so entstandene Luftkreislauf erlaubt sehr hohe Luftgeschwindigkeiten, die eine entsprechend gute Reinigungsleistung aufweisen, ohne dass belastete Luft in den Raum geblasen wird. Die Erzeugung dieser Strömungsgeschwindigkeiten kann folglich mit einer wesentlich geringeren elektrischen Leistung erzeugt werden, da kein Überdruck (blasender Luftstrom) in das Normalsystem der Umgebungsluft gepumpt werden muss, sondern dieser Überdruck sofort in das entstandene Unterdruckgebiet (saugender Luftstrom) gepumpt wird. Dieser Unterdruck bildet sich auf der Innenseite der in dem Ansauggehäuse entstandenen rotierenden Luftströmung, vergleichbar wie bei einem Tornado. Der zurückgeleitete laminare, blasende Luftstrom wird über die zu reinigende Fläche geleitet, nimmt dabei Schmutz und Staub auf und wird in den Unterdruck des saugenden Luftstroms innerhalb des Ansauggehäuses geleitet. Folglich können hohe Strömungsgeschwindigkeiten bei einer wesentlich geringeren elektrischen Leistung erzeugt werden.
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Durch die geringere elektrische Leistung wird auch eine geringere Wärmeentwicklung der Staubsaugervorrichtung erzielt. Die durch die Antriebseinheit entstehende Wärme wird durch den Luftstrom innerhalb des Strömungsführungskanals an das Außengehäuse abgegeben und kann somit in die Umgebungsluft abgeführt werden.
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Weiterhin wird durch den geschlossenen Luftkreislauf eine sehr geringe Geräuschentwicklung der Staubsaugervorrichtung erzielt, da keine eingesaugte Abluft wieder in den Wohnraum abgegeben werden muss. Dadurch sinkt auch die Keimbelastung im Wohnraum erheblich, da die durch Keime belastete Abluft nicht mehr in den Wohnraum abgelassen, sondern in einen Kreislauf geführt wird. Demzufolge kann auch der Einsatz von teuren Filtereinrichtungen, die die Keimbelastung im Wohnraum reduzieren sollen, eingespart werden.
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Vorteilhafterweise ist die Absonderungsvorrichtung oder Teile davon entnehmbar mit dem Ansauggehäuse verbunden, so dass durch Entnehmen der Absonderungsvorrichtung die Staubsaugervorrichtung zum erneuten Gebrauch entleert werden kann.
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Das Ansauggehäuse und das Außengehäuse können in einer Ausgestaltung im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer zentralen senkrechten Achse der Staubsaugervorrichtung ausgebildet sein, so dass auch der erzeugte Luftstrom eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Gestalt aufweist. Grundlegend denkbar und möglich sind aber auch andere Formgebungen des Ansauggehäuses und des Außengehäuses, beispielsweise mit einem rechteckigen oder ovalen Querschnitt.
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Ist das Außengehäuse innerhalb des Ansauggehäuses angeordnet, wird bevorzugt ein Luftstrom erzeugt, der von dem Reinigungsabschnitt in das Ansauggehäuse hinein in Richtung des Antriebselements gerichtet ist. Dabei passiert der Luftstrom die Absonderungsvorrichtung und die Antriebseinheit und gelangt somit außerhalb des Ansauggehäuses und wird abschließend außen am Ansauggehäuse entlang zurück in den Reinigungsabschnitt geleitet. Der von dem Reinigungsabschnitt in das Ansauggehäuse hineingerichtete Luftstrom strömt damit innen am Ansauggehäuse entlang und wird außerhalb des Ansauggehäuses, zwischen dem Ansauggehäuse und dem Außengehäuse, zurückgeführt. Es ergibt sich somit ein geschlossener Luftstrom innerhalb der Staubsaugervorrichtung, der nicht als Abluft abgeblasen wird.
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Die Antriebseinheit der Staubsaugervorrichtung ist vorteilhafterweise als Elektromotor ausgebildet und weist einen relativ zum Ansauggehäuse um eine Drehachse drehbaren, umlaufenden Rotor und einen feststehend am Ansauggehäuse angeordneten Stator auf. Wie von Elektromotoren bekannt, wirken der Rotor und der Stator zum Antreiben des Rotors in einer Drehbewegung zusammen. Dabei wird ein Luftstrom durch beispielsweise von einem Elektromotor angetriebene Luftschaufeln derart erzeugt, dass die Luft von der zu reinigenden Fläche zu der Antriebseinheit hin beschleunigt wird. Der Elektromotor kann beispielsweise nach Art eines permanent erregten Synchronmotors ausgebildet sein, wobei am Rotor permanent Magnete angeordnet sind.
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Eine Verwendung von Elektromotoren als Antriebseinheit zur Erzeugung eines Luftstroms ist lediglich beispielhaft. Es wird explizit darauf hingewiesen, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich auch gänzlich anders geartete Bauformen von Antrieben zur Erzeugung eines Luftstroms einsetzbar sind.
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In einer Ausgestaltungsform weist die Vorrichtung ein Luftleitungsstück, das an einer Bodendüse angeordnet ist, auf. Dabei weist das Luftleitungsstück einen Luftzuleitungsabschnitt auf, der mit dem Strömungsführungskanal verbunden ist. Dadurch kann die in den Strömungsführungskanal eingeleitete laminare, blasende Luftströmung über den Luftzuleitungsabschnitt des Luftleitungsstücks in die Bodendüse geleitet werden. Weiterhin weist das Luftleitungsstück einen Luftableitungsabschnitt auf, der mit dem Ansauggehäuse verbunden ist. Dadurch wird gewährleistet, dass in dem Luftableitungsstück ein saugender Luftstrom erzeugt wird. Folglich kann die laminare, blasende Luftströmung in die Bodendüse geleitet werden, um dort Schmutz aufzunehmen und mit dem saugenden Luftstrom innerhalb der Bodendüse vereinigt werden. Somit kann innerhalb eines geschlossenen Luftkreislaufsystems der aufgenommene Schmutz in das Ansauggehäuse geleitet werden. Dabei wird der Schmutz durch den innerhalb des Ansauggehäuses erzeugten rotierenden Luftstrom in die Absonderungsvorrichtung geschleudert.
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Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke soll nachfolgend anhand in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 Eine perspektivische Ansicht einer Staubsaugervorrichtung schräg von oben;
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2 eine Querschnittsansicht durch die Staubsaugervorrichtung;
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3 eine Ansicht der Staubsaugervorrichtung von oben ohne oberen Gehäusedeckel;
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4 ein Querschnitt durch eine zweite Staubsaugervorrichtung;
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5 eine Draufsicht auf die Staubsaugervorrichtung der 4, dargestellt ohne oberen Gehäusedeckel;
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6 eine perspektivische Ansicht einer dritten Staubsaugervorrichtung;
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7 eine Querschnittansicht einer vierten Staubsaugervorrichtung mit Luftleitungsstück;
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8 eine Querschnittansicht einer Bodendüse und
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9 eine perspektivische Ansicht einer vierten Staubsaugervorrichtung mit Luftleitungsstück und Bodendüse.
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In 1 bis 3 ist eine Ausführungsform einer Staubsaugervorrichtung 1 in perspektivischer Ansicht (1), in einer Querschnittsansicht (2) und in einer Draufsicht (3) dargestellt. Die Staubsaugervorrichtung 1 weist ein Außengehäuse 3 und ein innerhalb des Außengehäuses 3 angeordnetes Ansauggehäuse 2 auf, die jeweils im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Drehachse D (siehe 2 und 3) ausgebildet und konzentrisch zueinander angeordnet sind. Dabei ist das Ansauggehäuse 2 an seiner Außenfläche vollständig von dem Außengehäuse 3 umgeben. Das Ansauggehäuse 2 ist über ein Verbindungsteil 71 mit einer Verbindungsvorrichtung 7 verbunden, die das Ansauggehäuse 2 mit dem Außengehäuse 3 fest verbindet (siehe 2).
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Die Staubsaugervorrichtung 1 dient zum Aufnehmen von Staub und Schmutz und kann hierzu mit einem Reinigungsabschnitt 11 auf eine zu reinigende Fläche aufgesetzt werden. Im Bereich des Reinigungsabschnitts 11 oder am umfänglichen Rand der Staubsaugervorrichtung 1 können Rollen oder andere Gleitstücke vorgesehen sein, mit denen die Staubsaugervorrichtung 1 oder der Reinigungsabschnitt 11 in leichter und reibungsarmer Weise über die zu reinigende Fläche bewegt werden können.
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Die Staubsaugervorrichtung 1 weist eine zumindest abschnittsweise innerhalb des Ansauggehäuses 2 angeordnete Antriebseinheit 4 auf (siehe 2), die als Elektromotor ausgebildet ist und über Befestigungsstücke 711 verschiebungssicher angeordnet ist.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel treibt der Elektromotor einen Rotor 41 an, der mit den an ihm angeordneten Luftschaufeln 411 Luft von dem Reinigungsabschnitt 11 hin zur Antriebseinheit 4 beschleunigt. Der Elektromotor kann grundsätzlich jede Bauform eines Elektromotors wie beispielsweise einen permanent erregten Synchronmotor, einen bürstenkommutierten Gleitstrommotor, einen Asynchronmotor oder einen Reduktanzmotor aufweisen.
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Die Staubsaugervorrichtung 1 dient zum Reinigen eines flächigen Untergrundes von Staub und losem Schmutz und erzeugt hierzu einen „saugenden Luftstrom” SL innerhalb des Ansauggehäuses 2 mittels der Antriebsvorrichtung 4. Die Staubsaugervorrichtung 1 ist dabei so aufgebaut, dass durch Bewegung der Luftschaufeln 411 des Rotors 41 ein in sich geschlossener Luftstrom L nach Art eines Kreislaufs erzeugt wird.
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Dabei wird mittels der Antriebsvorrichtung 4 innerhalb des Ansauggehäuses 2 ein saugender Luftstrom SL erzeugt, der Schmutz und Staub von einer zu reinigenden Fläche im Bereich des Reinigungsabschnitts 11 aufnimmt und hin zu einer Absonderungsvorrichtung 5 innerhalb des Ansauggehäuses 2 befördert, in der der Staub und Schmutz aus dem saugenden Luftstrom SL abgesondert und gesammelt wird. Nach Passieren der Absonderungsvorrichtung 5 wird der saugende Luftstrom SL hin zur Antriebseinheit 4 geleitet und mittels der Antriebseinheit 4, nach Passieren der Antriebseinheit 4, in einen Strömungsführungskanal 310 geleitet.
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Dabei ist der Strömungsführungskanal 310 außerhalb des Ansauggehäuses 2, zwischen dem Außengehäuse 3 und dem Ansauggehäuse 2, angeordnet und derart ausgebildet, dass der ankommende turbulente saugende Luftstrom SL innerhalb des Strömungsführungskanals 310 im Wesentlichen als laminarer, „blasender Luftstrom” BL zurück zum Reinigungsabschnitt 11 geleitet wird. An dem Reinigungsabschnitt 11 wird der blasende Luftstrom BL über die zu reinigende Fläche geleitet und wirbelt dabei Schmutz und Staub auf, nimmt diese mit und vereinigt sich mit dem unterhalb des Ansauggehäuses 2 angelegten saugenden Luftstrom SL. Zusätzlich kann am Außengehäuse 3 im unteren Bereich eine zusätzliche Strömungsführung angebracht sein (hier nicht dargestellt), die beispielsweise, wie eine Düse ausgebildet sein kann. Diese Strömungsführung dient zur besseren Führung des „blasenden Luftstroms” in den Reinigungsabschnitt 11.
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Somit ergibt sich ein geschlossener Kreislauf mit einem Luftstrom von dem Reinigungsabschnitt 11 hin zur Absonderungsvorrichtung 5, von dort zur Antriebseinheit 4 und über den Strömungsführungskanal 310 zurück zum Reinigungsabschnitt. Durch die Erzeugung eines geschlossenen Luftstroms L entsteht keine Abluft, wie dies bei herkömmlichen Staubsaugern üblich ist. Die bei herkömmlichen Staubsaugern entstehende Abluft nimmt beim Reinigen Keime auf, die normalerweise nicht innerhalb des Staubsaugers abgesondert werden, sondern durch eine Abluftöffnung im Wohnraum verteilt werden. Häufig werden teure Filtereinrichtungen eingesetzt, um die Keimbelastung im Wohnraum durch die Abluft zu reduzieren. Durch den in der Staubsaugervorrichtung 1 erzeugten geschlossenen Luftkreislauf L wird ein Abblasen von keimbelasteter Luft in den Wohnraum vermieden und auch der Einsatz von teuren Filtereinrichtungen ist nicht notwendig.
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Weiterhin kann die Staubsaugervorrichtung 1 mit einer hohen Reinigungseffizienz betrieben werden, wobei gleichzeitig die Energieaufwendungen minimiert werden. Innerhalb des Ansauggehäuses 2 sind große Strömungsgeschwindigkeiten für den Luftstrom L einstellbar. Durch Erhöhung der Leistung und strömungstechnisch angepassten Ausbildung des Ansauggehäuses 2 und/oder des Strömungsführungskanals 310 können die Strömungsgeschwindigkeiten und die Strömungswege für eine hohe Reinigungseffizienz optimiert werden.
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Innerhalb des Ansauggehäuses 2 wird mittels der Antriebsvorrichtung 4 ein saugender Luftstrom SL erzeugt, der durch die Antriebseinheit 4 und der rotationssymmetrischen Ausgestaltung des Ansauggehäuses 2 derart in eine Rotationsbewegung versetzt wird, dass der mit dem saugenden Luftstrom SL beförderte Schmutz aus dem saugenden Luftstrom SL in eine Absonderungsvorrichtung 5 abgesondert wird. Durch den in Rotationsbewegung versetzten saugenden Luftstrom SL, vergleichbar der Rotation eines Tornados, werden die im saugenden Luftstrom SL aufgenommenen Schmutzpartikel zunehmend innerhalb des Ansauggehäuses 2 nach außen gedrückt. Der saugende Luftstrom SL strömt in Pfeilrichtungen (siehe 3) innerhalb des Ansauggehäuses 2. Durch die auf sie wirkenden Kräfte werden die Schmutzpartikel an die Innenseite des Ansauggehäuses 2 gedrückt und durch eine an der Innenseite des Ansauggehäuses 2 angebrachte Auffangöffnung 511 in die Absonderungsvorrichtung 5 geleitet und in einer innerhalb der Absonderungsvorrichtung 5 angeordneten Auffangkammer 51 gesammelt. Der saugende Luftstrom SL wird nach Passieren der Absonderungsvorrichtung 5 hin zur Antriebseinheit 4 gesogen und setzt damit, nunmehr gereinigt von Staub und Schmutz, seinen Kreislauf fort.
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Dabei sind die Absonderungsvorrichtung 5 oder zumindest Teil der Absonderungsvorrichtung 5 entnehmbar mit dem Ansauggehäuse 2 verbunden und ermöglichen somit ein einfaches Entfernen des in der Absonderungsvorrichtung 5 angereicherten Schmutzes. Grundsätzlich können auch andere Absonderungsvorrichtungen, beispielsweise in Form eines Staubbeutels und eines Staubfilters, wie von herkömmlichen Staubsaugern bekannt, verwendet werden.
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Der in der Staubsaugervorrichtung 1 entstandene Luftkreislauf erlaubt sehr hohe Luftgeschwindigkeiten, die eine entsprechend gute Reinigungsleistung aufweisen, bei einer gegenüber den standardmäßig bekannten Staubsaugern wesentlich geringeren notwendigen elektrischen Leistung. Durch die im Wesentlichen laminare Luftströmung innerhalb des Strömungsführungskörpers 310 muss ein geringerer, im Vergleich zu einer turbulenten Luftströmung, Strömungswiderstand überwunden werden, so dass bei gleicher Leistung eine geringere Energie notwendig ist. Weiterhin bildet der im Ansauggehäuse 2 erzeugte saugende Luftstrom SL, vergleichbar mit einem Tornado, ein Unterdruckgebiet an dem Reinigungsabschnitt 11. Folglich muss der im Wesentlichen laminare, blasende Luftstrom BL nicht mehr in das Normalsystem der Umgebungsluft gepumpt werden, sondern der Überdruck des blasenden Luftstroms BL wird direkt in das entstandene Unterdruckgebiet des saugenden Luftstroms SL gepumpt, so dass zur Erzeugung hoher Stromgeschwindigkeiten nur eine im Wesentlichen geringere elektrische Leistung notwendig ist.
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Zusätzlich können noch, um die Strömungsführung des blasenden Luftstroms BL zu verbessern, Strömungsführungsschienen 312 zwischen dem Außengehäuse 3 und dem Ansauggehäuse 2 angeordnet sein. Dabei sind die Strömungsführungsschienen 312 derart ausgebildet, dass sie den Strömungsführungskanal 310 in einzelne Strömungsführungskanalbereiche (310, 310', 310'' usw.) unterteilen. Folglich wird eine bessere Steuerung und Strömungsführung des blasenden Luftstroms BL erzielt und der blasende Luftstrom BL kann mit einer größeren Effektivität in den Reinigungsabschnitt 11 geleitet werden.
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Die 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform der Staubsaugervorrichtung 1, wobei die 4 eine Querschnittsansicht und die 5 eine Draufsicht der Staubsaugervorrichtung 1 zeigt. Die Staubsaugervorrichtung 1 ist dabei so aufgebaut, dass durch Bewegung des Rotors 41 ein in sich geschlossener Luftstrom L nach Art eines Kreislaufes erzeugt wird, der von dem Reinigungsabschnitt 11 innerhalb des Ansauggehäuses 2 entlang strömt und dabei auf seinem Weg die Absonderungsvorrichtung 5 passiert, in der der Staub und Schmutz aus dem saugenden Luftstrom SL abgesondert und gesammelt wird, wobei nach Passieren der Absonderungsvorrichtung 5 der Luftstrom hin zur Antriebseinheit 4 geleitet und an der Antriebseinheit 4 vorbei in den Strömungsführungskanal 310 zurück zum Reinigungsabschnitt 11 geführt wird. Dabei wird im Wesentlichen das gleiche Prinzip, wie oben für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben, verwendet. Hinsichtlich der Erläuterung und Beschreibung des Aufbaus und der Wirkungsweise einzelner und vergleichbarer Elemente wird auf die Erläuterungen des ersten Ausführungsbeispiels verwiesen.
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Ein Unterschied des zweiten Ausführungsbeispiels im Vergleich mit dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Anbringung der Antriebseinheit 4 innerhalb der Staubsaugervorrichtung 1.
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Die Staubsaugervorrichtung 1 weist eine innerhalb des Ansauggehäuses 2 angeordnete Antriebseinheit 4 auf, die als Elektromotor ausgebildet ist und einen mit dem Ansauggehäuse 2 drehfest verbundenen Stator 42 und einen um die Drehachse D an einem Verbindungsbolzen (hier nicht dargestellt) drehbar angeordneten Rotor 41 aufweist, wobei der Verbindungsbolzen die Antriebseinheit 4 mit dem Außengehäusedeckel 31 verschiebungssicher verbindet.
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Bei der in 4 dargestellten, als permanent erregter Synchronmotor ausgebildeten Antriebseinheit 4 sind in regelmäßigen Abständen am Rotor 41 Permanentmagnete 410 angeordnet und wirken den am Stator 42 angeordneten Magnetfeldspulen (hier nicht dargestellt) zusammen. Entsprechend der Wirkungsweise eines permanent erregten Synchronmotors erzeugen die Magnetfeldspulen des Stators 42 ein umlaufendes magnetisches Drehfeld, dem das durch die Permanentmagneten 410 erzeugte, auch als Erregerfeld bezeichnete Magnetfeld, nacheilt und das somit eine dem Drehfeld des Stators 42 nachfolgende synchrone Drehbewegung des Rotors 41 um die Drehachse D bewirkt.
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Die Drehrichtung des Elektromotors hängt ab von der Phasenlage der Ströme in den einzelnen Magnetfeldspulen, wobei die Drehrichtung im dargestellten Beispiel entsprechend den in 4 und 5 gezeichneten Pfeil um die Drehachse D gewählt ist.
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In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Ansauggehäuse 2 mit einer Befestigungsvorrichtung 7 verbunden, die wiederum über Verbindungsteil 71 mit dem Außengehäuse 3 verbunden ist. Dabei können in oder an dem Außengehäuse 3 Kondensatoren 9 oder andere als Energiespeicher geeignete Speichermedien (Hochleistungskondensatoren, Batterien) für einen kabellosen Betrieb angeordnet sein (hier nicht dargestellt).
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In 5 ist noch einmal die Bewegung der Schmutzpartikel S innerhalb des saugenden Luftstroms SL verdeutlicht. Durch die rotationssymmetrische Bewegung des saugenden Luftstroms SL innerhalb des Ansauggehäuses 2 werden die Schmutzpartikel S durch die auf sie einwirkenden Zentrifugalkräfte zunehmend nach außen gedrückt. Somit werden die Schmutzpartikel S an die Innenseite des Ansauggehäuses 2 gedrückt. Durch diese spiralförmige Bewegung der Schmutzpartikel S wird gewährleistet, dass die Schmutzpartikel S aufgrund der auf sie innerhalb des rotationssymmetrischen, saugenden Luftstroms SL auf sie wirkenden Kräfte in eine Absonderungsvorrichtung 5 abgesondert werden. Dabei ist die Absonderungsvorrichtung 5 vorteilhafterweise in dem unteren Bereich des Ansauggehäuses 2 angebracht. Durch eine geeignete Strömungsgeschwindigkeit des saugenden Luftstroms SL werden die Schmutzpartikel aufgrund der auf sie wirkenden Fliehkräfte, wie oben beschrieben, in eine geeignete Auffangöffnung 511 der Absonderungsvorrichtung 5 geschleudert. Somit gelangen die Schmutz- und Staubpartikel in eine in der Absonderungsvorrichtung 5 angebrachte Auffangkammer 51.
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Vorteilhafterweise ist die Absonderungsvorrichtung 5 trennbar mit der Außenseite des Außengehäuses 3 oder die Auffangkammer 51 trennbar der Absonderungsvorrichtung 5 verbunden, so dass ein einfaches Entleeren und Reinigen der Staubsaugervorrichtung ermöglicht wird.
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Die 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugervorrichtung 1. Dabei weist die Staubsaugervorrichtung 1 an dem Reinigungsabschnitt vorzugsweise Rollen oder andere Gleitwerkzeuge auf, so dass die Staubsaugervorrichtung 1 in einfacher Weise über ein am Außengehäuse 3 befestigten Griff oder Stiel bewegt werden kann. Dabei sind in dem Griff oder Stiel Kondensatoren 9 oder andere als Energiespeicher geeignete Speichermedien (Hochleistungskondensatoren, Batterien) für einen kabellosen Betrieb angeordnet. Vorteil der in der Figur dargestellten Ausführungsform ist dabei deren kompakte Bauweise, bei der durch Integrieren des Ansauggehäuses 2, der Antriebseinheit 4 und des Strömungsführungskanals 310 innerhalb des Außengehäuses 3 eine in sich geschlossene Funktionseinheit geschaffen wird, die eine vereinfachte, kabellose Handhabung aufweist.
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Die 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Staubsaugervorrichtung 1. Dabei weist die Staubsaugervorrichtung 1 ein Luftleitungsstück 6, das an eine Bodendüse 61 angeordnet ist, auf. Der Reinigungsabschnitt 11 ist dabei über das Luftleitungsstück 6 mit der Bodendüse 61 (8) verbunden. Hinsichtlich der Funktionsweise und des Aufbaus des Ansauggehäuses 3, der Antriebseinheit 4, der Absonderungsvorrichtung 5 und des Strömungsführungskanals 310, sowie die daran angeordneten Elemente, wird auf die Erläuterungen der oben genannten Figuren verwiesen.
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Dabei weist das Luftleitungsstück 6 einen Luftzuleitungsabschnitt 611 auf, zur Zuleitung der aus dem Strömungsführungskanal 310 kommenden im Wesentlichen laminaren, blasenden Luftströmung BL an den Reinigungsabschnitt 11, der an der Bodendüse 61 angeordnet ist, auf. Dabei gleitet der blasende Luftstrom BL über die zu reinigende Fläche an dem Reinigungsabschnitt 11 der Bodendüse 61 entlang und nimmt dabei Schmutz und Staub auf.
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Weiterhin weist das Luftleitungsstück 6 ein Luftableitungsabschnitt 612 auf, der mit dem Ansauggehäuse 2 verbunden ist und folglich einen durch die Antriebseinheit 4 in dem Ansauggehäuse 2 erzeugten saugenden Luftstrom SL aufweist. Demzufolge wird der blasende Luftstrom BL aus dem Strömungsführungskörper 310 in dem Luftzuleitungsabschnitt 611 geleitet und gelangt somit an den Reinigungsabschnitt 11 der Bodendüse 61, wo er Schmutz aufnimmt und mit dem an dem Luftableitungsabschnitt 612 anliegenden saugenden Luftstrom SL vereinigt wird.
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Dadurch gelangt der Schmutz von Reinigungsabschnitt 11 der Bodendüse 61 in das Ansauggehäuse 2, wo der saugende Luftstrom SL aufgrund der Ausbildung des Ansauggehäuses 2 in eine rotationssymmetrische Drehbewegung versetzt wird. Dadurch kann der Schmutz, wie oben bereits beschrieben, in der Absonderungsvorrichtung 5 abgesondert werden und der Luftstrom gelangt hin zu der Antriebseinheit 5 und die Antriebseinheit 5 hinaus wieder in den Strömungsführungskörper 310. Somit wird der Luftkreislauf geschlossen.
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In einer Alternative kann das Ausführungsbeispiel der 7 aus einem von dem Außengehäuse trennbaren Luftleitungsstück 6 bestehen, wobei die Staubsaugervorrichtung 1 derart ausgebildet ist, dass sie sowohl mit als auch ohne das Luftleitungsstück 6 betrieben werden kann. Dadurch wird eine maximale Flexibilität der Einsatzmöglichkeiten der Staubsaugervorrichtung 1 gewährleistet. Alternativ ist die Bodendüse 61 trennbar mit dem Luftleitungsstück 6 verbunden. Dies gewährleistet einen Einsatz in schwer zugänglichen Stellen.
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Vorzugsweise ist das Luftleitungsstück 6 aus einem stabilen Material, wie beispielsweise einem Metall oder Plastikrohr ausgebildet. Alternativ kann das Luftleitungsstück 6 auch teilweise oder vollständig aus einem flexiblen Material, wie zum Beispiel einem Schlauch bestehen.
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Die 9 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels der Staubsaugervorrichtung 1. Dabei weist die Staubsaugervorrichtung 1 an dem Reinigungsabschnitt vorzugsweise Rollen oder andere Gleitwerkzeuge auf, so dass die Staubsaugervorrichtung 1 in einfacher Weise über ein am Außengehäuse 3 befestigten Griff oder Stiel bewegt werden kann. Dabei können an der Staubsaugervorrichtung 1, beispielsweise in einem Griff oder Stiel Kondensatoren 9 oder andere als Energiespeicher geeignete Speichermedien (Hochleistungskondensatoren, Batterien) für einen kabellosen Betrieb angeordnet sein (vergleichbar der 6). Dies ermöglicht eine vereinfachte, kabellose Handhabung aufweist.
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Bei der in den Figuren dargestellten Staubsaugervorrichtung 1 ist die Antriebseinheit 4 zumindest teilweise innerhalb des Ansauggehäuses 2, aber vollständig innerhalb des Außengehäuses 3 angeordnet. Alternativ ist auch denkbar und möglich, dass die Antriebseinheit 4 außerhalb des Außengehäuses 3, beispielsweise außenseitig des Außengehäusedeckels 31 anzuordnen, um ein innerhalb des Ansauggehäuses 2 angeordnetes Lüfterrad anzutreiben.
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Dabei kann in den Ausführungsbeispielen vorgesehen sein, dass elektrischer Strom über ein Stromkabel zur Verfügung gestellt wird oder über einen Hochleistungskondensator ein mobiler und kabelloser Einsatz des Gerätes ermöglicht wird.
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Die einzelnen Bauteile, insbesondere das Ansauggehäuse 2 und das Außengehäuse 3 können als Kunststoffformteile hergestellt sein, so dass sich eine kostengünstige Fertigung ergibt.
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Der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann grundsätzlich bei gänzlich anders gearteten Ausführungsformen verwirklicht sein.
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Beispielsweise ist es auch denkbar, die Antriebseinheit 4 vollständig außerhalb des Außengehäuses 3 anzuordnen und einen Luftstrom über einen ersten Schlauch hin zu einer Absonderungsvorrichtung 5 und Antriebseinheit 4 zu leiten und über einen zweiten Schlauch von der Antriebseinheit 4 zurück zum Ansauggehäuse 2 zu führen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Staubsaugervorrichtung
- 11
- Reinigungsabschnitt
- 2
- Ansauggehäuse
- 3
- Außengehäuse
- 31
- Gehäusedeckel
- 310
- Strömungsführungskanal
- 311
- Verbindungsbolzen
- 312
- Strömungsführungsschienen
- 4
- Antriebseinheit
- 41
- Rotor
- 410
- Magnete
- 411
- Schaufelblätter
- 42
- Stator
- 420
- Spulen
- 5
- Absonderungsvorrichtung
- 51
- Auffangkammer
- 511
- Auffangöffnung
- 6
- Luftleitungsstück
- 61
- Bodendüse
- 611
- Luftzuleitungsabschnitt
- 612
- Luftableitungsabschnitt
- 7
- Befestigungsvorrichtung
- 71
- Verbindungsteil
- 711
- Befestigungsstück
- 8
- Verbindungsstück
- 9
- Kondensator
- D
- Drehachse
- L
- Luftstrom
- BL
- Blasender Luftstrom
- SL
- Saugender Luftstrom
- S
- Schmutzpartikel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1997412 A2 [0003, 0004]
- DE 202009017053 [0005]