DE19856632A1 - Staubsauger und eine Düse für einen Staubsauger - Google Patents

Abstract

Bei einem Staubsauger mit einem Gehäuse, das eine Reinigungsöffnung (3) zum in Kontakt Bringen mit einer zu reinigenden Fläche aufweist, und einem Gebläse zum Erzeugen eines Luftstromes in der Reinigungsöffnung, sind Mittel zum Leiten von Luft vom Gebläse zur Reinigungsöffnung (3) vorgesehen. Diese ermöglichen einen zumindest teilweise geschlossenen Kreislauf der Luft von der Düse zum Gebläse und zurück.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Staubsau­ ger und eine Düse für einen Staubsauger.

Staubsaugerdüsen bzw. Staubsauger nach den Oberbe­ griffen der unabhängigen Ansprüche sind in großer Zahl bekannt. Das Wirkprinzip dieser Staubsauger und Düsen ist immer das gleiche: eine Reinigungs­ öffnung einer Düse wird in Kontakt mit der zu rei­ nigenden Oberfläche gebracht, und ein Gebläse er­ zeugt einen Unterdruck in der Düse, der zu einem starken Luftstrom im Bereich der die zu reinigende Oberfläche berührenden Ränder des Körpers der Düse sowie der Reinigungsöffnung führt, durch den an der Oberfläche haftender Staub mitgerissen und entfernt wird und an einem Filterelement des Staubsaugers abgefangen und gesammelt wird.

Die Konstrukteure von Staubsaugern stehen vor dem Problem, daß einerseits der Markt nach immer effi­ zienteren Staubfiltersystem verlangt, was in den letzten Jahren zum Aufkommen der sogenannten Mikro­ filter geführt hat, daß aber mit zunehmender Fein­ heit der verwendeten Filter auch der Druckabfall an diesen ansteigt, was die Verwendung von entspre­ chend leistungsfähigeren und schwereren Gebläse­ motoren erforderlich macht. Hohe Leistungsaufnahmen sind jedoch aus wirtschaftlichen und ökologischen Gründen unerwünscht, außerdem beeinträchtigt ein hohes Gewicht den Bedienkomfort eines Staubsaugers.

Aufgabe der Erfindung ist, einen Staubsauger bzw. eine Düse für einen Staubsauger anzugeben, die es erlauben, Staubsauger mit ausgezeichneter Reini­ gungswirkung bei geringer Leistungsaufnahme zu bau­ en und gleichzeitig die Anwender solcher Staubsau­ ger wirksam vor nicht abgefilterten und aus dem Staubsauger austretenden Feinstäuben zu schützen.

Diese Aufgabe wird überraschenderweise gelöst durch einen Staubsauger nach Anspruch 1 bzw. eine Staub­ saugerdüse nach Anspruch 6. Indem nämlich die vom Gebläse angesaugte, verunreinigte Luft nicht etwa mehr oder weniger gut gefiltert in die Umgebung ab­ gelassen wird, sondern der Reinigungsöffnung wieder zugeführt wird, wird jeglicher Austritt von Staub aus dem Staubsauger vermieden, der Staubsauger wird gewissermaßen zum geschlossenen System. Für den Reinigungsvorgang ist es nicht störend, wenn die vom Gebläse zur Reinigungsöffnung zurückgeführte Luft möglicherweise noch einen kleinen Restanteil an feinem Staub enthält; dieser muß deshalb vom Filter des Staubsaugers nicht beim ersten Durchgang angefangen werden, es genügt vollauf, wenn dies nach mehreren Umläufen der Fall ist. Dies erlaubt es, ein relativ grobes Filterelement zu verwenden, das einen geringen Druckabfall und damit eine ge­ ringe Verlustleistung bewirkt. Entsprechend klein, leicht und sparsam kann der Motor eines solchen Staubsaugers ausgelegt sein.

Gemäß einer ersten Variante kann das Gebläse mit in dem Gehäuse untergebracht sein, das auch die Reini­ gungsöffnung aufweist. Eine solche kompakte Kon­ struktion kommt z. B. bei fahrbaren Bodenreinigungs­ maschinen in Betracht.

Bei Staubsaugern für Haushaltsanwendungen wird man eher eine zweiteilige Konstruktion wählen, bei der das Gehäuse eine Düse bildet und mit dem Gebläse durch eine Rohrleitung verbunden ist, die eine Sau­ gleitung von der Düse zum Gebläse und eine Rück­ führleitung vom Gebläse zur Düse umfaßt. Diese Rohrleitung kann wie bei den bekannten Hand­ staubsaugern kurz und starr sein, im Fall eines Bo­ denstaubsaugers kann sie auch durch einen flexiblen Schlauch gebildet sein.

Vorzugsweise weist der Staubsauger ferner Leitflä­ chen auf, die gemeinsam mit einer die Reinigungs­ öffnung berührenden, zu reinigenden Oberfläche ei­ nen Kanal für strömende Luft begrenzen. Die Form dieser Leitflächen kann aerodynamisch optimiert sein, um eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der Luft an der zu reinigenden Oberfläche zu erzielen. Diese hohe Strömungsgeschwindigkeit ist insbesonde­ re deshalb wünschenswert, weil an dem Engpaß zwi­ schen dem die Reinigungsöffnung umgebenden Rand des Düsenkörpers und der zu reinigenden Oberfläche, wo bei herkömmlichen Staubsaugerdüsen hohe Strömungs­ geschwindigkeiten mit entsprechender Reinigungswir­ kung auftreten, bei der erfindungsgemäßen Düse kei­ ne oder nur wenig Luft fließt. Die Reinigungsfunk­ tion des Randes des Düsenkörpers wird somit erfin­ dungsgemäß von dem durch die Leitflächen begrenzten Kanal übernommen.

Diese Maßnahme erlaubt es auch, auf den Strömungs­ querschnitt des Engpasses bei herkömmlichen Düsen verringernde Hilfsmittel wie Borsten oder Gummilip­ pen zu verzichten, die die unangenehme Eigenschaft haben, daß sie groben Schmutz eher vor dem Staub­ sauger herschieben, als daß sie sein Aufsaugen er­ leichtern.

Die Mittel zum Leiten von Luft umfassen vorzugswei­ se wenigstens einen Zufuhrkanal, der vom Gebläse kommende Luft zu einem Randbereich der Reinigungs­ öffnung leitet, so daß sich im Bereich der Reini­ gungsfläche eine Luftströmung vom Rand in Richtung ihres Zentrums ausbildet.

Eine Staubsaugerdüse ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß sie einen von der Reinigungs­ öffnung getrennten Einlaßdurchgang für Luft auf­ weist. Dieser Einlaßdurchgang ist zweckmäßigerweise an einer von der Reinigungsöffnung abgewandten Sei­ te der Düse angeordnet, insbesondere ist bevorzugt, daß Einlaßdurchgang und Auslaßdurchgang der Düse aneinander angrenzen, um das Anschließen einer Rohrleitung zum Gebläse, die sowohl eine Sauglei­ tung als auch eine Rückführleitung enthält, zu ver­ einfachen.

Zu diesem Zweck können Einlaßdurchgang und Auslaß­ durchgang insbesondere an einem Anschlußstutzen der Düse angeordnet sein.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren. Es zei­ gen:

Fig. 1 bis 3 Querschnitte durch drei Ausführungs­ beispiele von erfindungsgemäßen Staubsaugerdüsen; und

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein Gebläseteil ei­ nes erfindungsgemäßen Staubsaugers.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Düse 1. Die Düse 1 hat einen Kör­ per 2, der als im wesentlichen quaderförmig aufge­ faßt werden kann, wobei die Ecken des Quaders bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel abgerundet sind. Der in Fig. 1 gezeigte Schnitt verläuft in Längs­ richtung des Quaders. Die Unterseite des Körpers 2 wird zu einem großen Teil von einer langgestreckten Reinigungsöffnung 3 eingenommen. An der gegenüber­ liegenden Seite erhebt sich ein Stutzen 4 mit einem mittigen Auslaßdurchgang zum Abführen von Luft von der Düse 1 zu einem in der Figur nicht gezeigten Gebläse und beiderseits davon jeweils einem Einlaß­ durchgang 7 zur Rückführung von Luft von dem Geblä­ se zur Düse I. Die Einlaßdurchgänge 7 gehen über in Zufuhrkanäle 9, die die vom Gebläse rückgeführte Luft jeweils zu Randbereichen der Einlaßöffnung 3 leiten. Oberhalb dieser Randbereiche zur Mitte der Düse hin erstrecken sich Leitflächen 5, die zusam­ men mit einer zu reinigenden Oberfläche (in der Fi­ gur nicht gezeigt), an der die Düse 1 angeordnet werden kann, einen Strömungskanal begrenzen, in dem die Luft mit hoher Geschwindigkeit an der zu reini­ genden Oberfläche entlang streicht, ggf. daran haf­ tenden Staub mitnimmt und über die Auslaßöffnung 8 zu einem Filter und dem Gebläse mitnimmt.

Wenn alle durch den Auslaßdurchgang 8 abgesaugte Luft durch die Einlaßdurchgänge 7 zurückgeführt wird, kann ein Staubsauger mit dieser Düse als ge­ schlossenes System arbeiten, der dynamische Druck im Kanal 6 entspricht dem Umgebungsdruck, und es wird keine Luft von außen zwischen den Rändern 10 der Reinigungsöffnung 3 und einer der vorliegenden Oberfläche hindurch angesaugt und die Reinigungs­ wirkung beruht allein auf der schnellen Strömung der durch die Zufuhrkanäle 9 herangeführten Luft.

Das Ausführungsbeispiel aus Fig. 2 unterscheidet sich von dem aus Fig. 1 im wesentlichen durch das Vorhandensein von zusätzlichen Leitflächen 11 im Bereich der Reinigungsöffnung 3. Diese erstrecken sich von der Reinigungsöffnung aus nach oben und zur Symmetrieachse der Zeichnung hin. Sie dienen der erleichterten Ablösung des Luftstromes von der Reinigungsfläche und ermöglichen so ein effizientes Absaugen auch schwererer Schmutzpartikel von der zu reinigenden Oberfläche.

Die Ausgestaltung der Fig. 3 unterscheidet sich von der aus Fig. 1 im wesentlichen durch aerodyna­ misch geformte Profile 12, die sich jeweils von den Enden der Zufuhrkanäle 9 aus zur Mitte des Düsen­ körpers 2 hin erstrecken. Aufgabe dieser Profile ist, bei geringem Strömungswiderstand eine hohe Ge­ schwindigkeit der Luftströmung im Bereich der Rei­ nigungsöffnung 3 zu gewährleisten.

Weitere, hier nicht in Figuren gezeigte Abwandlun­ gen der erfindungsgemäßen Düse sind möglich. So kann z. B. von den jeweils zu zweit dargestellten Einlaßdurchgängen 7 und Zufuhrkanälen 9 jeweils ei­ ner entfallen, ohne daß dies die Funktionsfähigkeit der Düse in Frage stellt. Auch kann anstelle von zwei jeweils in gegenüberliegenden Randbereichen der Reinigungsöffnung 3 mündenden Zufuhrkanälen 9 ein einheitlicher Zufuhrkanal vorgesehen werden, der sich in Form eines Mantels um den gesamten Um­ fang der Düse erstreckt und dementsprechend vom ge­ samten Rand der Reinigungsöffnung 3 aus Luft in Richtung des Mittelpunktes der Reinigungsöffnung strömen läßt. In einem solchen Fall ist zweckmäßi­ gerweise der Einlaßdurchgang 7 konzentrisch um den Auslaßdurchgang 8 herum angeordnet.

Fig. 4 zeigt stark schematisiert ein Gebläseteil 13 eines erfindungsgemäßen Staubsaugers, das mit der Düse 1 über eine nicht dargestellte Rohrlei­ tung, vorzugsweise in Form eines flexiblen Schlau­ ches verbunden ist. Eine von der Düse kommende Saugleitung 14 mündet in ein Unterteil 15 des ka­ stenförmigen Gebläseteiles 19, das von dem Oberteil 16 durch ein Filterelement 17 in Gestalt einer po­ rösen Membran getrennt ist und als Staubsaugerbe­ hälter dient. Im Oberteil 16 ist ein Gebläse 18 un­ tergebracht, das hier schematisch als Zentrifugal­ rotor dargestellt ist. Das Gebläse 18 saugt Luft durch die Membran 17 an und stößt sie über eine Rückführleitung 19 aus, die zurück zur Düse führt.

Die Rückführleitung 19 ist hier völlig dicht darge­ stellt und führt somit die gesamte angesaugte Luft zur Düse zurück. Falls gewünscht wird, den erfin­ dungsgemäßen Staubsauger wie einen konventionellen oder in einem Mischbetriebszustand zu betreiben, kann an der Rückführleitung eine (nicht gezeigte) Drossel vorgesehen werden, an der sich die Abluft des Gebläses staut und in mehr oder weniger star­ kem, ggf. einstellbarem Umfang nach außen abgegeben wird. Da die Abgabe von Luft über die Drossel dazu führt, daß der Düse über die Rückführleitung 19 we­ niger Luft zugeführt als über die Saugleitung 14 abgesaugt wird, wird die fehlende Luftmenge an der Düse durch in herkömmlicher Weise zwischen den Rän­ dern der Reinigungsöffnung und der zu reinigenden Oberfläche hindurchtretende Luft ergänzt.

Claims (11)

1. Staubsauger mit einem Gehäuse, das eine Reini­ gungsöffnung (3) zum in Kontakt Bringen mit einer zu reinigenden Fläche aufweist, und einem Gebläse (18) zum Erzeugen eines Luftstromes in der Reini­ gungsöffnung (3), dadurch gekennzeichnet, daß er Mittel (19, 7, 9) zum Leiten von Luft vom Gebläse (18) zur Reinigungsöffnung (3) umfaßt.

2. Staubsauger nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gebläse in dem Gehäuse unterge­ bracht ist.

3. Staubsauger nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse eine Düse (1) bildet und mit dem Gebläse (18) durch eine Rohrleitung verbun­ den ist, die eine Saugleitung (14) von der Düse (1) zum Gebläse (18) und eine Rückführleitung (19) vom Gebläse (18) zur Düse (1) umfaßt.

4. Staubsauger nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er Leitflächen (5) aufweist, die gemeinsam mit einer die Reini­ gungsöffnung berührenden zu reinigenden Fläche ei­ nen Kanal (6) für strömende Luft begrenzen.

5. Staubsauger nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Leiten von Luft (19, 7, 9) wenigstens einen Zufuhr­ kanal (9) umfassen, der vom Gebläse kommende Luft zu einem Randbereich der Reinigungsöffnung (3) lei­ tet.

6. Staubsaugerdüse (1) mit einer Reinigungsöffnung (3) zum in Kontakt Bringen mit einer zu reinigenden Fläche und einem Auslaßdurchgang (8) zum Verbinden mit einer Unterdruckquelle, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen von der Reinigungsöffnung (3) ge­ trennten Einlaßdurchgang (7) aufweist.

7. Staubsaugerdüse nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie Leitflächen (5) aufweist, die gemeinsam mit einer die Reinigungsöffnung berühren­ den zu reinigenden Fläche einen Kanal (6) für vom Einlaßdurchgang (7) zum Auslaßdurchgang (8) strö­ mende Luft begrenzen.

8. Staubsaugerdüse nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich wenigstens ein Zufuhrkanal (9) von dem Einlaßdurchgang (7) zu ei­ nem Randbereich der Reinigungsöffnung (3) er­ streckt.

9. Staubsaugerdüse nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßdurchgang (7) an einer von der Reinigungsöffnung (3) abge­ wandten Seite der Düse (1) angeordnet ist.

10. Staubsaugerdüse nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßdurchgang (7) und der Auslaßdurchgang (8) aneinander angren­ zen.

11. Staubsaugerdüse nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Einlaßdurchgang (7) und Auslaß­ durchgang (8) an einem einzelnen Anschlußstutzen (4) angeordnet sind.