DE2142882A1 - Staubsaugwerkzeug - Google Patents

Description

Staubsaugwerkzeug

Die Erfindung betrifft ein Staubsaugwerkzeug mit mindestens zwei relativ miteinander beweglichen Arbeitsteilen wie beispielsweise einer Bürstendüse und einer Flachdüse, die alternativ in Berührung mit einer Arbeitsfläche gebracht werden können, wobei mindestens das eine der Arbeitsteile mittels einer in Abhängigkeit von den im Saugkanal des V/erkzeugs auftretenden Unterdruck arbeitenden Umstelleinrichtung in eine von zwei Endstellungen bewegbar ist.

In einem bekannten Mehrzweck-Mundstück der vorerwähnten Art besteht die Umstelleinrichtung aus einer mit dem einen der Arbeitsteile verbundenen Gummimembran, die in einem mit dem Saugkanal des Mundstücks in Verbindung stehenden Raum angeordnet ist. Aufgrund des im Saugkanal auftretenden und in Abhängigkeit von der Art der zu bearbeitenden Fläche variierenden Unterdrucks wird die Membran in die eine oder andere Lage verstellt, was bedeutet, daß das mit der Membran verbundene Arbeitsteil, beispielsweise eine Bürstendüse, in bzw. außer Berührung mit der vom Mundstück zu bearbeitenden Fläche gebracht wird. Die Membran wird ferner von einer Federkraft beauf-

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schlagt, die go bemessen ist, daß eine Umstellung der Arbeitsteile auftritt, wenn das Mundstück auf Arbeitsflächen bestimmter Art aufgesetzt wird. Beispielsweise muß beim Absaugen eines Teppichs die Membran aufgrund des dabei ansteigenden Unterdrucks die Bürstendüse vom Teppich abheben, während beim Absaugen eines Fußbodens der Unterdruck sinkt, so daß die Bürstendüse von neuem in Berührung mit der Arbeitsfläche gebracht wird. Um eine einwandfreie Umstellung unter allen Bedingungen zu gewährleisten, sollte die Leistung des mit dem Mundstück verbundenen Staubsaugers ^ nicht in zu weiten Grenzen schwanken. Wenn das Saugvermögen in außergewöhnlichem Maße sinken sollte, beispielsweise im Falle, daß der Staubsammler stark verstopft ist, wird die per Zeiteinheit durch den Saugkanal strömende Luftmenge vermindert, und der im Saugkanal auftretende Unterdruck wird zu klein, um eine Umschaltung möglich zu machen. Beim Absaugen eines Teppichs wird deshalb die Bürstendüse in Berührung mit ihm bleiben. Wenn andererseits das Saugvermögen und folglich auch der Luftdurchsatz in der Zeiteinheit zu groß werden, kann es vorkommen, daß die Membran mit der Bürstendüse auch beim Absaugen eines harten Fußbodens angehoben wird.

• Aufgabe der Erfindung ist es, den vorerwähnten Nachteil zu beseitigen und eine solche Funktion der Umstelleinrichtung zu ermöglichen, daß die Umstellung immer bei entsprechender Gelegenheit erfolgt, auch wenn sich die Leistung des Staubsaugers beträchtlich ändern sollte. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Ventil in einem Verbindungskanal zwischen einer ersten Stelle des Saugkanals und der Umstelleinrichtung vorgesehen ist, welches derart ausgebildet ist, daß es von der Differenz zwischen dem Unterdruck an der genannten ersten Stelle und dem Unterdruck an einer zweiten Stelle

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dec Saugkanals betätigbar ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Aursführungsbeispiela der Erfindung, wobei bezug auf die Zeichnung genommen wird. Dort zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hälfte eines Staubsaugwerkzeuges oder -mundstücks, Fig. 2 einen Querschnitt durch das Werkzeug in dessen Längsmitte, Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2 in vergrößertem Maßstab mit einer geringfügigen Abänderung und Fig. 4- eine Unteransicht des oberen Mundstückteils im mittleren Bereich bei entferntem Unterteil und Ventil.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Werkzeug oder Mundstück aus einem Oberteil 10 und einem Unterteil 11, die durch nicht dargestellte Schrauben miteinander verbunden sind. Zum Anschluß des Mundstückes an den Saugschlauch eines Staubsaugers hat das Oberteil 10 ein Anschlußrohr 12. Das Unterteil 11 hat Rippen 13, an denen eine Bodenplatte 14· befestigt ist. Die Rippen und die Bodenplatte -bilden zusammen eine Flachdüse. Die Boden-" platte 14- weist eine langgestreckte Öffnung auf, die sich über die Länge des Mundstücks erstreckt und zusammen mit dem Spalt zwischen den Rippen eine Saugöffnung 15 bildet. Zwischen der Saugöffnung 15 und dem Anschlußrohr 12 erstreckt sich ein Saugkanal 16. Das Unterteil 11 hat ferner Laufrollen 1?.

Zwischen dem Oberteil 11 und dem Unterteil 11 ist eine Membran 18 eingespannt. Die Membran 18 ist mit einem Halter 19 für Bürsten 20 verbunden. Wie klar erkennbar aus Fig. 2 hervorgeht, haben die Längskanten des Halters

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die Form von Rinnen 21, in welche die Bürsten 20 eingesetzt sind. In jeder Hälfte des Mundstücks befindet sich an der Oberseite der Membran 18 eine Profilplatte 22, gegen welche das eine Ende einer Feder 23 anliegt. Das andere Ende der Feder 23 stützt sich gegen das Oberteil 10 ab. Die Membran 18, der Halter 19 und die Profilplatten 22 bilden zusammen eine Einheit. Weiterhin hat die Membran 18 einen Randteil 32, der als Schutz für den Rand des Werkzeugs dient.

Wie die Fig. 2 bis 4 deutlich-erkennen lassen, ist in dem Oberteil 10 ein Kanal 14 ausgebildet, der den Saugkanal 16 mit einer Kammer 25 verbindet. Die Wände der Kammer 25 bilden einen Sitz 26 (Fig. 4), gegen den eine dünne Ventil-Eiembran 27 ruht. Die Sitzfläche des Ventilsitzes 26 ist sehr klein und kann beinahe als eine scharfe Kante bezeichnet werden. Die Ventilmembran 27 ist zwischen Flächenabschnitten des Oberteils 10 und einer Abdeckung 28 von solcher Form eingeklemmt, daß in dem an di-e Ventilmembran 27 anschließenden Bereich eine Kammer 29 gebildet ist. Die Kammer 29 stehL" über einen Kanal 30 mit dem Snugkanal 16 an einer. Stolle in Verbindung, die sich in einem Abstand von der Einmündung des Kanals 24 in dem Saugkanal 16 befindet. Zwischen den Einmündungen der Kanäle 24 und 30 weist der ,Saugkanal 16 eine Verengung 31 . auf. Außerhalb des Ventilsitzes 26 ist ein Ringraum 33 geformt, der über Öffnungen 34 mit einer Zwischen der Oberseite der Membran 18 und dem Oberteil 10 gebildeten Kammer 35 in Verbindung steht. Die Kammer 35 ist mit der äußeren Umgebung über eine enge Öffnung 37 verbunden;· diese Öffnung kann jedoch entfallen, wenn das Staubsaugwerkzeug derart ausgebildet ist, daß eine genügend große Menge Leckluft in die Kammer 35 rings um die Seitenkanten der Membran eindringen kann.

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Die Ausführungcform nach Fig. 3 ist die gleiche wie die nach i'ig. 2 mit Ausnahme einer Drosselstelle 36 nahe der Einmündung des Kanals 24- in die Kammer 25·

Das vorgeschriebene Staubsaugwerkzeug arbeitet wie folgt:

Auf die von der Membran 18 gebildete Verstelleinrichtung wirken nach unten die Federn 23, wodurch>auch .die Bürsten 20 nach unten in Arbeitsstellung in Berührung mit. der Arbeitsfläche gedruckt werden. Bei der Benutzung des Werkzeuges strömt eine bestimmte Luftmenge pro Zeiteinheit durch den Saugkanal 16 und bewirkt darin den Aufbau eines Unterdrucks. Dieser Unterdruck ist an den Einmündungen der Ksnäle 24 bzw. 30 von unterschiedlicher Größe. Die Verengung 31 dient zur Erhöhung dieser Druckdifferenz. Über den Kanal 24- wird die Kammer 25 den im Saugkanal 16 rechts der Verengung 31 herrschenden Druck annehmen, während sich in der Kammer 29 der gleiche Unterdruck aufbauen wird, der links der Verengung 31 herrscht und natürlich einen geringeren Wert hat als der ersterwähnte Unterdruck. Das Verhältnis zwischen der von dem Sitz 26 umschlossenen Teilfläche und der Gesamtfläche der Ventilmembran 27 ist ein solches, das die Bewegungsmöglichkeiten der Membran zu beiden Seiten der Kante des Ventilsitzes 26 die gleichen sind. Dies bedeutet, daß die Ventilmembran 27, die sehr nachgiebig ist, sich zu beiden Seiten der Sitzkante gleichermaßen ausbauchen kann. Angenommen, der Unterdruck in der Kammer 29 sei p^, der Unterdruck in der Kammer 25 Pp und der Unterdruck in der Ringkammer 33 Pq₁ dann wird für den Bereich unmittelbar neben der Kante des Ventilsitzes 26 (s. E¹Ig. A-) für den Gleichgewichtszustand die Gleichung 2 p, = p₂ + p_Q. Die Ventilmembran 27 wird vom Sitz abheben, wenn 2 p^ größer ist als p~ + Pq, und wird schließen, wenn 2 p,, kleiner als p_? + Pq ist. Auf diese

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Weise ist die Punktion der Ventilmembran 27 bestimmt durch . die beiderseits der Membran in unmittelbarer Rahe der Sitzkante herrschenden Unterdrücke. Das Verhältnis zwischen der vom Ventilsitz 26 umschlossenen Fläche und der Gesamtfläche der Ventilmembran 27 ist von sekundärer Bedeutung. Wie oben erwähnt, besteht die einzige zu erfüllende Bedingung darin, daß der Abstand zwischen der Sitzkante und der Einspannstelle der Membran genügend groß ist, um es der nachgiebigen Membran zu ermöglichen, sich im Bereich beiderseits und unmittelbar neben dem Ventilsitz gleichmäßig stark zu bewegen.

In einer (nicht dargestellten) Ausführungsform kann die Ventilmembran 27 wahlweise auch mit einem kolbenartigen Teil verbunden sein, so daß sie sich hauptsächlich geradlinig auf den Sitz 26 zu bzw. von diesem weg bewegt. In diesem Falle ist das Verhältnis zwischen der vom Sitz 26 umschriebenen Fläche und der Gesamtfläche der Membran von großer Bedeutung, während die Unterdrücke in dem Bereich unmittelbar neben der Sitzkante keine Bedeutung haben. Dem an die Kammer 29 angrenzenden Teil der Ventilmembran 27 muß dann eine Größe gegeben werden, die angenähert zweimal so groß wie die vom Sitz 26 umschriebene Fläche ist.

Wenn das in der Zeichnung dargestellte Mundstück auf einer harten Oberfläche benutzt wird, bildet sich im Saugkanal 16 und folglich auch in der Kammer 29 ein vergleichsweise geringer Unterdruck aus, weil die geförderte Luftmenge groß ist. Wegen der Verengung 31 werden der Unterdruck an der Einmündung des Kanals 24 rechts der Verengung 31 und folglich auch der Unterdruck in der Kammer 25 beträchtlich höher als der Unterdruck im Kanal 16 sein. Da Luft durch die Öffnung 37 in die Kammer 35 und folg-

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lieh auch in den Ringraum 33 einsickert, wird der oben erwähnte Druck p₀ angenähert gleich Null (Atmosphärendruck) sein. Die Verengung 31 ist so bemessen, daß während dieses Betriebszustandes p~ größer als 2 ρ,, ist und daher das Membranventil 27 geschlossen bleibt. Infolgedessen wird die Membran 18 lediglich von den nach unten wirkenden Federkräften beaufschlagt sein, und die Bürsten 20 werden eine Arbeitsstellung in Berührung mit der Arbeitsfläche einnehmen.

Beim Staubsaugen auf einer iveichen Fläche, beispielsweise einem weichen Teppich, wird der Unterdruck im Saugkanal vergleichsweise hoch sein, während die geförderte Luftraenge klein ist. Der Unterschied zwischen den Unterdrücken au beiden Seiten der Verengung 31 wird dann gering sein, und demzufolge werden die in den Kammern 25 und 29 herrschenden Unterdrücke angenähert einander gleich sein. Pq ist noch angenähert Null, und somit ist 2 ρ ^ größer als p^, was bedeutet, daß das Membranventil 27 öffnen wird. In diesem Betriebszustand werden die Kammer 35 und der Ringraum 33 einen Unterdruck besitzen, der angenähert gleich P^, ist und ausreicht, um die Federkraft zu überwinden. Die Bürsten 20 werden deshalb in das Mundstück zurückgezogen werden, und die Flachdüse wird, da die Laufrollen so ausgebildet sind, daß sie leicht in den Teppich einsinken, seine Arbeitsstellung in Berührung mit dem Teppich einnehmen.

Wenn für einen Augenblick angenommen wird, daß der Kanal großen Querschnitt besitzt, dann wird sich der Unterdruck in der Kammer 25 nicht ändern, wenn das Membranventil öffnet. Dies bedeutet, daß der Unterdruck p_Q und demgemäß die aufwärts gerichtete Kraft auf die Membran 18 nicht sehr stark anwachsen können, bevor das Ventil von neuem schließt. Um dem abzuhelfen", muß der Kanal 24- so '

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bemessen sein, daß er als Drossel für die Kammer 25 wirkt. Wenn in diesem Falle auch die ÖffnungsΓ1äche dos Membranventils groß ist, so daß die gesamte Drosselwirkung im Kanal 24- und der Öffnung 37 auftritt, dann wird der Unterdruck iii der Kammer 25 schnell absinken, wenn das Membranventil öffnet, wodurch das Ventil für längere Zeit offen sein kann und der Unterdruck Pq einen höheren Wert, optimal etwa gleich p^ annehmen kann. In Fig. 3 ist für diesen Fall eine Ausfuhrungsfornl gezeigt, in welcher eine zusätzliche Drosselstelle 26 zwischen dem Kanal 24· und dor Kammer 25 vorgesehen ist, wodurch der Unterdruck p_Q einen optimalen Wert haben wird.

Die Drosselung im Kanal 24 darf jedoch nicht übermäßig stark sein, weil in diesem Fall das Werkzeug zu träge wirkend werden würde und die Gefahr bestünde, beispielsweise wenn das Werkzeug von einem harten Boden auf einen Teppich überführt wird, daß die Bürsten nicht sofort ihre Arbeitsstellung verlassen. Da fortgesetzt Luft in die Kammer 35 ^^n<^ cLen Ringraum 33 durch die Öffnung 37 einsickert, wird das Membranventil 27 in regelmäßigen Intervallen öffnen und schließen, wenn das Werkzeug auf einer weichen Fläche benutzt wird. Durch geeignete Bemessung der Federn und Drosselquerschnitte einerseits in dem Kanal 24 und andererseits in der Öffnung 37 wird der Unterdruck P₀, wenn das Membranventil geschlossen ist, gedoch nicht so tief sinken, daß die Membran 18 nach unten gedrückt wird, bevor das Ventil erneut öffnet. Die Bürsten 20 werden deshalb beim Absaugen eines Teppichs ständig in das Werkzeug zurückgezogen sein.

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Claims (9)

1. Pa I; cn tan sp rü c he

   1 .J Staubsaugwerkzeug mit mindestens zwei relativ zueinander beweglichen Arbeitsteilen wie beispielsweise einer Bürstendüse und einer Flachdüse, die alternativ in Berührung mit einer Arbeitsfläche gebracht werden können, wobei mindestens das eine der Arbeitsteile mittels einer in Abhängigkeit von dem im Saugkanal des Werkzeugs -auftretenden Unterdruck arbeitenden Umstelleinrichtung in eine von zwei Endstellungen bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ventil (27) in einem Verbindungskanal (24-, 25, 29) zwischen einer ersten Stelle des Saugkanals und der Verstelleinrichtung (18) vorgesehen ist, welches derart ausgebildet ist, daß es von der Differenz zwischen dem Unterdruck an der genannten ersten Stelle und dem Unterdruck an einer zweiten Stelle, des Saugkanals (16) betätigbar ist.
2. 2. Staubsaugwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste und die zweite Stelle, in Strömungsrichtung betrachtet, im Abstand zueinander im Saugkanal (16) liegen und zwischen diesen beiden Stellen eine Verengung (31) im Saugkanal vorgesehen ist.
3. 3. Staubsaugwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil (27) gegen einen Sitz (26) abdichtet, der einen Hohlraum (Kammer 25) umschließt und die Ventilfläche in zwei Abschnitte unterteilt, von denen der eine über den Hohlraum (25) im Sitz (26) mit der ersten Stelle im Saugkanal (16) und der

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   andere mit der Verstelleinrichtung (18) in Verbindung steht, wobei die vom Sitz (26) abgewandte Seite des Ventils mit der zweiten Stelle im Saugkanal (16) verbunden ist.
4. 4-. Staubsaugwerkzeug nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil eine Membran (27) aufweist, die an ihrem Außenumfang eingespannt und mit einem gegen den Sitz dichtenden kolbenförmigen Teil verbunden ist, wobei die Querschnittsfläche des Hohlraums innerhalb des Sitzes angenähert gleich der Hälfte der Membranfläche ist.
5. 5· Staubsaugwerkzeug nach.Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Ventil eine nachgiebige Membran (27) aufweist, daß der Sitz (26) die Form einer scharfen Kante hat und daß die eine größere Gesamtoberfläche als die vom Sitz (26) umschlossene Fläche aufweisende Membran (27) in einem solchen Abstrand vom Sitz (26) eingespannt ist, daß ihre Bevjegungsmoglichkeiten auf beiden Seiten in unmittelbarer Nachbarschaft der Sitzkante die gleichen sind.
6. 6. Staubsaugwerkzeug nach einem der vorhergehenden P Ansprüche mit einer von einer-Membran gebildeten Verstelleinrichtung, die das eine der Arbeitsteile in und außer Arbeitsstellung bewegt, dadurch gekennzeichnet , daß die Bewegung in die Arbeitsstellung durch Federkraft und außer Arbeitsstellung durch den Unterdruck herbeiführbar ist, der über das Ventil (27) erzeugbar ist und eine Kraft in Richtung entgegen der Federkraft bewirkt.
7. 7· Staubsaugwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der an der ersten Stelle an den Saugkanal (16) angeschlossene

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   Verbindungskanal (24) in eine Kammer (25) mündet, die an das Ventil (^7) angrenzt, der Hohlraum im Sitz (26) bildet und einen größeren Querschnitt als der Kanal (24) besitzt.
8. 8. Staubsaugwerkzeug nach Anspruch 7₅ dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Verbindungskanal (24) und der an das Ventil (27) angrenzenden Kammer (25) eine Drosselstelle (36) angeordnet ist.
9. 9. Staubsaugwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (33* 34, 35) zwischen der Verstelleinrichtung (18) und dem Ventil (27) mit der umgebenden Atmosphäre über einen Kanal (37) von im Vergleich mit der Öffnungsflächo des Ventils geringem Querschnitt in Verbindung steht.

   El I 1299/26.8.1971 *n_na^ , '

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