DE10042670C5

DE10042670C5 - Saugreinigungswerkzeug mit geteilter Turbinenkammer

Info

Publication number: DE10042670C5
Application number: DE2000142670
Authority: DE
Inventors: Peter Wörwag
Original assignee: Duepro AG
Current assignee: Duepro AG
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: DE10042670C2; DE10042670A1

Abstract

Saugreinigungswerkzeug für ein Saugreinigungsgerät mit einem Gehäuse (4), in dem eine Bürstenkammer (5) und eine Turbinenkammer (6) ausgebildet sind, mit einer in der Bürstenkammer (5) quer zur Arbeitsrichtung (7) des Saugreinigungswerkzeuges (1) angeordneten Arbeitswalze (11), insbesondere eine Bürstenwalze, die über einen Umfangsabschnitt (10) einen im Boden (8) der Bürstenkammer (5) ausgebildeten Saugschlitz (9) durchragt, mit einer in der Turbinenkammer (6) angeordneten Luftturbine (15) zum drehenden Antrieb der Arbeitswalze (11), wobei die Turbinenkammer (6) zumindest in einem Teilbereich von der Form und/oder Größe der Luftturbine (15) abweicht und wobei ein Saugluftstrom (19) des Saugreinigungsgerätes über den Saugschlitz (9) in die Bürstenkammer (5) eintritt, über ein Einströmfenster (14) in einer Zwischenwand (13) zwischen der Bürstenkammer (5) und der Turbinenkammer (6) in die Turbinenkammer (6) übertritt und aus der Turbinenkammer (6) durch ein Abströmfenster (20} eines Sauganschlusses (21) abströmt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Turbinenkammer (6) im von der Form und/oder Größe der...

Description

Die Erfindung betrifft ein Saugreinigungswerkzeug für ein Saugreinigungsgerät nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Saugreinigungswerkzeug ist aus der DE 41 05 336 C2 bekannt und besteht aus einem Gehäuse, in dem eine Bürstenkammer und eine Turbinenkammer ausgebildet sind. In der Bürstenkammer ist eine quer zur Arbeitsrichtung liegende Bürstenwalze angeordnet, deren Beborstung einen im Boden der Bürstenkammer ausgebildeten Saugschlitz durchragt. Eine in der Turbinenkammer vorgesehene Luftturbine ist von dem Saugluftstrom beaufschlagt und treibt die Bürstenwalze drehend an. Der Saugluftstrom zum Saugreinigungsgerät tritt über den Saugschlitz in die Bürstenkammer ein, strömt durch das Einströmfenster in der Zwischenwand zwischen der Bürstenkammer und Turbinenkammer in die Turbinenkammer über und aus der Turbinenkammer durch ein Abströmfenster eines Sauganschlusses ab.
Dieses bekannte Saugreinigungswerkzeug stellt bei kleiner Baugröße eine hohe Leistung an der Bürstenwalze zur Verfügung. Auch schwierige Reinigungsaufgaben können damit erfolgreich durchgeführt werden. Es kann jedoch aufgrund der hohen Luftgeschwindigkeiten und der aufgrund der Durchströmung der Turbine erzielbaren hohen Drehzahlen von bis zu 25.000 bis 30.000 Umdrehungen zu einer unerwünschten Geräuschbelastung kommen.
Die DE 41 32 869 A1 zeigt ein Saugreinigungswerkzeug, dessen Bürstenwalze durch eine vom Saugluftstrom beaufschlagte Luftturbine angetrieben ist. Die Turbine ist mit geringem radialen Abstand vom Gehäuse einer Turbinenkammer umschlossen, welches auf der Seite der Bürstenwalze eine Einströmöffnung aufweist. In der Einströmöffnung ist ein vertikaler Steg vorgesehen, der etwa in Überdeckung mit einem die Turbine in zwei Teilhälften aufteilenden Mittelring steht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Reinigungsgerät derart weiterzubilden, daß bei unverändert hoher Leistungsabgabe eine Absenkung des Betriebsgeräusches erzielt wird.
Die Aufgabe wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die in der Turbinenkammer vorzugsweise im Dachraum zwischen der Turbine und dem Turbinenkammerdach angeordnete Trennwand teilt die Turbinenkammer, insbesondere den Dachraum in mehrere nebeneinander liegende Teilräume auf. Diese Teilräume sind zweckmäßig begrenzt durch die Seitenwände der Turbinenkammer, das Turbinenkammerdach, die Mantelfläche der Luftturbine und die Trennwand. Die Trennwand übergreift und/oder untergreift die Luftturbine mit geringem Spiel, so daß durch die Anordnung der Trennwand das freie Drehen der Luftturbine nicht beeinträchtigt ist.
Überraschend hat sich gezeigt, daß durch die Anordnung einer derartigen Trennwand vorzugsweise oberhalb der Turbine, also oberhalb des antreibenden Saugluftstroms, eine signifikante Geräuschabsenkung erzielt ist. Vermutlich wird dies dadurch erreicht, daß durch eine oder mehrere Trennwände Störströmungen unterbunden werden. Es sind keine Strömungen von der einen axialen Stirnseite zur anderen axialen Stirnseite der Luftturbine mehr möglich.
Die Anordnung einer Trennwand im Bereich zwischen den Ebenen, die durch die beiden axialen Stirnseiten der Luftturbine bestimmt sind, ist derart vorgesehen, daß sich eine angeordnete Trennwand im wesentlichen vom Turbinenkammerdach bis vor die Mantelfläche der Luftturbine erstreckt. Dabei kann es zweckmäßig sein, daß der der Zwischenwand benachbarte Trennwandabschnitt vom Turbinenkammerdach bis zum Turbinenkammerboden reicht, sich vorzugsweise sogar in das Einströmfenster erstreckt.
Bei einer Aufteilung der Breite des Einströmfensters durch eine – vorteilhaft auch nur im Bereich des Einströmfensters ausgebildete – Trennwand im Verhältnis von etwa 1 : 2 konnte eine weitere Geräuschabsenkung festgestellt werden. Der durch das Einströmfenster einströmende Saugluftstrom wird durch die Trennwand in Teilströme aufgeteilt, die voneinander getrennt in den Schaufelkranz eintreten und sich erst im Zentrum der Luftturbine wieder vereinigen. Aus dem Zentrum tritt der vereinigte Luftstrom in das Abströmfenster aus. Um auch abströmseitig eine Geräuschreduzierung zu erreichen, ist vorgesehen, die Trennwand bis etwa auf die halbe Höhe des Abströmfensters in Richtung auf den Turbinenkammerboden herunter zu ziehen. Dabei kann es vorteilhaft sein, auch am Turbinenkammerboden eine sich in Einströmungsrichtung erstreckende Trennwand anzuordnen, die, wie auch die anderen Trennwände, quer zur Drehachse der Luftturbine liegt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:
1 ein Saugreinigungswerkzeug im Längsschlitz,
2 in perspektivischer Darstellung eine in der Turbinenkammer angeordnete Trennwand mit Einströmblende.
Das in 1 dargestellte Saugreinigungswerkzeug 1 besteht im wesentlichen aus einem Gehäuseunterteil 2 und einem Gehäuseoberteil 3. Die beiden Gehäuseteile 2 und 3 werden zusammengefügt und bilden ein Gehäuse 4, in dem eine Bürstenkammer 5 und eine Turbinenkammer 6 ausgebildet sind. Die Bürstenkammer 5 liegt in Arbeitsrichtung 7 vorne und erstreckt sich quer zur Arbeitsrichtung 7. Im Gehäuseboden 8 ist ein Saugreinigungsschlitz 9 ausgebildet, der von einem Umfangsabschnitt 10 einer Arbeitswalze 11 durchragt ist. Die Arbeitswalze 1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel eine Bürstenwalze, deren Beborstung 12 den Saugschlitz 9 durchragt.
Die Bürstenkammer 5 ist durch eine Zwischenwand 13 von der Turbinenkammer 6 getrennt, wobei in der Zwischenwand 13 ein Einströmfenster 14 ausgebildet ist. In der Turbinenkammer 6 ist eine Luftturbine 15 mit einer Drehachse 16 gelagert, die quer zur Arbeitsrichtung 7 angeordnet ist. Die Drehachse 16 der Luftturbine und die Drehachse 17 der Arbeitswalze 11 liegen zueinander parallel. Über einen nur angedeuteten Riementrieb 18 ist die Arbeitswalze 11 von der Lufturbine 15 drehend angetrieben.
Die Luftturbine 15 wird von einem antreibenden Saugluftstrom 19 durchströmt, der über den Saugschlitz 9 in Pfeilrichtung zunächst in die Bürstenkammer 5 eintritt, über das Einströmfenster 14 in die Turbinenkammer 6 übertritt und aus der Turbinenkammer 6 durch ein Abströmfenster 20 eines Sauganschlusses 21 abströmt.
Das Abströmfenster 20 liegt innerhalb eines Gelenkstückes 22, welches teilzylindrisch ist und in einer Gelenkpfanne 23 des Gehäuses 4 um eine Verschwenkachse 24 beweglich gehalten ist. Der Sauganschluß 21 selbst ist um eine in Arbeitsrichtung 7 liegende Drehachse 25 drehbar.
Das Abströmenster 20 ist im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet, während das Einströmfenster 14 – wie auch 2 zeigt – im wesentlichen rechteckig ist. Aus 1 geht hervor, daß das Abströmfenster 20 höher liegt als das Einströmfenster 14. In Strömungsrichtung des Saugluftstroms 19 gesehen liegt die Oberkante 26 des Einströmfen sters 14 etwa unterhalb der Unterkante 27 des Abströmfensters 20. Dabei ist der Querschnitt des Abströmfensters 20 größer, bevorzugt mehrfach größer als der Querschnitt des Einströmfensters 14.
Um ein gutes Abströmen des Saugluftstroms 19 nach Durchtritt durch die Luftturbine 15 zu gewährleisten, ist vorgesehen, den Turbinenkammerboden 28 im Abströmbereich des Saugluftstroms 19 als Rampe 30 auszubilden, die vom Turbinenkammerboden 28 zum Abströmfenster 20 hin ansteigt. Dabei liegt die Oberkante 29 der Rampe 30 etwa auf der Höhe der Unterkante 27 des Abströmfensters 20. Die verlängerte Rampenfläche liegt in einer Ebene mit der Verschwenkachse 24. In Strömungsrichtung des Saugluftstroms 19 ist eine Überdeckung des Randes 29 der Rampe 30 zum Rand des Abströmfensters vorgesehen, was die Abströmung begünstigt. Die Rampe 30 ist dabei – wie in 1 zu sehen – trogartig ausgebildet und zeigt eine in Strömungsrichtung des Saugluftstroms 19 verlaufende Rinne 31.
Um ein effektives Durchströmen der Turbinenkammer 6 verbunden mit hoher Leistungsausbeute des Saugluftstroms 19 zu erzielen und dabei die Geräuschentwicklung gering zu halten, ist vorgesehen, in der Turbinenkammer 6 mindestens eine Trennwand 32 anzuordnen. Die Trennwand 32 erstreckt sich im wesentlichen parallel zum Saugluftstrom 19 und quer zur Drehachse 16. Bevorzugt ist eine Trennwand im Dachraum 40 zwischen der Turbine 15 und dem Turbinenkammerdach 33 vorgesehen, die die Turbinenkammer 6, insbesondere deren Dachraum 40 – wie in 2 angedeutet – in nebeneinanderliegende Teilräume 41 und 42 unterteilt. Wie in 1 gezeigt, erstreckt sich die Trennwand 32 in der Höhe im wesentlichen vom Turbinenkammerdach 33 bis vor die Mantelfläche 34 der Luftturbine 15. Im Ausführungsbeispiel ist zwischen der Mantelfläche 34 und dem Rand 35 der Trennwand 32 ein geringes Spiel s vorgesehen, um auch bei die Turbinenkammer durchfliegenden Schmutzpartikeln eine störungsfreie Rotation der Luftturbine 15 zu gewährleisten. Im Bereich der Zwischenwand 13 erstreckt sich der Trennwandabschnitt 36 vom Turbinenkammerdach 33 bis zum Turbinenkammerboden 28. Die Mantelfläche 34 der Luftturbine 15 liegt mit geringem Abstand a zum Turbinenkammerboden 28, wodurch das von der Zwischenwand 13, dem Turbinenkammerboden 28 und der Luftturbine 15 begrenzte Raumdreieck 37 mit dem Einströmfenster 14 klein bleibt. Der Trennwandabschnitt 36 erstreckt sich dabei über etwa die halbe in Arbeitsrichtung 7 gemessene Länge des Raumdreiecks 37. Es kann vorteilhaft sein, auf dem Turbinenkammerboden eine weitere Trennwand 32' anzuordnen, die gleich ausgerichtet liegt wie die Trennwand 32.
Wie die 1 und 2 zeigen, verläuft die Trennwand 32 vorteilhaft bis in das Einströmfenster 14 herein und teilt dieses quer zur Strömungsrichtung des Saugluftstromes 19 auf. Es kann zweckmäßig sein, eine Trennwand nur zur Aufteilung des Einströmfensters 14 anzuordnen und die Turbinenkammer 6 ansonsten unverändert zu lassen, d. h. ohne Trennwände und abgeteilte Teilräume auszubilden. Im Ausführungsbeispiel nach 2 ist das Einströmfenster 14 quer zum Saugluftstrom 19 im Verhältnis von 1 : 2 aufgeteilt; vorteilhaft ist ein Verhältnis von 1/3 zu 2/3.
Die Trennwand 32 erstreckt sich in Umfangsrichtung der Luftturbine 15 über einen Umfangswinkel 38 von mehr als 180°, vorzugsweise über Umfangswinkel 38 von 220° bis 260°. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Umfangswinkel 38 bevorzugt etwa 240°.
Auf der Seite des Abströmfensters 20 kann die Trennwand 32 bis an die Rückwand 39 der Turbinenkamner reichen; um die Beweglichkeit des Gelenkstückes 22 zu gewährleisten, ist in der Trennwand 32 eine Ausklinkung 43 vorzusehen. Es kann zweckmäßig sein, wie in 1 gezeigt, die Trennwand 32 mit geringem Abstand vor der Rückwand 39 enden zu lassen.
Die Höhe des dem Abströmfenster 20 zugewandten Endabschnittes 45 der Trennwand 32 ist derart vorgesehen, daß sie sich etwa bis zur Längsmittelachse 44 der Turbinenkammer 6 erstreckt. Die Längsmittelachse 44 schneidet die Drehachse 16 der Luftturbine 15 und liegt auf gleicher Höhe wie die Drehachse 25 des Sauganschlusses 21. Dabei ist vorteilhaft, wenn der Trennwandabschnitt 45 in die Rinne 31 der Rampe 30 einragt, also zwischen deren Seitenwänden 48 liegt, die bis auf etwa halbe Höhe des Abströmfensters 20 hohgezogen sind.
Es kann zweckmäßig sein, eine oder mehrere weitere Trennwände 32" anzuordnen, wodurch weitere Teilräume 49 abgetrennt werden. Die Trennwand 32" liegt, wie 2 zeigt, etwa parallel zur ersten Trennwand 32 quer zur Drehachse 16 zur Luftturbine 15 und teilt den weiteren Teilraum 43 ab. Der Teilraum 49 liegt vorteilhaft ebenfalls im Dachraum 40.
Für eine optimierte Geräuschdämpfung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, abgetrennte Teilräume 41, 42 und 49 in unterschiedlicher Größe auszuführen, so wie dies in 2 angedeutet ist.

Claims

Saugreinigungswerkzeug für ein Saugreinigungsgerät mit einem Gehäuse (4), in dem eine Bürstenkammer (5) und eine Turbinenkammer (6) ausgebildet sind, mit einer in der Bürstenkammer (5) quer zur Arbeitsrichtung (7) des Saugreinigungswerkzeuges (1) angeordneten Arbeitswalze (11), insbesondere eine Bürstenwalze, die über einen Umfangsabschnitt (10) einen im Boden (8) der Bürstenkammer (5) ausgebildeten Saugschlitz (9) durchragt, mit einer in der Turbinenkammer (6) angeordneten Luftturbine (15) zum drehenden Antrieb der Arbeitswalze (11), wobei die Turbinenkammer (6) zumindest in einem Teilbereich von der Form und/oder Größe der Luftturbine (15) abweicht und wobei ein Saugluftstrom (19) des Saugreinigungsgerätes über den Saugschlitz (9) in die Bürstenkammer (5) eintritt, über ein Einströmfenster (14) in einer Zwischenwand (13) zwischen der Bürstenkammer (5) und der Turbinenkammer (6) in die Turbinenkammer (6) übertritt und aus der Turbinenkammer (6) durch ein Abströmfenster (20} eines Sauganschlusses (21) abströmt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Turbinenkammer (6) im von der Form und/oder Größe der Luftturbine (15) abweichenden Bereich oberhalb des Saualuftstromes eine sich im wesentlichen in Strömungsrichtung des Saugluftstroms (19) erstreckende Trennwand (32) angeordnet ist, die in der Turbinenkammer (6) nebeneinanderliegende Teilräume (41, 42) bildet.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennten Teilräume (41, 42) unterschiedliche Größe haben.
Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (32) im Dachraum (40) zwischen der Luftturbine (15) und dem Turbinenkammerdach (33) angeordnet ist und den Dachraum (40) in Teilräume (41, 42) unterteilt.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Trennwand (32) im wesentlichen vom Turbinenkammerdach (33) bis vor die Mantelfläche (34) der Luftturbine (15) erstreckt.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der der Zwischenwand (13) benachbarte Trennwandabschnitt (36) vom Turbinenkammerdach (33) bis zum Turbinenkammerboden (28) erweckt.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Trennwand (32) bis in das Einströmfenster (14) erstreckt und vorzugsweise die Trennwand (32) das Einströmfenster (14) quer zur Strömungsrichtung des Saugluftstroms (19) aufteilt, insbesondere in einem Verhältnis von etwa 1 : 2.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (32) die Luftturbine (15) zwischen ihren axialen Stirnseiten über einen Umfangswinkel (38) von mehr als 180° umgreift, vorzugsweise über einen Umfangswinkel (38) von 220° bis 260°, insbesondere 240°.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (32) bis etwa auf halbe Höhe des Abströmfensters (20) reicht.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung des Saugluftstroms (19) das Abströmfenster (20) des Sauganschlusses (21) höher liegt als das Einströmfenster (14) in der Zwischenwand (13), daß der Turbinenkammerboden (28) im Abströmbereich des Saugluftstroms (19) als Rampe (30) zum Abströmfenster (20) hin ansteigt, und daß die Rampe (30) trogartig ausgebildet ist mit einer in Strömungsrichtung des Saugluftstroms (19) verlaufenden Rinne (31). 10. Saugreinigungswerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem abströmseitigen Ende der Rinne (31) deren Seitenwände (48) auf etwa halber Höhe des Abströmfensters (20) enden und die Trennwand (32) zwischen den Seitenwänden (48) in die Rinne (31) einragt.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberkante (26) des Einströmfensters (14) etwa unterhalb der Unterkante (27) des Abströmfensters (20) liegt.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Abströmfensters (20) größer, bevorzugt mehrfach größer als der Querschnitt des Einströmfensters (14) ist.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (34) der Luftturbine (15) mit geringem Abstand (a) zum Turbinenkammerboden (28) liegt.
Saugreinigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere nebeneinander liegende Trennwände (32, 32') angeordnet sind.