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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Staubsaugerdüse. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine mit der Hand zu haltende Staubsaugerdüse mit einer verbesserten Düsenkonfiguration. Noch genauer bezieht sich die Erfindung auf eine mit der Hand zu haltende turbinenbetriebene Staubsaugerdüse mit einer verbesserten Düsenkonfiguration.
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Stand der Technik
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Staubsauger werden gewöhnlich mit einer Auswahl von mit der Hand zu haltendem Zubehör wie Schlitzwerkzeugen, Polsterdüsen und Staubbürsten verkauft, die am Ende des Saugschlauches für verschiedenste Reinigungsaufgaben befestigt werden. Beim Reinigen von Treppen oder Polstern mit einer mit der Hand zu haltenden Saugdüse verbessert ein motorbetriebener Umwälzer die Reinigungsleistung des Werkzeugs, indem fester Schmutz herausgelöst und der Teppichflor geöffnet wird. Mit der Hand zu haltende Teppich- und Polsterdüsen sind oft mit einem Drehwerk versehen, das durch einen elektrischen Motor oder durch eine im Saugweg angeordnete Luftturbine betrieben wird. Die
US 3 005 224 A und
US 5 351 362 A sind Beispiele für turbinenbetriebene mit der Hand zu haltende Staubsaugerdüsen. In jeder dieser Referenzen erstreckt sich ein Antriebsriemen von der Achse eines Luftturbinenrotors zum Umwälzer, wobei der durch die über die Saugdüse eingesogene Luft betriebene Turbinenrotor den Umwälzer antreibt.
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Die
US 5 513 418 A und
US 6 006 402 A offenbaren jeweils eine Staubsaugerdüse mit einer verbesserten Saugdüsenkonfiguration, die die Effizienz und Reinigungsleistung der Staubsaugerdüse verbessert. Die offenbarten Staubsaugerdüsen umfassen speziell ausgestaltete Saugrohre, die sich entlang der Vorder- und/oder Rückseite der Umwälzkammer erstrecken. Diese Saugrohre erzeugen in der Umwälzkammer eine Luftströmung, die besser mit der Bewegung des sich drehenden Umwälzers zusammenwirkt als die Luftströmung in herkömmlichen Saugdüsen. Als Resultat ergibt sich, daß die mit Luftführung versehene Düse den in die Saugdüse gezogenen Schmutz auffängt und in effizienterer und effektiverer Weise zum Düsenauslaß befördert als Staubsaugerdüsen nach dem Stand der Technik.
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Es besteht ein Bedarf für eine mit der Hand zu haltende Polster- und Treppendüse, die eine verbesserte Reinigungsleistung hat.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte mit der Hand zu haltende Staubsaugerdüse bereitzustellen.
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Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte turbinenbetriebene Staubsaugerdüse bereitzustellen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine mit der Hand zu haltende Staubsaugerdüse mit einer verbesserten Saugdüsenkonfiguration bereitzustellen.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine turbinenbetriebene, mit der Hand zu haltende Staubsaugerdüse mit einer verbesserten Saugdüsenkonfiguration bereitzustellen.
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Diese und weitere Ziele werden für den Fachmann deutlich aus der beigefügten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
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Diese und andere Ziele werden beim Ausführen der Erfindung in einer ihrer Formen durch eine Lösung gemäß Anspruch 1 erreicht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielartig beschrieben.
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1 ist eine Schrägansicht einer Staubsaugersaugdüse nach einer Form der vorliegenden Erfindung;
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2 und 3 sind teilweise ebene Explosionsansichten der oberen Gehäuseanordnung der Staubsaugerdüse aus 1;
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4 ist eine ebene Ansicht der oberen Gehäuseanordnung und eine ebene Explosionsansicht der unteren Gehäuseanordnung;
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4a und 4b sind ebene Vorder- und Rückansichten eines Einklinkarms;
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5 ist eine ebene Ansicht der unteren Gehäuseansicht;
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6 ist eine Explosion-Querschnittsansicht des Umwälzers;
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6a und 6b sind ebene Vorder- und Rückansichten eines Rotorhalters;
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7 ist eine teilweise Explosionsansicht eines Teilquerschnittes des Umwälzers;
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7a ist eine ebene Vorderansicht eines Schmutzschutzes für den Umwälzer;
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8 ist eine Seitenansicht der Staubsaugersaugdüse nach 1 und zeigt, wie die beiden Gehäusehälften geöffnet und geschlossen werden;
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8a ist ein vergrößerter Querschnitt des Abschnittes 8a aus 8;
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9 ist eine Seitenansicht der Saugdüse nach 1;
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9a ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Abschnittes 9a aus 9;
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10 ist eine teilweise Querschnittsansicht entlang der Linie 10-10 in 1; und
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11 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 11-11 in 9.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 5 wird eine mit der Hand zu haltende Staubsaugerdüse nach einer Form der vorliegenden Erfindung generell mit 1 bezeichnet. Die Saugdüse 1 umfaßt ein Gehäuse, das aus einem oberen Gehäuseabschnitt 2 und einem unteren Gehäuseabschnitt 4 gebildet ist, die lösbar miteinander verbunden sind, wie unten detaillierter beschrieben. Der obere Gehäuseabschnitt 2 schließt mindestens teilweise einen Umwälzer 6 ein sowie eine Turbinenrotoranordnung 8, einen Antriebsriemen 10, ein Saugrohr/-Riemenschutzstück 12 und ein Verbindungsstück 18 (siehe 2 und 3), wodurch eine obere Gehäuseanordnung gebildet wird (vollständig zusammengesetzt gezeigt in 4). Der untere Gehäuseabschnitt umfaßt ein Paar von federnden Einlinkarmen 14 und 16 (siehe 4), wodurch eine untere Gehäuseanordnung gebildet wird (vollständig zusammengesetzt gezeigt in 5).
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Die am besten in 6 zu sehende Turbinenrotoranordnung 8 umfaßt rechte und linke Rotorhälften 20 und 22 aus Polykarbonat, die auf einer Rotorachse 24 aus rostfreiem Stahl befestigt sind. Ein Mittelabschnitt der Rotorachse ist gerändelt, so daß beim Pressen der Rotorhälften 20 und 22 auf das jeweilige Ende der Rotorachse 24 die Rändelung die Rotorhälften nicht verdrehbar auf der Rotorachse hält. An jedem Ende der Rotorachse sind Sicherungsscheiben 26 und 28 befestigt und stoßen gegen die Endseiten des Rotors. Lager 30 und 32 werden dann an jedem Ende der Rotorachse 24 befestigt und stoßen an die Sicherungsscheiben an. An jedem Ende der Rotorachse sind wärme- und ölrestistente Polyesterrotorhalter 34 und 36 befestigt, so daß sich zylindrische Abschnitte 38 und 40 der Halter über die Lager 30 und 32 erstrecken. Die zylindrischen Abschnitte 38 und 40 werden in entsprechenden zylindrischen Hülsen 42 und 44 aufgenommen, die auf den Endseiten des Rotors ausgebildet sind, dadurch werden Labyrinthdichtungen gebildet, die eine Verureinigung der Lager mit Schmutz im wesentlichen verhindern. Die Rotoranordnung ist aneinander gesichert durch eine C-Klemme 46, die am ersten Ende der Rotorachse 24 befestigt ist, und einen gesinterten, mit Eisenzähnen versehenen Antrieb oder eine Rotorscheibe 48, die nicht drehbar am gegenüberliegenden Ende der Rotorachse befestigt ist.
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Die Turbinenrotoranorndung 8 ist am oberen Gehäuseabschnitt 2 befestigt, indem die Rotorhalter 34 und 36 in den Vertiefungen 60 und 62 (siehe 2) befestigt werden, die in der Oberkante der Haltewände 64 und 66 einstückig mit dem oberen Gehäuseabschnitt ausgebildet sind. Die Haltewände werden in Randrillen 68 und 70 aufgenommen, die im Rotorhalter 34 und 36 ausgebildet sind, wie in 3 gezeigt. In den Rotorhaltern gebildete Schlitze 72 (siehe 6b) nehmen Verstärkungen 78 (siehe 2) auf, die einstückig auf den Haltewänden 64 und 66 ausgebildet sind, wodurch eine Drehung der Rotorhalter relativ zum Gehäuse verhindert wird. Auf den Haltewänden ist ein Paar Noppen 80 gebildet (siehe 2) und so angeordnet, um in einem entsprechenden Paar von Vertiefungen oder Durchgangslöchern 64 (siehe 6a), die in den Rotorhaltern gebildet sind, aufgenommen zu werden. Die Noppen bilden eine lösbare Arretierverbindung mit den Durchgangslöchern. Bei dieser Konstruktion wird die Turbinenrotoranordnung in der oberen Gehäusehälfte gehalten, wenn die oberen und unteren Gehäusehälften voneinander getrennt werden, kann aber leicht durch eine Bedienperson zur Inspektion und/oder Reinigung entfernt werden.
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Der am besten in 7 dargestellte Umwälzer 6 umfaßt einen Umwälzkörper 90 mit einer einstückig geformten mit Zähnen versehenen Antriebs- oder Umwälzscheibe 92. Der Umwälzkörper ist aus geblasenem ABS-Kunststoff hergestellt. Eine Umwälzachse 94 ist aus zwei Wellen aus rostfreiem Stahl geformt und im Preßsitz mit den entsprechenden Bohrungen in den Enden des Umwälzkörpers befestigt. Wärme- und ölresistente Sicherungsscheiben 96 und 98 sind über beide Enden der Umwälzerachse geschoben, gefolgt von gesinterten Bronzelagern 100 und 102. Dann werden Schmutzschutzvorrichtungen 104 und 106 an beiden Enden der Umwälzerachse 94 befestigt. Die Schmutzschutzvorrichtungen umfassen innere zylindrische Hülsen 110, die sich über die Lager 100 und 102 in ringförmige Hohlräume 116 erstrecken, die an den Enden des Umwälzerkörpers geformt sind. Die Schmutzschutzvorrichtungen 104 und 106 umfassen auch äußere zylindrische Hülsen 118, die sich über die äußeren Enden des Umwälzerkörpers erstrecken. Damit wirken die inneren und äußeren ringförmigen Hülsen mit den Enden des Umwälzerkörpers zusammen, so daß Labyrinthdichtungen gebildet werden, die ein Verschmutzen der Lager 100 und 102 durch Fäden und andere Verunreinigungen im wesentlichen verhindern. Ein Paar von Rillen 122 (siehe 7a) ist in der äußeren Endseite jeder der Schmutzschutzvorrichtungen 104 und 106 gebildet. Die Rotoranordnung ist im oberen Gehäuseabschnitt 2 befestigt, wobei einstückig im oberen Gehäuseabschnitt gebildete Stege 130 (siehe 2) gleitbar in den Rillen 122 der Schmutzschutzvorrichtungen aufgenommen werden. Die Schmutzschutzvorrichtungen sind somit nicht drehbar im oberen Gehäuseabschnitt befestigt.
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Der mit Zähnen versehene Antriebsriemen 10 erstreckt sich zwischen der Rotorscheibe 48 und der Umwälzscheibe 92. Der Antriebsriemen wird vor dem Einsetzen des Umwälzers in den oberen Gehäuseabschnitt 2 auf der Umwälzerscheibe befestigt. Nach dem Einsetzen der Umwälzanordnung und dem Antriebsriemen in den oberen Gehäuseabschnitt, wie es in 3 gezeigt ist, wird das Riemenschutz-/Saugrohrstück 12 am oberen Gehäuseabschnitt 2 mit zwei Schrauben 140 und 142 gesichert, wie in 4 gezeigt. Der Riemenschutzabschnitt 144 erstreckt sich über den Umwälzerriemen und die Umwälzerscheibe. Der Riemenschutz bedeckt die Umwälzerscheibe und den Antriebsriemen in der Umwälzerkammer, wodurch eine Verunreinigung der Umwälzerscheibe 92 durch Haare oder anderen Schmutz im wesentlichen verhindert wird. Der Riemenschutz hält darüberhinaus den Umwälzer 6 im oberen Gehäuseabschnitt, wodurch verhindert wird, daß der Umwälzeranordnung aus dem oberen Gehäuseabschnitt herausfällt, wenn das Gehäuse geöffnet wird. Die Turbinenrotoranordnung 8 wird dann im oberen Gehäuseabschnitt befestigt und der Antriebsriemen wird über die Rotorscheibe 48 geworfen. Die obere Gehäuseanordnung wird vervollständigt, indem die Saugrohrverbindung 18 mit zwei Schrauben 148 und 150 befestigt wird, wie in 4 gezeigt.
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Die untere Gehäuseanordnung, wie sie in 4 und 5 gezeigt ist, umfaßt den unteren Gehäuseabschnitt 4 und die federnden Einklinkarme 14 und 16. Die federnden Einklinkarme haben innere Enden 152 mit Greifern 156 und 158, die einstückig damit geformt sind und dauerhaft in das untere Gehäuse einschnappen, wie in 5 gezeigt. Die Einklinkarme umfassen auch einstückig geformte Fingerknöpfe 160 und 162 und Klemmfinger 164 und 166. Die Einklinkarme sind aus irgendeinem geeigneten elastischen Material wie Acetal geformt. Die Einklinkarme greifen freitragend um ihre inneren Enden 152 und 154, wenn die Fingerknöpfe 160 und 162 hineingedrückt werden, und springen in ihre Ausgangsposition zurück, wenn die Fingerknöpfe freigegeben werden.
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Im unteren Gehäuseabschnitt ist eine Saugeinlaßöffnung 168 ausgebildet. Die Saugeinlaßöffnung öffnet sich in die Umwälzerkammer. Beim Zusammenbau der beiden Gehäuseabschnitte erstrecken sich die Borsten auf dem Umwälzer durch die Saugeinlaßöffnung zum Umwälzen einer zu reinigenden Oberfläche.
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Die oberen und unteren Gehäuseanordnungen werden zusammengesetzt, indem zuerst die einstückig an einer Vorderkante des unteren Gehäuseabschnitts 4 (siehe 4) gebildeten Vorsprünge 170, 172, 174 und 176 in die entsprechenden an der Vorderkante des oberen Gehäuseabschnittes 2 (siehe 4) gebildeten Schlitze 178, 180, 182 und 184 eingesetzt werden, wie es in 8 und 8a gezeigt ist. Die oberen und unteren Gehäuseabschnitte werden dann aufeinander zugeschwenkt, wie durch den Pfeil A in 8 angedeutet, und dann zusammengepreßt, wie in 9 gezeigt, bis die Klemmfinger 164 und 166 auf den Einklinkarmen 16 und 14 über die einstückig auf dem Verbindungsstück 18 geformten Klinken 190 und 192 (siehe 3) greifen und auf ihnen einklinken. Die beiden Gehäuseabschnitte werden dadurch sicher ineinander eingeklinkt. Mindestens ein Klemmfinger und eine Klinke sind vorzugsweise abgeschrägt, um ein Übergreifen der Klemmfinger über die Klinken zu ermöglichen, wenn die Gehäuseabschnitte zusammengepreßt werden.
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Die oberen und unteren Gehäuse können leicht zur Inspektion, zur Reinigung und zur Reparatur der Düse voneinander getrennt werden, indem einfach die Fingerknöpfe 160 und 162 herabgedrückt werden, wobei die Fingerknöpfe zwischen Daumen und Finger einer einzelnen Hand gedrückt werden, während der obere Gehäuseabschnitt 2 in der anderen Hand gehalten wird, und die beiden Gehäuseabschnitte auseinandergezogen werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit eine sehr einfache und bequeme Handhabung, d. h. Drücken und Ziehen, wodurch die oberen zwei und unteren vier Gehäuseabschnitte voneinander getrennt werden können. Wenn die beiden Gehäuseabschnitte voneinander getrennt sind, werden die Turbinenrotoranordnung 8 und der Umwälzer 6 im oberen Gehäuseabschnitt gehalten, wie oben beschrieben. Der Rotor kann leicht entfernt werden, indem einfach am Rotor 23 mit ausreichender Kraft gezogen wird, um die arretierte Verbindung zwischen den Wülsten 80 und den Durchgangslöchern 84 zu überwinden. Falls nötig, kann der Umwälzer und/oder Antriebsriemen entfernt werden, indem die Schrauben 140 und 142 entfernt werden, dann das Riemenschutz-/Saugrohrstück 12 und dann der Umwälzer 6 aus dem oberen Gehäuse.
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Im Betrieb wird die Saugdüse 1 an einem Saugende oder dem Ende eines Saugschlauches eines Staubsaugers über das Verbindungsstück 18 befestigt. Die durch den Staubsauger erzeugte Saugwirkung zieht Luft durch die Saugeinlaßöffnung 168 ein und dann weiter durch die Umwälzerkammer, durch einen Umwälzerauslaß 194, so daß sie in Kontakt mit einem Turbinenrotor 23 kommt, und hinaus durch eine Ausgabeöffnung oder ein Verbindungsstück 18. Der Umwälzerauslaß (siehe 3, 4 und 8) ist ein verjüngter Kanal, der einstückig mit dem Saugrohr-/Riemenschutzstück 12 gebildet ist. Der Umwälzerauslaß ist so geformt, orientiert und angeordnet, daß ein Luftstrom auf die Mitte der Turbinenschaufeln auf dem Rotor 23 gerichtet wird. Der Luftstrom ist im wesentlichen tangential zum Rotor gerichtet, um den Rotor zu drehen. Aus Gründen maximaler Effizienz und Leistung wird der Luftstrom in einen herkömmlichen Turbineneinlaßkegel 196 (siehe 5) geleitet, der durch die einstückig mit dem unteren Gehäuseabschnitt gebildeten Wände 197, 198 und 199 definiert wird. Wenn sich der Turbinenrotor dreht, treibt der Antriebsriemen den Umwälzer an. Um die Leistung der Düse weiter zu maximieren, überlappen die Haltewände 64 und 66 auf dem oberen Gehäuseabschnitt wenigstens zum Teil die entsprechenden einstückig im unteren Gehäuseabschnitt 4 geformten Wände. Die überlappenden Wände bilden Labyrinthdichtungen, so daß das Eindringen von Luft in die Turbinenkammer minimiert wird und dadurch die Luftmenge maximiert wird, die in den Saugeinlaß 168 zum Aufnehmen von Schmutz eintritt und den Umwälzerauslaß 194 des Rotors 23 durchströmt.
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Wie am besten 10 und 11 zu entnehmen, bildet das Riemenschutz-/Saugrohrstück 12 ein sich seitwärts erstreckendes Rohr entlang der Hinterkante der Umwälzkammer 202 und in der Nähe der Hinterkante der Saugeinlaßöffnung 168. Wie in 10 zu sehen, wird das sich seitwärts erstreckende Rohr 200 durch eine innere sich vertikal erstreckende Wand 204, eine äußere sich vertikal erstreckende Wand 206, eine obere Wand 208 und eine untere Wand 210 definiert. Die untere Wand 210 ist von der Unterkante der inneren vertikalen Wand 204 beabstandet, wodurch dazwischen ein Saugschlitz 212 definiert wird. Die untere Wand 210 erstreckt sich einwärts von der inneren vertikalen Wand 204 und formt einen vorspringenden Rand 214 in der Umwälzerkammer zum Aufnehmen von Schmutz. Der mittlere Abschnitt der inneren sich vertikal erstreckenden Wand 204 hat vorzugsweise eine Vertiefung oder einen Ausschnitt 216 (siehe 3), der auf ihrer Unterkante gegenüber dem Umwälzerauslaß 194 geformt ist. Die Vertiefung oder der Ausschnitt liefert einen Bereich, durch den große Schmutz- oder Schuttstücke, die sonst den relativ schmalen Saugschlitz 212 verstopfen würden, hindurchpassen.
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Im Betrieb wird der Großteil an Schmutz und Rückständen, der vom Umwälzer aufgenommen wird (wie durch Pfeil B in 10 angedeutet), vom Umwälzer im wesentlichen horizontal direkt durch den Saugschlitz 212 und in das sich seitwärts erstreckende Rohr 200 geschleudert. Der Schmutz wandert dann entlang des sich seitwärts erstreckenden Rohres zum Umwälzerauslaß 194. Wie am besten 11 zu entnehmen, hat das sich seitwärts erstreckende Rohr einen ausgedehnten Querschnittsbereich, der auf den Umwälzerauslaß 194 zuläuft. Der sich ausdehnende Querschnittsbereich des sich seitwärts erstreckenden Rohres ist so gestaltet, damit eine im wesentlichen konstante Luftströmung über den Saugschlitz 212 erzielt wird. Die Luftmenge, die von der Umwälzkammer durch den Saugschlitz in das sich seitwärts erstreckende Rohr strömt, ist somit im wesentlichen konstant über die Breite der Düse. Aus diesem Grund hat die Luftströmung in der Umwälzkammer dieselbe Richtung wie der Schmutz, der im wesentlichen vom Umwälzer ausgeworfen wird, d. h. entlang Pfeil B – im Gegensatz zu einer herkömmlichen Saugdüse, die eine starke Längskomponente zur Luftströmung in der Umwälzkammer hat, d. h. in die Papierebene in 10 hinein oder aus ihr heraus.
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Für den Fachmann ist klar, daß ein Paar von sich seitwärts erstreckenden Rohren, von denen sich eines entlang der Vorderkante der Umwälzkammer (nicht gezeigt) und das andere entlang der Hinterkante der Umwälzkammer erstreckt, vorgesehen sein kann. Die
US-PS 6,006,402 und
5,513,418 , die hier durch Bezugnahme einführt werden, offenbaren eine solche Doppelrohr-Düsenkonfiguration. In gleicher Weise ist klar, daß das sich seitwärts erstreckende Rohr alternativ nur entlang der Vorderkante der Umwälzkammer vorgesehen sein kann. Ist ein sich seitwärts erstreckendes Rohr entlang der Vorderkante der Umwälzkammer
202 vorgesehen, muß ein Verbindungsdurchgang (nicht gezeigt) vorgesehen sein, der sich über den Umwälzhohlraum in Verbindung mit dem Umwälzerauslaß
194 erstreckt, wie es in den
US 5 513 418 A und
US 6 006 402 A offenbart ist.
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Die oben beschriebenen Materialien für die Teile der Düse 1 sind Beispiele geeigneter Materialien für diese Teile, um ein vollständige und ausführbare Offenbarung der Erfindung zu erhalten. Für den Fachmann liegt auf der Hand, daß andere geeignete Materalien anstelle der oben offenbarten speziellen Materialien verwendet werden können, ohne daß dadurch die Leistung oder Brauchbarkeit der offenbarten Erfindung beeinflußt wird. All die oben offenbarten Materialien für unterschiedliche Teile der offenbarten Vorrichtung sind daher nur als Beispiele geeigneter Materialien gedacht und sollen die Erfindung nicht auf irgendein besonderes offenbartes Material beschränken.
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Die Erfindung ist oben beispielartig unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform der Erfindung offenbart worden. Für den Fachmann liegen verschiedenste Änderungen und alternative Ausführungsformen auf der Hand, wenn die vorangegangene Beischreibung und die beigefügten Zeichnungen herangezogen werden. Die vorliegende Erfindung soll nur durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die nur Beispielcharakter hat, begrenzt werden.
