DE10058311C2 - Zyklon-Staubauffangvorrichtung für einen Staubsauger - Google Patents

Zyklon-Staubauffangvorrichtung für einen Staubsauger

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Description

Diese Erfindung betrifft eine Zyklon-Staubauffangvorrichtung für den Staubsauger zum Zentrifugieren und Auffangen von Verunreinigungen, die in eingesaugter Luft mitgerissen werden.
Im allgemeinen umfaßt ein Staubsauger eine Saugbürste, die mit einem Staubsaugerkörper beweglich verbunden ist und sich während des Reinigungsvorgangs entlang der Reinigungsoberfläche bewegt. Der Staubsaugerkörper weist eine Staubauffangkammer, in der ein abnehmbarer Staubfilter angeordnet ist, und eine Motorbetriebskammer mit einem Motor zum Erzeugen einer Saugkraft auf. Wenn der Motor arbeitet, erzeugt er an der Saugbürste eine starke Saugkraft. Folglich werden Verunreinigungen, wie z. B. Staub oder Schmutz, auf der Reinigungsoberfläche zusammen mit Luft in den Staubsaugerkörper eingesaugt. Die in der Luft mitgerissenen Verunreinigungen werden durch einen in der Staubauffangkammer des Staubsaugerkörpers angeordneten Staubfilter gefiltert und die saubere Luft strömt durch die Motorbetriebskammer in die Umgebung zurück.
Ein herkömmlicher Staubsauger fängt Verunreinigungen unter Verwendung eines Wegwerf-Staubfilters auf. Wenn der Staubfilter mit Verunreinigungen gefüllt ist, muß der Staubfilter manuell ausgewechselt werden. Das manuelle Auswechseln des Staubfilters ist lästig und führt zu schlechten Hygienebedingungen.
Die WO 2000/24519 A1 beschreibt einen Zyklonstaubsauger mit einer Zyklon-Staubauffangeinrichtung, bei der an der Oberseite Luft mit angesaugten Verunreinigungen tangential eintritt, sich innerhalb der Staubauffangeinrichtung auf einer Helixbahn bewegt und dabei die schwereren Staubteilchen abscheidet, bevor der Luftstrom nach durchströmen eines kegelförmigen Siebs an der Oberseite der Staubauffangeinrichtung durch eine Öffnung wieder austritt. Die Luftströmung wird auf ihrer Helixbahn ständig entlang des bereits abgelagerten Staubs geführt, was diesen wieder aufwirbeln und mitführen kann, so daß mit der Zeit das kegelförmige Sieb durch Verunreinigungen blockiert wird.
Die ältere, nachveröffentlichte DE 101 10 581 A1 offenbart ebenfalls einen Zyklonstaubsauger mit einer Staubfangein­ richtung in einer Ausführungsform, bei der die Luft oben tangential eintritt, auf einer Helixbahn nach unten und dann nach oben geführt wird, wobei der Luftstrom beim Aufsteigen in einen kaminartigen Zylinder eintritt und durch diese aus der Staubfangeinrichtung ausgelassen wird. In mittlerer Höhe der Staubfangeinrichtung ist eine Austrittsöffnung für Schmutzpartikel angeordnet, durch die diese in einen die Staubfangeinrichtung umgebenden Schmutzbehälter gelangen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Zyklon- Staubauffangvorrichtung für einen Staubsauger zum Zentrifugieren und Auffangen von Verunreinigungen vorzusehen, bei der die Verunreinigungen sicher von der Luftströmung getrennt werden.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß Anspruch 1 umfaßt eine Zyklon-Staubauffangvorrichtung für den Staubsauger einen hohlen zylindrischen Zyklonkörper mit offenen oberen und unteren Enden und einer Staubauslaßöffnung, die nahe dem unteren Ende angeordnet ist, zum Empfangen von Verunreinigungen, die durch Zentrifugalkraft von der Luft getrennt werden und aus dem Zyklonkörper ausströmen. Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Staubbehälter, der mit dem Zyklonkörper verbunden ist. Der Staubbehälter fängt die Verunreinigungen aus dem Zyklonkörper durch die Staubauslaßöffnung auf. Ein Bodenelement ist mit dem unteren Ende des Zyklonkörpers und des Staubbehälters verbunden und verschließt dieses, und ein Deckel ist abnehmbar mit dem oberen Ende des Zyklonkörpers und des Staubbehälters verbunden. Der Deckel weist einen Lufteinlaßkanal zum Einsaugen von Außenluft und Verunreinigungen in den Zyklonkörper und einen Luftauslaßkanal zum Auslassen der sauberen Luft aus dem Zyklonkörper auf. Die Vorrichtung umfaßt ferner ein Rückstrom-Verhinderungsmittel zum Leiten von aus dem Zyklonkörper ausströmenden Verunreinigungen in den Staubbehälter und zum Verhindern, daß eine Rückströmung der im Staubbehälter aufgefangenen Verunreinigungen in den Zyklonkörper stattfindet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die einen Staubsauger mit einer Zyklon- Staubauffangvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die die Zyklon- Staubauffangvorrichtung von Fig. 1 schematisch darstellt; und
Fig. 3 eine Draufsicht, die einen Zyklonkörper und einen Staubbehälter der Zyklon-Staubauffangvorrichtung von Fig. 2 zeigt.
Fig. 1 ist.
Mit Bezug auf Fig. 1, die einen Staubsauger mit einer Zyklon-Staubauffangvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht zeigt, umfaßt der Staubsauger einen Staubsaugerkörper 1, eine Saugbürste 3, die mit dem Staubsaugerkörper 1 beweglich verbunden ist, und eine Zyklon-Staubauffangvorrichtung 5.
Der Staubsaugerkörper 1 weist eine Staubauffangkammer 1a, in der die Zyklon-Staubauffangvorrichtung 5 angeordnet ist, und eine Motorbetriebskammer (nicht dargestellt), in der ein Motor installiert ist, auf. Die Motorbetriebskammer ist unter der Staubauffangkammer 1a angeordnet und steht über ein Auslaßrohr 4 mit der Staubauffangkammer 1a in Verbindung. Der Motor (nicht dargestellt) erzeugt eine starke Saugkraft, die ermöglicht, daß die Saugbürste 3 Verunreinigungen auf der Reinigungsoberfläche einsaugt. Die Saugbürste 3 ist über ein Saugrohr 2 mit der Staubauffangvorrichtung 5 in der Staubauffangkammer 1a verbunden.
Die Zyklon-Staubauffangvorrichtung 5 zentrifugiert Verunreinigungen, die mit der Luft durch die Saugbürste 3 eingesaugt werden, und fängt diese auf. Die Zyklon- Staubauffangvorrichtung 5 ist entnehmbar in der Staubauffangkammer 1a angeordnet. Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, umfaßt die Zyklon-Staubauffangvorrichtung 5 einen Zyklonkörper 11, einen Staubbehälter 13, ein Bodenelement 15, einen Deckel 17 und ein Rückstrom-Verhinderungsmittel.
Der Zyklonkörper 11 ist ein hohler Zylinder mit offenen oberen und unteren Enden. Der Zyklonkörper 11 weist einen vorbestimmten Innendurchmesser und eine Staubauslaßöffnung 11a mit einer vorbestimmten Größe auf. Durch die Saugbürste 3 eingesaugte Luft und Verunreinigungen treten in das obere Ende des Zyklonkörpers ein, wo sie in einen Wirbel gebracht werden und durch Zentrifugation getrennt werden. Die Verunreinigungen strömen dann durch die Staubauslaßöffnung 11a aus. Die Außenlinien 11b und 11c der Staubauslaßöffnung 11a weisen andere Krümmungsradien als den Krümmungsradius des Zyklonkörpers 11 auf. Der Krümmungsradius der sanften Außenlinie 11b, die sich zum Staubbehälter 13 erstreckt, ist größer als der Krümmungsradius des Zyklonkörpers 11, wodurch Verunreinigungen wirksam in eine Richtung zum Staubbehälter 13 hin geleitet werden. Der Krümmungsradius der gebogenen Außenlinie 11c ist geringer als der Krümmungsradius des Zyklonkörpers 11, wodurch der Auslaß vergrößert wird, um so viele Verunreinigungen wie möglich wirksam durch die Staubauslaßöffnung 11a zu leiten.
Verunreinigungen, die aus dem Zyklonkörper 11 durch die Staubauslaßöffnung 11a ausströmen, werden im Staubbehälter 13 aufgefangen und untergebracht, welcher benachbart zum Zyklonkörper 11 angeordnet ist. Der Staubbehälter 13 umgibt einen Teil des Zyklonkörpers 11. Insbesondere ist der hohle zylindrische Staubbehälter 13 vorzugsweise einteilig mit dem Zyklonkörper 11 ausgebildet und weist eine zu jener des Zyklonkörpers 11 identische Höhe auf. Der Zyklonkörper 11 und der Staubbehälter 13 stehen über die Staubauslaßöffnung 11a miteinander in Verbindung. Der Staubbehälter 13 ist von der verlängerten sanften Außenlinie 11b im Zyklonkörper 11 ausgebildet.
Das Bodenelement 15 der Zyklon-Staubauffangvorrichtung 5 ist mit dem unteren Ende sowohl des Zyklonkörpers 11 als auch des Staubbehälters 13 verbunden und verschließt dieses. Das Bodenelement 15 ist vorzugsweise einteilig mit dem Zyklonkörper 11 und dem Staubbehälter 13 ausgebildet.
Der Deckel 17 ist abnehmbar mit dem oberen Ende sowohl des Zyklonkörpers 11 als auch des Staubbehälters 13 gekoppelt und bedeckt dieses. Der Deckel 17 umfaßt einen Lufteinlaßkanal 17a und einen Luftauslaßkanal 17b, die beide mit dem Zyklonkörper 11 in Verbindung stehen. Der Lufteinlaßkanal 17a ist mit dem Saugrohr 2 verbunden, das Luft und Verunreinigungen durch die Saugbürste 3 einsaugt. Der Lufteinlaßkanal 17a erstreckt sich in Richtung der Mitte des oberen Endes des Zyklonkörpers 11, ist jedoch gegenüber dieser versetzt, wie in Fig. 2 dargestellt, um die Luft, die in den Zyklonkörper 11 gebracht wird, in einen Wirbel zu bringen. Der Luftauslaßkanal 17b erstreckt sich von ungefähr der Mitte des Deckels 11 zu einer Seite des Deckels. Der Luftauslaßkanal 17b ist mit dem Auslaßrohr 4 verbunden und steht mit der Motorbetriebskammer in Verbindung. Der Luftauslaßkanal 17b läßt saubere Luft, die zentrifugiert und von den Verunreinigungen getrennt wurde, in die Umgebung zurückströmen.
Das Rückstrom-Verhinderungsmittel der Staubauffangvorrichtung 5 hält die Verunreinigungen, die aus dem Zyklonkörper 11 ausströmen lassen werden, in dem Staubbehälter 13 zurück und verhindert, daß die aufgefangenen Verunreinigungen in den Zyklonkörper 11 zurückkehren. Die Rückstrom-Verhinderungsvorrichtung umfaßt ein Führungselement 19, das sich von einer Außenlinie der Staubauslaßöffnung 11a nach innen in den Staubbehälter 13 erstreckt. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist das Führungselement 19 in einem spitzen Winkel bezüglich des äußeren Umfangs des Zyklonkörpers 11 angeordnet. Außerdem ist das Führungselement 19 benachbart zur gebogenen Außenlinie 11c angeordnet, die sich im Stromabwärtsbereich der Wirbelströmung befindet. Das Führungselement 19 erstreckt sich vom Deckel 17 zum Bodenelement 15, um eine Rückströmung entlang der gesamten Länge des Staubbehälters 13 zu verhindern. Ferner besteht das Führungselement 19 vorzugsweise aus einem elastischen Material, wie z. B. einer Folie, die unter einem Auslaßdruck aus der Staubauslaßöffnung 11a biegsam ist. Das Führungselement 19 ist unter Verwendung eines Klebstoffs, wie z. B. eines Bindemittels, an der Außenseite des Zyklonkörpers 11 nahe der Staubauslaßöffnung 11a befestigt. Das Führungselement 19 weist einen bestimmten Krümmungsradius auf, der dem äußeren Umfang des Zyklonkörpers 11 entspricht. Folglich ermöglicht der Krümmungsradius des Führungselements 19 ein wirksames Leiten der aus der Staubauslaßöffnung 11a ausgelassenen Verunreinigungen in den Staubehälter 13 und verhindert die Rückströmung der aufgefangenen Verunreinigungen in den Zyklonkörper 11 durch Verhindern einer umgekehrten Verformung des Führungselements 19.
Die Zyklon-Staubauffangvorrichtung 5 umfaßt ferner einen Griff 12, der an der Außenfläche des Zyklonkörpers 11 ausgebildet ist, wie in Fig. 2 gezeigt.
Der Betrieb der Zyklon-Staubauffangvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben.
Wenn der Staubsauger arbeitet, wird an der Saugbürste 3 eine starke Saugkraft erzeugt. Verunreinigungen auf der Reinigungsoberfläche werden zusammen mit Luft durch die Saugbürste 3, durch das Saugrohr 2 und den Lufteinlaßkanal 17a in den Zyklonkörper 11 eingesaugt. Die eingesaugte Luft wird durch den Lufteinlaßkanal 17a diagonal in den Zyklonkörper 11 eingeleitet und einer Wirbelströmung unterzogen, wie durch die Pfeile in Fig. 3 angegeben. Die Verunreinigungen strömen entlang des Inneren des Zyklonkörpers 11 abwärts. Die Zentrifugalkraft des Wirbels trennt die Verunreinigungen von der Luft und die Verunreinigungen werden durch die Staubauslaßöffnung 11a in den Staubbehälter 13 ausgestoßen. Wenn die Verunreinigungen im Staubbehälter 13 aufgefangen werden, stauen sie sich hinter dem Führungselement 19. Die aufgefangenen Verunreinigungen im Staubbehälter 13 bewegen sich innerhalb des Staubbehälters 13 aufgrund des Auslaßdrucks in turbulenter Weise, das Führungselement 19 blockiert jedoch den Weg, um zu verhindern, daß die Verunreinigungen durch die Staubauslaßöffnung 11a in den Zyklonkörper 11 zurückkehren.
Saubere Luft, die von den Verunreinigungen getrennt wurde, strömt durch den Luftauslaßkanal 17b, das Auslaßrohr 4, die Motorbetriebskammer des Staubsaugerkörpers 1 und Auslässe (nicht dargestellt) in die Umgebung aus.
Wenn der Staubbehälter 13 voll ist, kann die Zyklon- Staubauffangvorrichtung 5 aus der Staubauffangkammer 1a des Staubsaugerkörpers 1 entnommen werden. Der Deckel 17 der Staubauffangvorrichtung 5 wird dann vom Zyklonkörper 11 und vom Staubbehälter 13 abgenommen und die im Staubbehälter 13 aufgefangenen Verunreinigungen können ausgekippt werden.
Das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gilt für einen Staubsauger im Hochformat. Die Zyklon-Staubauffangvorrichtung 5 kann jedoch auch auf einen kastenartigen Staubsauger angewendet werden, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist.
Wie vorstehend im einzelnen beschrieben, umfaßt die Zyklon- Staubauffangvorrichtung für einen Staubsauger ein Führungselement benachbart zur im Zyklonkörper ausgebildeten Staubauslaßöffnung. Das Führungselement lenkt wirksam Verunreinigungen durch die Staubauslaßöffnung und in den Staubbehälter und verhindert die Rückströmung von Verunreinigungen in den Zyklonkörper. Somit erhöht die Zyklon-Staubauffangvorrichtung der vorliegenden Erfindung die Wirksamkeit und Leistung des Staubsaugers.

Claims (8)

1. Zyklon-Staubauffangvorrichtung für einen Staubsauger, welche folgendes umfaßt:
einen hohlen zylindrischen Zyklonkörper (11) mit einem offenen oberen Ende, durch das Luft und Verunreinigungen eingesaugt werden, und einer Staubauslaßöffnung (11a), wobei die Staubauslaßöffnung nahe einem unteren Ende des Zyklonkörpers angeordnet ist, wobei die Staubauslaßöffnung (11a) Verunreinigungen, die durch Zentrifugation von der Luft getrennt wurden, hindurchtreten läßt;
einen mit dem Zyklonkörper verbundenen Staubbehälter (13) zum Auffangen von Verunreinigungen, die durch die Staubauslaßöffnung (11a) aus dem Zyklonkörper (11) ausströmen;
ein Bodenelement (15), das mit dem unteren Ende des Zyklonkörpers (11) und des Staubbehälters (13) verbunden ist und dieses verschließt;
einen Deckel (17), der abnehmbar mit dem oberen Ende des Zyklonkörpers (11) und des Staubbehälters (13) verbunden ist, wobei der Deckel einen Lufteinlaßkanal (17a), durch den Außenluft und Verunreinigungen in den Zyklonkörper eingesaugt werden, und einen Luftauslaßkanal (17b), durch den die Luft im Zyklonkörper ausströmt, umfaßt; und
ein Rückstrom-Verhinderungsmittel (19) zum Leiten von aus dem Zyklonkörper ausströmenden Verunreinigungen in den Staubbehälter (13) und zum Verhindern, daß eine Rückströmung der im Staubbehälter aufgefangenen Verunreinigungen in den Zyklonkörper (11) stattfindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rückstrom- Verhinderungsmittel ein Führungselement (19) umfaßt, das sich von der Staubauslaßöffnung (11a) nach innen in den Staubbehälter (13) erstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Führungselement (19) in einem spitzen Winkel bezüglich eines äußeren Umfangs des Zyklonkörpers (11) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Führungselement (19) in einer gebogenen Außenlinie angeordnet ist, die im Stromabwärtsbereich der Wirbelströmung angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rückstrom- Verhinderungsmittel (19) in einer Außenlinie der Staubauslaßöffnung (11a) mit einer zu einer Höhe des Zyklonkörpers (11) identischen Höhe ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Führungselement (19) einen Krümmungsradius aufweist, der dem äußeren Umfang des Zyklonkörpers (11) entspricht.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Staubbehälter (13) einteilig mit dem Zyklonkörper (11) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Außenlinien (11b, 11c) der Auslaßöffnung (11a) größere oder kleinere Krümmungsradien als der Krümmungsradius des Zyklonkörpers (11) aufweisen.
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