DE10058314C2 - Zyklon-Staubauffangvorrichtung für einen Staubsauger - Google Patents

Zyklon-Staubauffangvorrichtung für einen Staubsauger

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Description

Die Erfindung betrifft eine Zyklon-Staubauffangvorrichtung für einen Staubsauger, die durch Zentrifugalkraft Verunreinigungen aus der Luft, die in den Staubsauger eingesaugt wird, trennt.
Im allgemeinen weist ein Staubsauger, wie z. B. ein Staubsauger im Hochformat oder dergleichen, eine Saugbürste auf, die mit dem Körper des Staubsaugers verbunden ist und sich entlang der Reinigungsoberfläche bewegt. Der Körper des Staubsaugers enthält eine Staubauffangkammer, in der ein Staubfilter abnehmbar montiert ist, und eine Motorantriebskammer, in der ein Motor zum Erzeugen der Saugkraft montiert ist. Die Saugkraft saugt Luft und irgendwelchen Staub oder Schmutz auf der Reinigungsoberfläche in den Staubsaugerkörper ein. Die Luft strömt nach dem Durchgang durch den Staubfilter, der in der Staubauffangkammer des Staubsaugerkörpers angeordnet ist, aus dem Staubsauger aus. Die verschiedenen Verunreinigungen in der Luft werden durch den Staubfilter ausgefiltert, und die saubere Luft strömt in die Umgebung aus.
Der vorstehend beschriebene allgemeine Staubsauger weist jedoch eine Struktur auf, bei der Verunreinigungen durch einen Wegwerf-Staubfilter gefiltert und aufgefangen werden. Wenn der Staubfilter mit Verunreinigungen verstopft ist, muß der Filter ausgewechselt werden, und ein Benutzer muß den verbrauchten, schmutzigen Filter manuell entnehmen und einen neuen einsetzen, was sowohl lästig als auch unhygienisch ist.
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 nach unten bewegt und dabei die schwereren Staubteilchen abscheidet, bevor der Luftstrom nach dem 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 werden kann.
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. Im Bereich des Deckels ist hier kein Verunreinigungsabscheidegitter vorgesehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zyklon-Staubauffangvor­ richtung 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 einen Staubsauger einen Zyklonkörper mit einer zylindrischen Form, offenen oberen und unteren Enden und einen Verunreinigungsauslaß. Luft und Verunreinigungen werden durch ein offenes Ende des Zyklonkörpers in den Zyklonkörper eingesaugt. Die Verunreinigungen werden durch Zentrifugalkraft von der Luft getrennt und strömen durch den Verunreinigungsauslaß, der nahe dem anderen offenen Ende des Zyklonkörpers angeordnet ist, aus. Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Verunreinigungsbehälter zum Auffangen der Verunreinigungen, die aus dem Zyklonkörper ausströmen. Der Verunreinigungsbehälter weist offene obere und untere Enden auf und umgibt den Zyklonkörper. Ein Bodenelement ist mit dem unteren Ende des Zyklonkörpers und des Verunreinigungsbehälters verbunden und verschließt diese, und ein Deckel ist abnehmbar mit dem oberen Ende des Zyklonkörpers und des Verunreinigungsbehälters verbunden. Der Deckel umfaßt einen Lufteinlaß und einen Luftauslaß, die beide mit dem Zyklonkörper in Verbindung stehen. Der Deckel umfaßt ferner ein Verunreinigungsscheidegitter, das eine Vielzahl von feinen Löchern aufweist. Das Gitter erstreckt sich vom Luftauslaß nach unten und in den Zyklonkörper. Die Vorrichtung umfaßt ferner eine Trennwand, die zwischen dem Zyklonkörper und dem Verunreinigungsbehälter angeordnet ist, zum Beschränken der Bewegung der Verunreinigungen im Verunreinigungsbehälter.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Staubsaugers mit einer Zyklon- Staubauffangvorrichtung in auseinandergezogener Anordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Zyklon- Staubauffangvorrichtung in auseinandergezogener Anordnung, die in Fig. 1 dargestellt ist;
Fig. 3 eine Querschnittansicht im allgemeinen entlang der Linie I-I von Fig. 2, die die zusammengesetzte Zyklon-Staubauffangvorrichtung zeigt; und
Fig. 4 eine Schnittansicht im allgemeinen entlang der Linie II-II von Fig. 2, die die zusammengesetzte Zyklon-Staubauffangvorrichtung zeigt.
Mit Bezug auf Fig. 1, die eine schematische perspektivische Darstellung eines Staubsaugers mit einer Zyklon- Staubauffangvorrichtung in auseinandergezogner Anordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist, umfaßt der Staubsauger einen Körper 1, eine Saugbürste 5, die mit dem Körper 1 über ein Verbindungsrohr 2 und einen Verbindungsschlauch 3 verbunden ist, und eine Zyklon- Staubauffangvorrichtung 7.
Der Staubsaugerkörper 1 enthält eine Staubauffangkammer 1a, in die die Zyklon-Staubauffangvorrichtung 7 eingesetzt ist, und eine Motorantriebskammer (nicht dargestellt), in die ein Motor (nicht dargestellt) eingesetzt ist. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung stehen die Motorantriebskammer und die Staubauffangkammer 1a über ein Luftdurchlaßrohr 4 miteinander in Verbindung. Der Motor erzeugt eine starke Saugkraft, die ermöglicht, daß die Saugbürste 5 Verunreinigungen auf der Reinigungsoberfläche einsaugt. Die Saugbürste 5 ist über das Verbindungsrohr 2 und den Verbindungsschlauch 3 mit der Zyklon- Staubauffangvorrichtung 7 verbunden, welche sich in der Staubauffangkammer 1a befindet. Ein Deckel (nicht dargestellt) ist am Staubsaugerkörper 1 befestigt, um die Zyklon-Staubauffangvorrichtung 7 zu bedecken.
Die Zyklon-Staubauffangvorrichtung 7 trennt durch Zentrifugalkraft Verunreinigungen aus der Luft, die durch die Saugbürste 5 in den Staubsauger eingesaugt wird, und fängt diese auf. Die Zyklon-Staubauffangvorrichtung 7 ist entnehmbar in die Staubauffangkammer 1a eingesetzt.
Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, umfaßt eine solche Zyklon- Staubauffangvorrichtung 7 einen Zyklonkörper 11, einen Verunreinigungsbehälter 13, ein Bodenelement 15, einen Deckel 17 und eine Trennwand 19.
Der Zyklonkörper 11 weist eine im wesentlichen hohle zylindrische Form mit einem vorbestimmten Innendurchmesser auf. Der Zyklonkörper 11 umfaßt offene obere und untere Teile. Der Zyklonkörper 11 umfaßt ferner einen Verunreinigungsauslaß 11a mit einer vorbestimmten Größe, der am unteren Teil des Zyklonkörpers 11 ausgebildet ist. Folglich werden Verunreinigungen in der Luft, die in den oberen Teil des Zyklonkörpers 11 eingesaugt wird, durch Zentrifugation von der Luft getrennt und strömen durch den Verunreinigungsauslaß 11a in den Verunreinigungsbehälter 13 aus.
Der Verunreinigungsbehälter 13 dient als Auffangstelle für die Verunreinigungen, die durch den Verunreinigungsauslaß 11a ausströmten. Der Verunreinigungsbehälter 13 ist mit dem Zyklonkörper 11 verbunden und umgibt vorzugsweise den Zyklonkörper 11. Insbesondere ist der Verunreinigungsbehälter 13 im wesentlichen ein hohler Zylinder, der einen größeren Durchmesser aufweist als jenen des Zyklonkörpers 11 und den Zyklonkörper 11 konzentrisch umgibt, was einen vorbestimmten Raum zwischen dem äußeren Umfang des Zyklonkörpers 11 und jenem des Verunreinigungsbehälters 13 vorsieht. Ferner weist der Verunreinigungsbehälter 13 offene obere und untere Teile und eine Höhe auf, die zur Höhe des Zyklonkörpers 11 identisch ist. Der Zyklonkörper 11 und der Verunreinigungsbehälter 13 stehen nur über den Verunreinigungsauslaß 11a miteinander in Verbindung.
Das Bodenelement 15 der Zyklon-Staubauffangvorrichtung 7 ist mit dem unteren Teil des Zyklonkörpers 11 und des Verunreinigungsbehälters 13 verbunden und verschließt diese somit. Folglich entspricht die Größe des Bodenelements 15 dem unteren Teil des Verunreinigungsbehälters 13 und ist vorzugsweise eine kreisförmige Platte. Das Bodenelement 15 ist vorzugsweise einteilig mit dem Verunreinigungsbehälter 13 ausgebildet.
Der Deckel 17 ist mit dem oberen Teil des Zyklonkörpers 11 und des Verunreinigungsbehälters 13 verbunden. Der Deckel 17 umfaßt einen Lufteinlaß 21, einen Luftauslaß 23 und ein Gitter 25, die alle mit dem Zyklonkörper 11 in Verbindung stehen.
Luft und Verunreinigungen, die durch die Saugbürste 5 (siehe Fig. 1) eingesaugt werden, strömen durch den Verbindungsschlauch 3 und in den Lufteinlaß 21. Der Lufteinlaß 21 erstreckt sich entlang des Inneren des Zyklonkörpers 11 nahe der Mitte, um einen Wirbel aus der Luft zu erzeugen, die in den Zyklonkörper 11 eingesaugt wird. Nachdem die Luft und die Verunreinigungen durch den Lufteinlaß 21 eingesaugt wurden und die Verunreinigungen durch Zentrifugation aus der Luft abgetrennt wurden, strömt die saubere Luft durch den Luftauslaß 23 aus. Der Luftauslaß 23 erstreckt sich von der Mitte des Deckels 17 zur Außenkante des Deckels. Der Luftauslaß 23 steht über das Luftdurchlaßrohr 4 mit der Motorantriebskammer in Verbindung.
Das Verunreinigungsscheidegitter 25 erstreckt sich vom Luftauslaß 23 des Deckels 17 nach unten. Das Gitter 25 weist eine Vielzahl von feinen Löchern auf, durch die die Luft, aber nicht größere Verunreinigungsteilchen, hindurchtreten kann.
Eine Trennwand 19 beschränkt die Bewegung der Verunreinigungen, die im Verunreinigungsbehälter 13 aufgefangen werden. Die Trennwand 19 erstreckt sich zwischen der Innenwand des Verunreinigungsbehälters 13 und der Außenwand des Zyklonkörpers 11 und befindet sich vorzugsweise benachbart zum Verunreinigungsauslaß 11a. Insbesondere ist es bevorzugt, daß sich die Trennwand 19 von der Kante des Verunreinigungsauslasses 11a erstreckt. Folglich werden die durch den Verunreinigungsauslaß 11a ausgelassenen Verunreinigungen im Verunreinigungsbehälter 13 aufbewahrt, nachdem sie sich ungefähr um 360° durch den Verunreinigungsbehälter 13 zur Trennwand 19 bewegt haben. Außerdem verhindert die Trennwand 19, daß die Verunreinigungen zum Verunreinigungsauslaß 11a zurückkehren, wenn sich die Verunreinigungen im Kreis durch den Verunreinigungsbehälter 13 bewegen. Es ist bevorzugt, daß die Trennwand 19 aus demselben Material wie jenem des Zyklonkörpers 11, des Verunreinigungsbehälters 13 und des Bodenelements 15 besteht. Dieses Material kann ein durchsichtiges Kunststoffmaterial oder dergleichen sein.
Es ist ferner bevorzugt, daß die Zyklon- Staubauffangvorrichtung 7 der Erfindung ein Rückstrom- Verhinderungsmittel zum Verhindern einer Rückströmung der im Verunreinigungsbehälter 13 aufgefangenen Verunreinigungen durch den Verunreinigungsauslaß 11a zurück in den Zyklonkörper 11 umfaßt. Wie in Fig. 4 gezeigt, umfaßt das Rückstrom-Verhinderungsmittel ein Führungselement 18, das sich von der Außenfläche des Zyklonkörpers 11 benachbart zum Verunreinigungsauslaß 11a in den Verunreinigungsbehälter 13 nach innen erstreckt. Das Führungselement 18 ist benachbart zu einer Kante des Verunreinigungsauslasses 11a ausgebildet und weist dieselbe Höhe auf wie jene des Verunreinigungsbehälters 13. Ferner ist das Führungselement 18 auf dem äußeren Umfang des Zyklonkörpers 11 in einem spitzen Winkel ausgebildet und weist einen Vorderabschnitt auf, der dem äußeren Umfang des Zyklonkörpers 11 zugewandt ist. Der Vorderabschnitt weist einen vorbestimmten Krümmungsradius auf. Ein solches Führungselement 18 kann aus einer elastischen Folie bestehen und durch einen Klebstoff, wie z. B. ein Bindemittel usw., am Zyklonkörper 11 befestigt sein.
Der Betrieb der Zyklon-Staubauffangvorrichtung der Erfindung ist folgendermaßen:
Wenn der Staubsauger eingeschaltet ist, erzeugt der Motor zunächst eine starke Saugkraft an der Saugbürste 5. Diese Saugkraft saugt Luft und Verunreinigungen auf der Reinigungsoberfläche durch die Saugbürste 5, das Verbindungsrohr 2 und den Verbindungsschlauch 3 und in den Zyklonkörper 11 ein. Die Luft tritt durch den Lufteinlaß 21 in schräger Richtung bezüglich des Zyklonkörpers 11 ein und strömt in den Zyklonkörper 11 abwärts, während ein Wirbel erzeugt wird. Folglich werden die Verunreinigungen durch die Zentrifugalkraft des Wirbels von der Luft getrennt und strömen durch den Verunreinigungsauslaß 11a in den Verunreinigungsbehälter 13 aus. Wenn sie sich einmal im Verunreinigungsbehälter 13 befinden, rotieren die Verunreinigungen schräg durch den Behälter 13, wie in Fig. 4 gezeigt, bis sie die Trennwand 19 erreichen, die eine weitere Rotation der Verunreinigungen verhindert. Wie vorstehend beschrieben, minimieren die zylindrische Konstruktion des konzentrischen Verunreinigungsbehälters 13 und des Zyklonkörpers 11 und die Trennwand 19 des Verunreinigungsbehälters 13 die Möglichkeit einer Rückströmung der Verunreinigungen durch den Verunreinigungsauslaß 11a zurück in den Zyklonkörper 11. Ferner blockiert das Führungselement 18, das sich benachbart zum Verunreinigungsauslaß 11a befindet, wirksam jegliche Rückströmung der Verunreinigungen in den Zyklonkörper 11 zurück.
Nachdem die Verunreinigungen von der Luft getrennt wurden, strömt unterdessen die saubere Luft im Zyklonkörper 11 durch die feinen Löcher des Gitters 25 und den Luftauslaß 23 in die Umgebung aus.
Wenn der Verunreinigungsbehälter 13 mit den Verunreinigungen gefüllt ist, entnimmt der Benutzer die Zyklonvorrichtung 7 aus dem Staubsaugerkörper 1, nimmt den Deckel 17 vom Zyklonkörper 11 und vom Verunreinigungsbehälter 13 ab und kippt die Verunreinigungen aus dem Verunreinigungsbehälter 13 aus.
Obwohl Fig. 1 die Zyklon-Staubauffangvorrichtung in einem kastenartigen Staubsauger verwendet zeigt, ist es natürlich selbstverständlich, daß eine solche Zyklon- Staubauffangvorrichtung der Erfindung in anderen Arten von Staubsaugern, wie z. B. Staubsaugern im Hochformat oder dergleichen, verwendet werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, versieht das Umgeben des Zyklonkörpers 11 mit dem zylindrischen Verunreinigungsbehälter 13 die Zyklon- Staubauffangvorrichtung mit einer einfachen Konstruktion. Ferner fangen die Trennwand 19, die eine Weiterbewegung der Verunreinigungen durch den Behälter 13 blockiert, und das Führungselement 18, das einen Rückstrom der Verunreinigungen durch den Verunreinigungsauslaß 11a verhindert, die Verunreinigungen im Behälter 13 wirksam auf.

Claims (6)

1. Zyklon-Staubauffangvorrichtung für einen Staubsauger, welche folgendes umfaßt:
einen Zyklonkörper (11) mit einer zylindrischen Form, offenen oberen und unteren Enden und einem Verunreinigungsauslaß (11a), wobei eines der offenen Enden Luft und Verunreinigungen in den Zyklonkörper läßt, wobei der Verunreinigungsauslaß (11a) nahe dem anderen der offenen Enden angeordnet ist und Verunreinigungen, die durch Zentrifugation von der Luft getrennt wurden, durchtreten läßt;
einen Verunreinigungsbehälter (13) zum Auffangen der durch den Verunreinigungsauslaß (11a) ausgelassenen Verunreinigungen, wobei der Verunreinigungsbehälter (13) offene obere und untere Enden aufweist und den Zyklonkörper (11) umgibt;
ein Bodenelement (15), das mit dem unteren Ende des Zyklonkörpers und des Verunreinigungsbehälters verbunden ist und diese verschließt;
einen Deckel (17), der abnehmbar mit dem oberen Ende des Zyklonkörpers und des Verunreinigungsbehälters verbunden ist, wobei der Deckel einen Lufteinlaß (21) und einen Luftauslaß (23) in Verbindung mit dem Zyklonkörper aufweist, wobei der Deckel (17) ferner ein Verunreinigungsscheidegitter (25) mit einer Vielzahl von darin ausgebildeten feinen Löchern umfaßt, wobei sich das Gitter (25) vom Luftauslaß (23) in den Zyklonkörper nach unten erstreckt; und
eine Trennwand (19), die zwischen dem Zyklonkörper (11) und dem Verunreinigungsbehälter (13) angeordnet ist, wobei die Trennwand (19) die Bewegung der Verunreinigungen im Verunreinigungsbehälter (13) beschränkt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Trennwand (19) nahe einer Kante des Verunreinigungsauslasses (11a) liegt und dieselbe Höhe aufweist wie jene des Zyklonkörpers (11) und des Verunreinigungsbehälters (13).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Zyklonkörper (11) und der Verunreinigungsbehälter (13) dieselbe Höhe aufweisen und ausschließlich über den Verunreinigungsauslaß (11a) miteinander in Verbindung stehen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Zyklonkörper (11), der Verunreinigungsbehälter (13) und das Bodenelement (15) einteilig ausgebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, welche ferner ein Rückstrom-Verhinderungsmittel (18) zum Verhindern eines Rückstroms der Verunreinigungen im Verunreinigungsbehälter (13) durch den Verunreinigungsauslaß (11a) und zurück in den Zyklonkörper (11) umfaßt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Rückstrom- Verhinderungsmittel ein Führungselement (18) umfaßt, das sich von der Außenfläche des Zyklonkörpers (11) zu einem inneren Teil des Verunreinigungsbehälters (13) erstreckt.
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