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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Staubsauger und insbesondere
eine Baugruppe mit einem Aufbau, der entwickelt wurde, um die Reinigungswirkung
zu erhöhen,
und einen Staubsauger mit der Bürstenbaugruppe.
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Stand der
Technik
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Im
Allgemeinen treibt eine in einem Staubsauger verwendete Bürstenbaugruppe
eine sich drehende Bürste
unter Verwendung der kinetischen Energie eines Luftstroms an. Die
Bürstenbaugruppe umfasst
herkömmlicher
Weise einen Bürstenhauptkörper, wobei
die Bürste
eine zu saugende Oberfläche
berührt
und so Schmutz auf der Oberfläche
unter Verwendung der Rotationsbewegung der Bürste reinigt. Eine Verbindungsleitung
zum Führen
von Fremdstoffen, wie beispielsweise Staub, in eine Staubkammer
eines Staubsauger-Hauptkörpers und eine
Turbine, die die Bürste
antreibt, sind ebenso vorgesehen.
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Das
US-Patent Nr. 5,701,633 offenbart eine Bürstenbaugruppe für einen
Staubsauger mit dem oben beschriebenen Aufbau. Die in dem zuvor
erwähnten
Patent beschriebene Bürstenbaugruppe weist
eine Turbine auf, die über
einen Luftkanal in einer Turbinenkammer angebracht ist.
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Die
Bürstenbaugruppe
kann die anfängliche Rotationskraft
der Turbine erhöhen,
jedoch können relativ
große
Schmutzpartikel nicht durch den Luftkanal dringen und werden von
der Turbinenschaufel eingefangen oder haften daran an, wodurch die
Rotationskraft der Turbine vermindert wird und sich nachfolgend
die Saugkraft des Staubsaugers verschlechtert.
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Mit
der eingesaugten Luft mitgerissener Staub tritt in die Turbinenkammer
und tritt durch einen sich plötzlich
verschmälernden
Eingang der Verbindungsleitung, so dass die Strömungsgeschwindigkeit der Luft
darin beschleunigt wird und ein unerwünschtes Geräusch erzeugt wird.
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Die
Stärke
der Turbinenschaufel ist im Allgemeinen gleichmäßig und konstant, so dass die
Saugkraft des Staubsaugers nicht vollständig zu der Turbine geliefert
werden kann, und wenn Fremdstoffe, wie beispielsweise Staub oder
Schmutz, durch die Schaufelflächen
dringen, können
die Fremdstoffe schwer durchströmen
und neigen daher dazu, an der Schaufelfläche anzuhaften.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde erdacht, um die oben erwähnten Probleme,
die bei herkömmlichen
Staubsaugern auftreten, zu lösen,
und ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bürstenbaugruppe
bereitzustellen, die einen Aufbau aufweist, der entwickelt wurde,
um die Reinigungswirkung zu erhöhen
und die durch den Staubsauger erzeugten Geräusche zu vermindern, und einen
Staubsauger bereitzustellen, der eine solche Bürstenbaugruppe verwendet.
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Um
die obigen Aspekte zu erzielen, ist eine Bürstenbaugruppe vorgeschlagen,
umfassend einen Bürstenhauptkörper mit
einer Luftsaugöffnung
und einer Turbinenkammer, wobei die Turbinenkammer einen Luftdurchgang
aufweist, eine Turbine, die in der Turbinenkammer angebracht ist,
und eine Verbindungsleitung zum Verbinden eines Staubsaugerhauptkörpers mit
dem Bürstenhauptkörper, wobei
die Turbine nur teilweise innerhalb eines Abschnitts des Luftkanals
angebracht ist. Die Verbindungsleitung umfasst einen Verbindungsleitungseinlass
und die Turbine kann an einer Seite des Verbindungsleitungseinlasses
angebracht sein oder in der Mitte des Verbindungsleitungseinlasses,
innerhalb der Turbinenkammer, um so nur einen Abschnitt des Verbindungsleitungseinlasses
zu bedecken.
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Die
Turbine umfasst vorzugsweise mehrere Schaufeln, wobei jede Schaufel
eine sich gleichmäßig ändernde
Stärke,
gemessen von einem inneren Durchmesser zu einem äußeren Durchmesser der Turbine,
aufweist. Die Schaufeln weisen jeweils eine Stärke auf, die sich allmählich von
dem inneren Durchmesser in Richtung des äußeren Durchmessers der Turbine
vermindert.
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Der
Verbindungsleitungseinlass kann ferner einen sich allmählich vermindernden
Durchmesserabschnitt und einen konstanten Durchmesserabschnitt umfassen.
Zusätzlich
kann der Verbindungsleitungseinlass in der Form eines Eileiters
[engl. fallopian tube] ausgebildet sein.
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Um
die obigen Aspekte zu erzielen, ist ein Staubsauger vorgeschlagen,
umfassend einen Reinigerhauptkörper
mit einer Staubsammelkammer, einen Bürstenhauptkörper mit einer Luftsaugöffnung und
einer Turbinenkammer, wobei die Turbinenkammer einen Luftkanal aufweist,
eine Turbine, die in der Turbinenkammer angebracht ist, und eine
Verbindungsleitung, die einen Verbindungsleitungseinlass umfasst,
der den Reinigerhauptkörper
mit dem Bürstenhauptkörper verbindet,
wobei die Turbine nur innerhalb eines Abschnitts bzw. Teils des
Luftkanals angebracht ist.
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Die
Turbine kann entweder an einer Seite des Verbindungsleitungseinlasses
angebracht sein oder alternativ in der Mitte des Verbindungsleitungseinlasses,
in der Turbinenkammer, um so nur einen Abschnitt des Verbindungsleitungseinlasses
zu bedecken.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus dem Verständnis
der folgenden genauen Beschreibung leichter ersichtlich, wenn diese
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen betrachtet wird,
in denen:
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1 eine
teilweise Explosionsdarstellung einer perspektivischen Ansicht eines
Staubsaugers gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2A und 2B teilweise
aufgebrochene perspektivische Ansichten alternativer erfinderischer
Ausführungsformen
sind, die die Beziehung zwischen der Position einer Turbine und
einem Verbindungsleitungseinlasses der Bürstenbaugruppe, die in 1 dargestellt
ist, zeigen;
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3 eine
Querschnittsansicht der Turbine der Bürstenbaugruppe, die in 1 dargestellt
ist, ist, umfassend eine Detailansicht des Turbinenschaufeleingriffs;
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4A eine
perspektivische Ansicht einer Verbindungsleitung ist, die bei der
Bürstenbaugruppe,
die in 1 dargestellt ist, eingesetzt ist;
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4B eine
Querschnittsansicht eines Abschnitts der Verbindungsleitung ungefähr entlang
der Linie IV-IV in 4A ist; und
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5 eine
teilweise Querschnittsansicht der Bürstenbaugruppe und der Verbindungsleitung
ungefähr
entlang der Linie V-V in 1 ist.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Gewisse
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen genauer beschrieben.
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In
der folgenden Beschreibung werden identische Bezugszeichen verwendet,
um gleiche oder ähnliche
Elemente in den unterschiedlichen Zeichnungen zu kennzeichnen. Die
in der Beschreibung definierten Gegenstände, wie beispielsweise der
detaillierte Aufbau und die Elemente, die im Folgenden beschrieben
werden, sind vorgesehen, um ein nachvollziehbares Verständnis der
Erfindung zu unterstützen
und sie sind nicht als die Erfindung begrenzend anzusehen. Die vorliegende
Erfindung kann ohne die Verwendung einiger oder selbst einem Großteil der unten
beschriebenen Elemente ausgeführt
werden. Ferner sind gut bekannte Funktionen oder Konstruktionsmerkmale
nicht im Detail beschrieben, da sie die Erfindung in unnötigen Details
verschleiern würden.
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1 ist
eine teilweise Explosionsdarstellung einer perspektivischen Ansicht
eines Staubsaugers gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Eine
Bürstenbaugruppe 200 umfasst
einen Bürstenhauptkörper 210 mit
einer Luftsaugöffnung 212 und
einer Turbinenkammer 211, eine Turbine 220, die
in der Turbinenkammer 211 angebracht ist, eine Bürste 240 zum
Kontaktieren der zu reinigenden Oberfläche und geeignet, um sich zum
Entfernen und Reinigen von Schmutz auf der Oberfläche zu drehen, ein
Verbindungselement 230 zum Liefern einer Rotationskraft
an die Turbine 220, um so die Bürste 240 zu drehen,
und eine Verbindungsleitung 250 zum Führen staubbeladener Luft zu
einer Staubsammelkammer (nicht dargestellt), die in dem Staubsaugerhauptkörper 100 angeordnet
ist.
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Die
Turbinenkammer 211 haltert die Turbine 220 und
nimmt diese auf, so dass sich die Turbine 220 durch die
Einwirkung der Luftströmung,
die durch den Staubsauger erzeugt wird, frei dreht.
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Mehrere
Schaufeln 221 sind über
den Umfang angeordnet, um die Turbine 220 zu definieren, so
dass die durch den Staubsauger erzeugte Luftströmung, die Luft durch den Bürstenhauptkörper 210 einsaugt,
eine Drehung der Turbine 220 verursacht. Der detaillierte
Aufbau der Schaufeln 221 wird im Folgenden beschrieben.
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Bezugnehmend
auf die 2A und 2B führt die
Verbindungsleitung 250 staubbeladene Luft, die in den Staubsauger
eingesaugt wurde, zu einer Kammer (nicht dargestellt), die innerhalb
des Staubsaugerhauptkörpers 100 angeordnet
ist. Der detaillierte Aufbau eines Verbindungsleitungseinlasses 251,
der bei alternativen Ausführungsformen
an der Verbindungsleitung 250 ausgebildet ist, wird später beschrieben
werden.
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Wird
die Turbine 220 durch die Saugluftströmung, die durch den Staubsauger
erzeugt wird, gedreht, liefert das Verbindungselement 230 eine
Rotationskraft der Turbine 220 an die Bürste 240. Das Verbindungselement 230 ist
vorzugsweise ein Riemen. Dies sollte jedoch nicht als begrenzend
angesehen werden. Verschiedenartige alternative Konfigurationen
zum Bereitstellen der Rotationsfunktion, wie beispielsweise ein
Zahnrad, werden dem Fachmann ersichtlich sein.
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Die
Bürste 240 (1)
ist durch ein Bürstenhalterungselement 241 drehbar,
das an dem Hauptkörper 210 angebracht
ist. Die Turbine 220 ist an einer Trennung 213 der
Turbinenkammer 211 mittels einer Turbinenachse 222 drehbar
angebracht.
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Strömt Luft
durch eine Luftsaugöffnung 212 und
dreht die Turbine 220, wird eine Rotationskraft der Turbine 220 über das
Verbindungselement 230 an die Bürste 240 geliefert,
die um eine Achse drehbar an dem Bürstenhalterungselement 241 angebracht
ist.
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Die
Bürste 240 wird
entlang der zu reinigenden Oberfläche in engem Kontakt damit
bewegt und entfernt Staub und Schmutz von der Oberfläche, um so
dem Staubsauger zu gestatten, den Staub leichter von der Oberfläche einzusaugen.
Der von der Oberfläche
entfernte Schmutz wird durch die Luftsaugöffnung 212 und die
Verbindungsleitung 250 mit einer Staubkammer (nicht dargestellt),
die in dem Staubsaugerhauptkörper 100 angeordnet
ist, gesammelt.
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Die 2A und 2B sind
teilweise aufgebrochene perspektivische Ansichten, die alternative Ausführungsformen
der Beziehung zwischen der Position der Turbine und einem Verbindungsleitungseinlass
der Bürstenbaugruppe,
die in 1 dargestellt ist, zeigen. Die Turbine 220 ist
in der Turbinenkammer 211 angebracht, um einen Abschnitt
eines Verbindungsleitungseinlasses 251 zu bedecken, wobei eine
Fluidverbindung mit dem Hauptkörper 210 bereitgestellt
wird.
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Die
Turbine 220 kann seitlich in Richtung einer Seite in Bezug
auf den Verbindungsleitungseinlass 251 angeordnet sein,
um einen Abschnitt des Verbindungsleitungseinlasses 251 zu
bedecken. Genauer gesagt kann angenommen werden, dass der Verbindungsleitungseinlass 251 eine
Breite A annimmt, wobei die Turbine 220 seitlich in Richtung
einer Seite des Verbindungsleitungseinlasses 252 angebracht
ist und dabei eine Breite B in der Turbinenkammer 211 freilässt. Der
Verbindungsleitungseinlass 251 mit einer Breite A kann
alternativ ausgestaltet sein, um die Turbine 220 zentral
in dem Verbindungsleitungseinlass 251 der Turbinenkammer 211 anzubringen,
wobei sie in einem gleichmäßigen Abstand
C von beiden Seiten eines Verbindungsleitungseinlasses 251 beabstandet
ist, wie es in 2B dargestellt ist.
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Die
Proportionen zwischen einer Breite D der Turbine 220 und
einer Breite A des Verbindungsleitungseinlasses 251 können im
Wesentlichen einem Verhältnis
von 1:2 entsprechen, und zwar angesichts des Erzielens eines Durchgangs
staubbeladener Luft durch den Verbindungsleitungseinlass 251 und
dem Bereitstellen einer angemessenen Schaufelgröße 221 zum zweckmäßigen Aufnehmen
der Saugkraft des Staubsaugers.
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Durch
den oben erwähnten
Aufbau ist der Durchgang, durch den staubbeladene Luft tritt, groß genug,
so dass die staubbeladene Luft gleichmäßig eingesaugt wird und die
Turbinendrehung durch einen Zahnstocher, Holzstäbchen oder andere Hindernisse,
die durch die Turbine eingefangen werden, nicht beeinflusst ist.
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3 ist
eine Querschnittsansicht der Bürstenbaugruppe
aus 1. Mehrere Schaufeln 221 sind in einem
Umfangsmuster angeordnet, um die Turbine 220 zu bestimmen.
Die seitliche Stärke
jeder Schaufel 221 ändert
sich in einer regelmäßig vorbestimmten
Anordnung, gemessen von dem Mittelteil in Richtung des äußeren Umfangsdurchmessers
der Turbine 220.
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Genauer
gesagt weist ein Abschnitt nahe der Mitte der Turbine 220 eine
Stärke
E auf. Da sich die Schaufeln 221 nach außen in Richtung
des äußeren Umfangsdurchmessers
der Turbine 220 erstrecken, nimmt die Stärke jeder
Schaufel 221 auf eine Stärke F ab, und auf diese Art
und Weise erstreckt sich die Schaufel 221 radial von der
Mitte in Richtung des äußeren Umfangsdurchmessers
der Turbine 220 nach außen.
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Ein
Ende G der Schaufel ist abgerundet, wie es an dem Punkt G' dargestellt ist,
um den Widerstand der staubbeladenen Luft wirkungsvoll zu reduzieren.
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Da
die Schaufel den oben beschriebenen Aufbau aufweist, strömt staubbeladene
Luft gleichmäßig entlang
der radial beabstandeten und gekrümmten Flächen I der Schaufeln 221 im
Wesentlichen in der Richtung des Pfeils H und die Luft wird von
den Schaufeln 221 an den abgerundeten Enden G' weggeführt, so
dass der Aufprall staubbeladener Luft wirkungsvoll zu den Enden
der Schaufeln 221 geführt
wird und daher die Rotationskraft der Turbine 220 weiter
erhöht
wird.
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Das
heißt,
da die Turbine nur einen Abschnitt eines Verbindungsleitungseinlasses
(nicht dargestellt) statt den gesamten Verbindungsleitungseinlass
bedeckt, kann die Rotationskraft der Turbine vermindert werden.
Die verminderte Rotationskraft kann jedoch durch den oben beschriebenen
Aufbau der Turbine kompensiert werden, und zwar hauptsächlich aufgrund
der radial beabstandeten und gekrümmten Schaufeln.
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Wird
der oben beschriebene Aufbau auf eine Turbine angewendet, wird die
Rotationskraft einer Bürste
(nicht dargestellt), die durch die Antriebskraft der Turbine 220 gedreht
wird, ebenfalls erhöht,
so dass die Bürste
stärker
auf den Schmutz einwirken und diesen von der zu reinigenden Oberfläche entfernen
kann. Folglich kann der Schmutz leichter von der Oberfläche entfernt
werden.
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Als
eine Folge kann ein Verwender eine zu reinigende Oberfläche leichter
reinigen, so dass die Reinigungswirkung verbessert ist und Fremdstoffe, wie
beispielsweise Staub, entlang der radial gekrümmten Fläche G der Schaufel 221 in
Richtung des Pfeils A strömen,
so dass die Fremdstoffe nur in den Staubsauger eingesaugt werden
und nicht an der Schaufel 221 anhaften.
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4A ist
eine perspektivische Ansicht einer Verbindungsleitung, die die Bürstenbaugruppe, die
in 1 dargestellt ist, an den Verlängerungsrohren des Staubsaugers
anbringt, und 4B ist eine teilweise Querschnittsansicht
ungefähr
entlang der Linie IV-IV der in 4A dargestellten
Verbindungsleitung.
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Ein
Verbindungsleitungseinlass 251 ist durch einen Abschnitt
der Verbindungsleitung 250 definiert, entsprechend einer
Tiefe Y der Verbindungsleitung 250, und stellt einen Verbindungsteil
von einem größeren Durchmesser
J zu einem kleineren Durchmesser K der Verbindungsleitung bereit.
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Der
obige Aufbau stellt, wenn er auf den Verbindungsleitungseinlass 251 angewandt
wird, schematisch die Form eines Eileiters bereit, was eine bevorzugte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellen kann.
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Wird
ein Verbindungsleitungseinlass 251 von einem größeren Durchmesser
J zu einem kleineren Durchmesser K geändert, wird der Teil zwischen
dem größeren Durchmesser
J und dem kleineren Durchmesser K mit einer geneigten Ebene L ausgestaltet, die
eine ringförmige,
kegelstumpfförmige
Form mit einer leicht gekrümmten
Oberfläche
aufweist.
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Dritt,
wie es oben beschrieben wurde, staubbeladene Luft, die von einer
Turbine (nicht dargestellt) aufgenommen wurde, von dem größeren Durchmesser
J zu dem kleineren Durchmesser A, strömt die Luft entlang der geneigten
Ebene L, um so Geräusche
zu reduzieren, die durch die staubbeladene Luft erzeugt werden könnten, wenn
sie einen Impuls erfährt,
wenn sie von dem größeren Durchmesser
J zu dem kleineren Durchmesser K des Verbindungsleitungseinlasses 251 strömt.
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5 ist
eine Querschnittsansicht der Bürstenbaugruppe
ungefähr
entlang der Linie V-V aus 1, nachdem
die Explosionsdarstellung aus 1 zusammengesetzt
wurde. Ein Fremdstoff, wie beispielsweise Staub, der von einer zu
reinigenden Oberfläche
durch eine Bürste 240 entfernt
wurde, tritt in der Richtung des Pfeils A durch die Turbine 220, die
innerhalb der Turbinenkammer 211 angebracht ist, um einen
Abschnitt eines Verbindungsleitungseinlasses 251 zu bedecken.
Der Einlass 251 ist in einer Verbindungsleitung 250 ausgestaltet,
die mit dem Bürstenhauptkörper 210 verbunden
ist, und die Turbine 220 weist mehrere Schaufeln 221 auf,
die sich radial nach außen
in Richtung des äußeren Umfangs der
Turbine 220 erstrecken, und jede Schaufel 221 weist
eine sich gleichmäßig ändernde
Stärke
von einem inneren Durchmesser in Richtung des äußeren Durchmessers auf. Vorzugsweise
dringt der Fremdstoff durch die Verbindungsleitung 250,
deren Verbindungsleitungseinlass 251 die Form eines Eileiters aufweist,
wobei ein größerer Durchmesser
J sich gleichmäßig zu einem
kleineren Durchmesser K ändert,
und der Abschnitt zwischen dem größeren Durchmesser J und dem
kleineren Durchmesser K stellt die geneigte Ebene L mit einer leicht
gekrümmten
Oberfläche
bereit. Nachdem der Fremdstoff durch die Verbindungsleitung 240 gedrungen
ist, wird der Fremdstoff in einer Staubkammer (nicht dargestellt)
in dem Staubsaugerhauptkörper 100 (1) gesammelt.
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Wird
eine Bürstenbaugruppe
und ein Staubsauger, der die Bürstenbaugruppe
verwendet gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, angewandt werden, wie sie oben beschrieben
wurden, werden Fremdstoffe, wie beispielsweise Staub, nicht in der
Staubsaugerturbine eingefangen bzw. eingekeilt, so dass eine mit
der Turbine verbundene Bürste effizient
betrieben werden kann und dabei Geräusche in dem erfinderischen
Aufbau eines Verbindungsleitungseinlasses reduziert werden, so dass unerwünschte Geräusche, die
sonst während
dem Reinigen erzeugt würden,
reduziert werden können.
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Zusätzliche
Vorteile, Aufgaben und Merkmale der verschiedenartigen Ausführungsformen
der Erfindung sind teilweise in der obigen Beschreibung dargelegt
und werden dem Fachmann beim Studium der folgenden Patentansprüche ersichtlich
werden oder werden aus der Praktizierung der Erfindung ersichtlich
sein. Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Ausführungsformen
der Erfindung können realisiert
und erzielt werden, wie es insbesondere in den folgenden Patentansprüchen ausgeführt ist,
wobei die Erfindung lediglich durch diese begrenzt ist.