DE102005056921A1

DE102005056921A1 - Fliehkraftabscheider für einen Staubsauger

Info

Publication number: DE102005056921A1
Application number: DE102005056921A
Authority: DE
Inventors: Carsten Hauptlorenz; Michael Krammer
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2007-05-31
Also published as: EP1956958A1; EP1956958B1; CN101316542A; CN101316542B; WO2007062902A1; ATE513499T1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Fliehkraftabscheider (2) mit einem Lufteintritt (11) für die staubbeladene Luft, einem Wirbelrohr (13) zum Abscheiden des Staubes aus der in eine Drehbewegung versetzbaren Luft und einem Luftauslass (17) für die gereinigte Luft. Der Fliehkraftabscheider (2) weist eine weitere Öffnung auf, welche mit einem lösbaren Deckel (14) verschlossen ist, wobei die Wand des Fliehkraftabscheiders (2) oder eine Aufnahmewand (26) und die Wand (27) des Deckels (14) ineinander greifen. Erfindungsgemäß ist eine der ineinander greifenden Wände (26, 27) zumindest bereichsweise konisch geformt und der Außendurchmesser der inneren Wand (27) überschreitet in diesem Bereich den Innendurchmesser der äußeren Wand (26).

Description

Die Erfindung betrifft einen Staubsauger mit Fliehkraftabscheider gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es gibt bereits verschiedene Ausführungen von sogenannten beutellosen Staubsaugern, welche mit Fliehkraftabscheidern arbeiten. Bei einer Ausführungsart dieser Staubsauger sind Staubsammelbehälter und Fliehkraftabscheider als ein Bauteil ausgeführt oder kombiniert in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht. Der Fliehkraftabscheider befindet sich beispielsweise im Inneren des Staubsammelbehälters, der Schmutz wird nach Außen in den, den Abscheider umgebenden, Behälter abgegeben. Dieser Aufbau hat den prinzipiellen Nachteil, dass bei einer Entnahme des Staubsammelbehälters zum Ausleeren des Staubes auch der Fliehkraftabscheider mit entnommen werden muss. Hierdurch wird das gesamte zu entnehmende Teil recht schwer und unhandlich. Außerdem muss im Falle einer technischen Fortentwicklung eines der Bauteile immer auch das andere mit überarbeitet und weiterentwickelt werden. Hiermit sind hohe Entwicklungskosten verbunden.

Aus diesem Grund gibt es eine zweite Art von nach dem Fliehkraftprinzip arbeitenden Staubsaugern, die einen vom Abscheider separierten aber mit ihm in Verbindung stehenden Staubsammelbehälter aufweisen. Hier kann der Staubsammelbehälter zum Entleeren alleine entnommen werden. Bei diesen Modellen sind die Staubsammelbehälter und die Fliehkraftabscheider im Allgemeinen sehr einfach ausgeführt.

Unabhängig von der gewählten Ausführung ist bei derartigen Staubsaugern mit Fliehkraftabscheidern aufgrund der zahlreichen Bauteile für diverse Ein- und Auslässe, durch die die staubbehaftete Luft bzw. der abgeschiedene Staub befördert werden muss und die dadurch entstehenden Engstellen, die Anfälligkeit für Verstopfungen in jedem Fall sehr hoch.

Aus diesem Grund wird in der noch nicht veröffentlichten Patentschrift DE 10 2005 047069 vorgeschlagen, den Fliehkraftabscheider mit einem lösbaren Deckel auszustatten, welcher beispielsweise über einen Bajonettverschluss an dem Abscheider befestigbar ist. Dadurch ist der Fliehkraftabscheider zugänglich und kann bei Verstopfungen gereinigt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass ein derartiger Deckel gegenüber den starken Luftströmungen der Abscheidewirbel nur schwer abzudichten ist und es deshalb zu unerwünschten Luftausströmungen und Beeinträchtigungen des Wirbels und damit des Abscheidevorgangs kommt.

Aufgabe der Erfindung war es daher, einen Fliehkraftabscheider für einen Staubsauger so zu entwickeln, dass der Staubsauger von Ausfällen durch Verstopfungen bewahrt bleibt, gleichzeitig aber die Herstellkosten des Staubsaugers nicht erhöht werden.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch einen Fliehkraftabscheider für einen Staubsauger mit den Merkmalen von Anspruch 1.

Erfindungsgemäß ist wenigstens eine der Mantelflächen von Deckel oder mit dem Deckel verbindbarer Wand oder Aufnahmewand des Fliehkraftabscheiders konisch ausgebildet wobei der Umfang der eingreifenden Mantelfläche wenigstens bereichsweise den Innendurchmesser des aufnehmenden Teils überschreitet, so dass die aufeinander treffenden Mantelflächen der ineinander greifenden Teile beim Verschließen des Deckels eine ringförmige Pressverbindung eingehen. Durch den vergrößerten Durchmesser des einzuführenden eingreifenden Verschlussteiles wird eine extrem gute Abdichtung erzielt, die auch ohne zusätzliche Dichtungsmittel wie O-Ringe oder ähnliches einen luftdichten Abschluss gewährleistet. Aufgrund der konischen Form einer der Mantelflächen wird zum einen das Einführen der größeren Mantelfläche ermöglicht, zum anderen bewirkt diese Ausformung aber, dass die Mantelflächen sich nicht flächig sondern nur in einer ringförmigen Linie berühren, was zusätzlich eine verbesserte Dichtfunktion bewirkt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der lösbare Deckel als Verschluss für einen Fliehkraftabscheider vorgesehen, der einen Staubauslass aufweist, durch den der abgeschiedene Staub in einen separaten Sammelbehälter auswertbar ist. Die mit dem Deckel verschlossene Öffnung eines derartigen Fliehkraftabscheiders dient ausschließlich Reinigungszwecken des Fliehkraftabscheiders beispielsweise im Falle einer Verstopfung und muss deshalb nur sehr selten gelöst werden. Aus diesem Grund muss der Deckel auch bei langer Nichtbetätigung, wenn sich eventuell Schmutzpartikel zwischen Deckel und Abscheider abgelagert haben, einfach zu öffnen sein. Diesen Anforderungen wird die Erfindung optimal gerecht indem der Kontakt zwischen den ineinander greifenden Elementen nur in einem sehr schmalen linienförmigen Bereich stattfindet in dem die Elemente dann aber stark aufeinandergepresst sind. Dadurch wird eine Ablagerung von Schmutzpartikeln zwischen den Elementen und ein dadurch bedingtes Festsetzen des Deckels von vornherein vermieden. Prinzipiell ist die Erfindung jedoch nicht auf diese Art von Fliehkraftabscheidern beschränkt. Vielmehr kann sie auch bei Fliehkraftabscheidern vorteilhaft eingesetzt werden, bei denen der lösbare Deckel jeweils zur Entnahme des im Fliehkraftabscheider selbst abgeschiedenen Staubes und Schmutzes geöffnet werden muss. Auch hier ist es selbstverständlich notwendig, einen gut gegen die Umgebung abgedichteten lösbaren Deckel vorzusehen, so dass die Erfindung vorteilhaft einsetzbar ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform greift der Deckel in die Innenwand des Fliehkraftabscheiders oder in eine an der Innenwand des Fliehkraftabscheiders angebrachte Aufnahme ein. Der Fliehkraftabscheider selbst oder eine damit verbundene Aufnahme stellt ein besonders stabiles Verbindungsteil dar, so dass beim Einsetzen eines im Umfang vergrößerten Deckels ins Innere von Fliehkraftabscheider oder Aufnahme eine besonders gut abdichtende Verbindung entsteht, da diesem genügend Widerstand entgegenwirkt. Dennoch ist es prinzipiell auch möglich, die Erfindung bei einem Fliehkraftabscheider einzusetzen, bei dem der Deckel in die Außenwand des Fliehkraftabscheiders eingreift und somit gewissermaßen über den Fliehkraftabscheider übergestülpt wird. Insbesondere im Falle eines Fliehkraftabscheiders in dem der Deckel ständig auch zur Entnahme des Staubes geöffnet werden muss kann letztere Ausführungsform vorteilhafter sein, da das Öffnen des Deckels in diesem Falle vereinfacht ist, auch wenn die Dichtfunktion in diesem Fall eventuell etwas reduziert ist.

Bei einem Deckel der in das Innere des Fliehkraftabscheiders eingreift und deshalb nicht so gut zugänglich ist, sind vorteilhafter Weise Betätigungsflächen am Deckel vorgesehen, welche als Griff zum Öffnen des Deckels nach oben abstehen und somit einen geeigneten Eingriff für die Hand darstellen. Vorzugsweise sind diese Betätigungsflächen ausgerundet, so dass sie eine optimale Krafteinleitung der Hand ermöglichen, durch die eine Öffnung des Deckels auch nach einer langen Phase der Nichtbenutzung einfach vorgenommen werden kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist sowohl die Wand des Deckels im Bereich des Eingreifens in den Fliehkraftabscheider als auch die Wand, in die der Deckel eingreift, also die Wand des Fliehkraftabscheiders selbst oder einer damit verbundenen Aufnahme für den Deckel konisch geformt. Dadurch wird ein ineinander Führen der ineinander greifenden Mantelwände besonders vereinfacht.

Vorteilhafterweise sind die Mantelflächen des ins Innere eingreifenden Verbindungsteiles in dem konisch geformten Bereich gegenüber den äußeren umgebenden Mantelflächen als Kegelstumpf eines Kegels mit größerem Öffnungswinkel ausgebildet. Der eingreifende weiter geöffnete Kegelstumpf übt in diesem Fall beim Einführen und Verschließen Druck gegen die umgebende Mantelfläche aus, so dass diese nach Außen gepresst wird, wobei eine gute Abdichtung zwischen den Flächen gewährleistet ist.

Besonders vorteilhaft erweist sich die Erfindung, wenn sie mit einem Verschluss kombiniert ist, der getrennt von dem Bereich angeordnet ist, an den die beiden ineinander greifenden Mantelflächen dichtend aneinander stoßen. Dadurch sind die Funktionalität von Fixieren durch den Verschluss und Abdichten durch das ineinander Greifen der Mantelflächen voneinander getrennt, so dass auch nach mehrmaligem Gebrauch und bei einer eventuellen Abnutzung des Verschlussteiles die Dichtfunktion nicht beeinträchtigt ist.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, in der der Deckel mittels eines drehbaren Verschlusses an den Fliehkraftabscheider befestigbar ist. Über einen drehbaren Verschluss ist es vergleichsweise einfach, das etwas größere eingreifende Bauteil in die umgebende Aufnahme zu drücken. Insbesondere kann ein Drehverschluss auch mit etwas Spielraum versehen werden, der es erlaubt die ineinander greifenden Flächen nach einiger Abnutzung tiefer ineinander einzuführen, so dass die Dichtfunktion auch nach Verschleiß erhalten bleibt.

Besonders vorteilhaft ist es, den Verschluss als Bajonettverschluss auszuführen. Hierdurch ist eine besonders leicht zu lösende Verbindung eines Drehverschlusses realisiert, die den Deckel in Richtung der Längsachse des Fliehkraftabscheiders sicher festhält, aber auch in axiale Richtung einfach entnehmbar ist und alle in Verbindung mit der Erfindung relevanten Vorteile eines Drehverschlusses aufweist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das anhand der Zeichnungen eingehend erläutert wird.
Es zeigen:
1: Eine Explosionsdarstellung eines Staubsaugers mit einem entnehmbaren Staubsammelbehälter,
2: eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheider,
3: eine schematische Seitenansicht eines Deckels eines erfindungsgemäßen Fliehkraftabscheiders,
4: eine schematische Aufsicht auf den in 3 dargestellten Deckel im Schnitt und
5: eine Schnittdarstellung des oberen Bereichs eines Fliehkraftabscheider mit mit geschlossenem Deckel.
1 zeigt einen Staubsauger, bei dem auf das Unterteil 1 ein Fliehkraftabscheiderelement 2 mit zwei Fliehkraftabscheidern aufgesetzt ist. Durch die Fliehkraftabscheider 2 wird die aus einem Staubrohr eintretende staubbehaftete Luft in eine Drehbewegung versetzt und über Fliehkräfte in einen Staubanteil und gereinigte Luft getrennt. Der abgeschiedene Staubanteil wird von dem Fliehkraftabscheider 2 in eine separate Staubsammelbox 3 abgegeben. Die Staubsammelbox 3 ist über einen Griff 4 getrennt vom Fliehkraftabscheider 2 entnehmbar. In eingeführtem Zustand ist sie über einen Rasthaken 5 mit dem Unterteil 1 verbunden. Die Rastverbindung entsteht, indem der Rasthaken 5 in eine nicht zu sehende Rastlasche am Unterteil eingreift.
In eingesetztem Zustand steht die Staubsammelbox 3 über eine Dichtung 6 mit dem Unterteil 1 in Verbindung und bildet zusammen mit ihm einen Unterdruckraum 7. Zur Entnahme der Staubbox 3 wird das Fliehkraftabscheiderelement 2, welches über einen Rasthaken 8 an der Staubsammelbox 3 befestigbar ist, gelöst und weggeschwenkt. Anschließend wird durch Bewegen des Rasthakens 5 die Verbindung von Staubsammelbox 3 und Unterteil 1 gelöst. Nun kann, wie in 1 dargestellt, die Staubsammelbox 3 zusammen mit dem in ihr gelagerten Feinstaubfilter 9 zum Entleeren und Reinigen entnommen werden. Durch Lösen des Auslöseknopfes 10 wird dazu eine am Boden der Staubbox 3 befindliche, in dieser Darstellung nicht sichtbare Klappe, geöffnet.
Der Aufbau eines für einen derartigen Staubsauger geeigneten Fliehkraftabscheiders 2 in einer weiteren Ausführungsform eines Staubsaugers mit nur einem Fliehkraftabscheider 2 st in 2 dargestellt. Der Fliehkraftabscheider 2 ist über einen Lufteintritt mit dem Saugrohr 12 des hier nicht dargestellten Staubsaugers verbunden. Vom Lufteinlass 11 strömt die aufgrund der hier nicht dargestellten Einlaufgeometrie in einen Wirbel versetzte Luft im Wirbelrohr 13 des Fliehkraftabscheiders 2 zum Deckel 14 des Fliehkraftabscheiders 2 an dem aufgrund der Geometrie des angeformten Kegels 15 der Wirbel umgekehrt und im Inneren des Wirbelrohres 13 in ein Tauchrohr 16 des Fliehkraftabscheiders 2 eingeführt wird. Über das Tauchrohr 16 gelangt die gereinigte Luft in einen Luftauslass 17 über den sie in den ansaugenden Unterdruckraum im Staubsauger gelangt von dem sie an die Umgebung abgegeben wird. Der im Wirbelrohr 13 abgeschiedene Staub wird an der Umkehrstelle des Wirbels im Bereich des Apexkegels 15 an einem seitlichen Staubauslass 18 ausgeworfen. Von dort gelangt er in den entnehmbaren Staubsammelbehälter 3. Der Deckel 14 ist lösbar an einer Aufnahme 19 befestigt, in die er von Innen eingreift.
Eine mögliche Ausführungsform des Deckels 14 ist in 3 dargestellt. Der Deckel weist ein Betätigungselement 20 auf, an dem der Benutzer zur Entnahme des Deckels angreifen kann. Ferner weist der Deckel einen Dichtkonus 21 auf, mit dem er abdichtend mit der Aufnahme 19 in Verbindung steht. Das Ineinandergreifen von Aufnahme und Deckel ist in 5 im Folgenden noch einmal detaillierter dargestellt. Am Dichtkonus 21 sind Gewindesegmente 22 für einen Bajonettverschluss eingeformt, über den der Deckel 14 mit der Aufnahme 19 verriegelt wird.
4 zeigt den Deckel 14 noch einmal Ausschnittweise in einer Oberansicht. Hier ist die sehr gut greifbare geschwungene Form der erhabenen Betätigungsflächen 201 und 202 des Betätigungselements 20 deutlich zu sehen. Diese vier Kreissegmente aufweisenden Betätigungsflächen 201 und 202 bieten einen guten Eingriff für die Hand, so dass der Deckel auch in einem sehr fest sitzenden Zustand nach langer Nichtbetätigung problemlos geöffnet werden kann.
5 zeigt einen Längsschnitt durch die obere Hälfte des Wirbelrohres 13 mit der angeformten Aufnahme 19 in die der Deckel 14 eingreift. In dieser Darstellung ist die die Dichtung bildende Verbindung von Innenwand 26, der Aufnahme 19 und Außenwand 27 des Deckels 14 zu sehen. Erfindungsgemäß sind die beiden Mantelwände 26 und 27 konisch geformt. Dabei beträgt der an der rechten Seite der Verbindung eingezeichnete Anstellwinkel 28 des Konus des Dichtbereichs des Deckels 14 ca. 7° und ist damit deutlich größer als der Anstellwinkel 29 des Aufnahmekonus 19 des Wirbelrohres 13. Aufgrund des größeren Anstellwinkels 28 des eingreifenden Deckelkonus des Deckels 14 übersteigt der Außendurchmesser des Deckels 14 im oberen Bereich der Mantelfläche 27 den Innendurchmesser des Aufnahmekonus 19 im Bereich der Mantelfläche 26. Dies hat zur Folge, dass der Deckel 14 beim Einsetzen den Aufnahmekonus 19 nach außen drückt, wobei sich die Mantelflächen 26 und 27 aufgrund der unterschiedlich geneigten Anstellwinkel jedoch nur in einem ringförmigen kleinen Bereich berühren und somit eine optimal dichtende Fläche bilden. Die Knöpfe 23 und 24 des Bajonettverschlusses greifen dabei in die Gewindesegmente 22 und 25 des Deckels ein und halten diesen fest. Da sich die dichtende Verbindung der Mantelwände 26 und 27 nicht im Bereich des Bajonetts sondern oberhalb befindet, wird die Dichtwirkung auch durch mehrfaches Öffnen des Deckels und den damit verbundenen Verschleiß des Verschlusses nicht beeinträchtigt.

1: Unterteil
2: Fliehkraftabscheider
3: Staubsammelbox
4: Griff
5: Rasthaken
6: Dichtung
7: Unterdruckraum
8: Rasthaken
9: Feinstaubfilter
10: Auslöseknopf
11: Lufteinlass
12: Saugrohr
13: Wirbelrohr
14: Deckel
15: Apexkegel
16: Tauchrohr
17: Luftauslass
18: Staubauslass
19: Aufnahme
20: Betätigungselement
21: Dichtkonus
22: Gewindesegmente
23: Knopf
24: Knopf
25: Gewindesegment
26: Innenwand
27: Außenwand
28: Anstellwinkel
29: Anstellwinkel
201: Betätigungsfläche
202: Betätigungsfläche

Claims

Fliehkraftabscheider (2) mit einem Lufteintritt (11) für die staubbeladene Luft, einem Wirbelrohr (13) zum Abscheiden des Staubes aus der in eine Drehbewegung versetzbaren Luft und einem Luftauslass (17) für die gereinigte Luft, wobei der Fliehkraftabscheider (2) eine weitere Öffnung aufweist, welche mit einem lösbaren Deckel (14) verschlossen ist, wobei die Wand des Fliehkraftabscheiders (2) oder eine Aufnahmewand (26) und die Wand (27) des Deckels (14) ineinander greifen, dadurch gekennzeichnet, dass eine der ineinander greifenden Wände (26, 27) zumindest bereichsweise konisch geformt ist und der Außendurchmesser der inneren Wand (27) in diesem Bereich den Innendurchmesser der äußeren Wand (26) überschreitet.
Fliehkraftabscheider (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fliehkraftabscheider (2) einen Staubaustritt (18) aufweist, über den der Staub in einen vom Fliehkraftabscheider (2) getrennt entnehmbaren Staubsammelbehälter (3) abscheidbar ist.
Fliehkraftabscheider (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (14) in die Innenwand des Fliehkraftabscheiders (2) oder eine darin befindliche Aufnahme (19) eingreift.
Fliehkraftabscheider (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (14) erhabene Betätigungsflächen (201, 202) aufweist.
Fliehkraftabscheider (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide ineinander greifenden Wände (26, 27) konisch geformt sind.
Fliehkraftabscheider (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstellwinkel (28) des eingreifende Konus größer ist als der Anstellwinkel (29) des äußere Konus.
Fliehkraftabscheider (2) nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss (22, 23, 24) zum Fixieren des Deckels (14) getrennt vom Eingriffsbereich der Wände (26, 27) angeordnet ist.
Fliehkraftabscheider (2) nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (14) mittels eines Drehverschlusses (22, 23, 24) mit dem Fliehkraftabscheider (2) fixierbar ist.
Fliehkraftabscheider (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (14) mittels eines Bajonettverschlusses (22, 23, 24) mit dem Fliehkraftabscheider (2) fixierbar ist.