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Die Erfindung betrifft den Elektrohaushaltsbereich der Staubsauger und insbesondere den Aufbau eines Staubsaugers.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die eine automatische Regulierung des Durchsatzes des Staubsaugers ermöglicht.
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Die vorliegende Erfindung zielt insbesondere darauf ab, den maximalen Durchsatz des Staubsaugers zu beschränken, um die Geräusche des Staubsaugers zu begrenzen, und dabei die Verstopfungsgeschwindigkeit des Filters zu verringern, und dies unter Beibehaltung einer hohen Nutzleistung.
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Die vorliegende zielt auch darauf ab, die Durchsatzschwankungen in der lufttechnischen Ansaugkette einzuschränken, die z. B. mit einer Verstopfung des Beutels verknüpft sein können.
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Wenn nämlich der Beutel zum Auffangen der Abfälle verstopft ist, hat die Luft Mühe, durch den Beutel zu strömen, wodurch der Luftdurchsatz verringert und der Unterdruck erhöht wird, sich somit die Gesamteigenschaften des Ansaugens verschlechtern und dabei Geräusche erzeugt werden.
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Es scheint somit vorteilhaft zu sein, den Durchsatz mit zunehmender Verstopfung des Beutels erhöhen zu können und in einem gewissen Maße darauf abzuzielen, den Durchsatzverlust zu kompensieren, damit der Staubsauger so lange wie möglich, je nach Verstopfung des Beutels, eine gewisse Konstanz hinsichtlich des Saugdurchsatzes besitzt.
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Dies gilt auch, wenn sich der Durchsatz schlagartig erhöht, z. B. beim Übergang von einem Boden vom Typ Teppichboden zu einem glatten Boden vom Typ Parkett, wobei eine optimale Funktionsweise darin besteht, diese abrupte Erhöhung zu begrenzen, um insbesondere die Geräusche des Geräts zu reduzieren.
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Aus der
DE 41 16 407 A1 ist eine elektronische Staubsauger-Steuerschaltung mit einer Anzeigevorrichtung und mit Sensoren zur Einstellung der Leistung des Staubsaugermotors bekannt.
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In der
DE 33 07 006 A1 wird eine Vorrichtung zur Saugleistungssteuerung eines Staubsauger-Motors beschrieben, die mit einer Luftsensorklappe arbeitet.
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Aus der
DE 20 32 476 A ist ein Staubsauger bekannt, bei dem die Kompressordrehzahl angepasst wird, indem die erzeugte Strömungsmenge mittels eines Regelkreises konstant gehalten wird.
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Den bekannten Lösungen ist gemeinsam, dass sie aufwändig sind, weil zunächst Sensordaten ausgewertet werden müssen. Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfache und kostengünstige Vorrichtung für einen Staubsauger zur Regulierung des Luftdurchsatzes bereitzustellen, die auf einem mechanischen Prinzip beruht.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Staubsauger mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die Änderung der Luftdurchlassfläche führt zu einer Änderung der Druckverluste im lufttechnischen Ansaugweg, wobei die Druckverluste für ein und denselben Durchsatz umso höher sind als der Durchlassquerschnitt gering ist. Diese Änderung der Druckverluste äußert sich in einer Änderung des weiteren Ansaugdurchsatzes.
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Eine derartige Wirkung ist hinsichtlich der Merkmale des Produkts nicht nachteilig, wenn darauf geachtet wird, entweder andere Ursachen für Druckverluste in der Luftkette, und insbesondere in der Saugvorrichtung und an den Verbindungsstellen zwischen den verschiedenen Elementen, die diese Luftkette bilden, zu verringern oder einen leistungsfähigen Motor zu verwenden.
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Indem dieser Druckverlust variabel gemacht wird, ist es ferner möglich, den Ansaugdurchsatz zu regulieren, indem die Durchsatzerhöhung verringert oder die Durchsatzverringerung erhöht wird, wobei diese unterschiedlichen Durchsätze von den Saugbedingungen abhängig sind.
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Mit einer derartigen Lösung ist es insbesondere möglich, den Verwendungsdurchsatz auf einen Wert zu verringern, der kleiner ist als der maximale Durchsatz des Staubsaugers, indem die Änderung der Luftdurchlassfläche lediglich in einem Bereich zwischen 80% und 100% des vorbestimmten maximalen Durchsatzes vorgenommen wird. Dadurch können die Betriebsgeräusche des Staubsaugers reduziert und dabei unter den normalen Verwendungsbedingungen ein maximaler Durchsatz und eine maximale Nutzleistung beibehalten werden.
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Erfindungsgemäß beträgt die Fläche für den Luftdurchlass durch die Regulierungsvorrichtung zwischen 20% und 80% des Querschnitts stromaufwärts der Regulierungsvorrichtung.
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Um eine zur Durchsatzveränderung entgegengesetzte Wirkung zu erhalten, besteht die Änderung der Luftdurchlassfläche in einer Verringerung der Durchlassfläche, wenn der Durchsatz steigt, und somit umgekehrt in einer Erhöhung der Luftdurchlassfläche, wenn der Durchsatz sinkt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Regulierungsvorrichtung aus zwei Teilen, die über ein elastisches Mittel verbunden sind und eine Relativbewegung zueinander und entgegen der Rückstellkraft des elastischen Elements ausführen können, wobei die Relativbewegung der beiden Teile zu einer Änderung der Fläche für den Luftdurchlass durch mindestens eine Öffnung führt, welche in mindestens einem der Teile der Regulierungsvorrichtung ausgebildet ist.
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Diese mechanische Bewegung hat den Vorteil einer einfachen Ausführung bei einem verringerten Platzverbrauch. Es könnten elektronische Lösungen entwickelt werden, jedoch mit erheblichen Mehrkosten.
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Vorteilhafterweise wird die Relativbewegung der beiden Teile mittels des Durchsatzes oder der Änderung des Durchsatzes ausgeführt, der durch den Betrieb des Motors erzeugt wird.
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Gemäß einem ersten Ausführungsverfahren wird die Fläche für den Luftdurchlass durch die Vorrichtung durch eine Vielzahl von Öffnungen erhalten, die einen Kreisquerschnitt mit einem Durchmesser zwischen 1 mm und 4 mm aufweisen.
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Gemäß einem zweiten Ausführungsverfahren wird die Fläche für den Luftdurchlass durch die Vorrichtung durch Öffnungen erhalten, die die Form von Sektoren haben.
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Vorteilhafterweise folgt die Verteilung der Öffnungen über den Verlagerungsbereich der beiden Teile einem empirischen Gesetz, so dass die Verlagerung der beiden Teile relativ zueinander proportional zum Druckverlust ist, der von der geänderten Öffnungsfläche erzeugt wird, und das elastische Mittel zum Zurückstellen der beiden Teile in ihre Ausgleichsstellung besteht aus linearen Federn.
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Es ist auch denkbar, eine Veränderung der Fläche für den Luftdurchlass durch die Vorrichtung zu realisieren, die proportional zur Verlagerung der beiden Teile relativ zueinander ist, wobei das elastische Mittel zum Zurückstellen der beiden Teile in ihre Ausgleichsstellung aus nicht linearen Federn besteht.
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Da der Druckverlust in Abhängigkeit von der Luftdurchlassfläche nicht linear ist, ermöglicht eine derartige Ausführung einen optimalen Betrieb der Regulierungsvorrichtung, indem die Verlagerung der beiden Teile relativ zueinander so gestaltet wird, dass sie proportional zum Durchsatz ist, wodurch die Vorrichtung in beide Regulierungsrichtungen (Erhöhung oder Verringerung der Durchsatzänderung) eine ähnliche Funktionsweise haben kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Bewegung der beiden Teile eine Translationsbewegung, wobei eines der Teile Stifte zur Führung des anderen Teils aufweist und das elastische Mittel zwischen den beiden Teilen an den Führungsstiften angebracht ist. Durch eine derartige Ausführung werden die durch die erzeugten Druckverluste entstehenden Geräusche eingeschränkt.
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Als Variante ist die Bewegung eine Drehbewegung der beiden Teile, wobei die Teile auf ein und derselben Achse drehbar angebracht sind und das elastische Mittel zwischen der Achse oder einem der Teile und dem anderen Teil angeordnet ist. Diese Variante bietet den Vorteil, wenig Platz einzunehmen.
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Weitere Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren angegeben, welche lediglich nicht einschränkende Ausführungsbeispiele darstellen.
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1 ist eine perspektivische Draufsicht eines mit der vorliegenden Erfindung ausgestatteten Staubsaugers.
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2 ist eine perspektivische Ansicht von unten des Staubsaugers ohne den unteren Körper.
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3 ist eine Längsschnittansicht des Staubsaugers gemäß 2.
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4 ist ein Detail eines Elements des Staubsaugers in perspektivischer Ansicht.
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5 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Motors des Staubsaugers und seiner mit der vorliegenden Erfindung ausgestatteten Verkleidung.
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6 ist eine Explosionsansicht des Gegenstands der Erfindung in einer ersten Ausführungsform.
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7 ist eine Vorderansicht eines Elements gemäß der ersten Ausführungsform.
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8 ist eine Schnittansicht entlang A-A aus 7.
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9 und 10 veranschaulichen in einer Ansicht von hinten das Arbeitsprinzip der Erfindung gemäß der ersten Ausführungsform.
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11 ist eine Explosionsansicht des Gegenstands der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform.
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12 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht eines Element bezüglich der zweiten Ausführungsform.
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13 und 14 veranschaulichen in einer perspektivischen Ansicht das Arbeitsprinzip der Erfindung gemäß der zweiten Ausführungsform.
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15 ist eine Graphik, die für den Staubsauger charakteristische Messdaten darstellt, in Abhängigkeit davon, ob die vorliegende Erfindung vorhanden ist oder nicht.
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Wie insbesondere in den 1 bis 3 dargestellt, ist der Staubsauger 1 aus einem Staubsaugerkörper gebildet, der aus einem unteren Körper 2, einem oberen Körper 4 und einem Deckel 6 besteht, welcher die Aufnahme für einen Staubsaugerbeutel verschließt. Die Aufnahme 8 weist an ihrer hinteren Fläche Öffnungen zur Luftverbindung mit dem Motorraum auf.
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Der Deckel 6 trägt auch das Anschlussstück 10, das die Verbindung zwischen einem Ansaugstutzen und der Aufnahme für den Beutel zum Filter der Luft und zur Ablagerung der angesaugten Abfälle ermöglicht. Der abgerundete Teil im vorderen Bereich des oberen Körpers ist als Griff 11 ausgebildet.
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Auf dem oberen Körper 4 sind auch Organe 12, 14 und 16 angeordnet, die das Einschalten und Ausschalten des Motors, das Aufwickeln der Leitungsschnur bzw. die Motorleistung steuern. Der Luftauslass des Motors ist auf dem oberen Körper 4 durch die Unterbaugruppe 18 hindurch realisiert, welche im hinteren Bereich des Geräts angeordnet ist.
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Der Motor 20 des Staubsaugers ist in einer Verkleidung 22 angeordnet, die mit einer Luftauslassöffnung der Beutelaufnahme 8 verbunden ist.
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5 zeigt genauer den Aufbau des Motorbereichs in einer Explosionsansicht. Der Motor 20 ist somit in einer Verkleidung 22 mit einem oberen Abschnitt 202, der den Lufteinlass des Motors bedeckt, und mit einem unteren Abschnitt 210 angeordnet, der den Luftauslass des Motors bedeckt. Die Verkleidung umgibt somit den Motor vollständig und ermöglicht folglich eine Reduzierung der Geräusche mittels der so erhaltenen Umschließung.
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Eine Dichtung 216 ermöglicht die Abdichtung des Lufteinlasses des Motors in der Verkleidung, während eine Dichtung 218 eine Abdichtung der Luftverbindung zwischen dem den Abfallbeutel enthaltenden Raum 8 und dem Motorbereich ermöglicht.
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Darüber hinaus gewährleistet eine Dichtung 214 die Dichtigkeit zwischen den beiden Abschnitten der Verkleidung.
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Der untere Abschnitt 210 der Verkleidung ist ferner mit einer Vielzahl von Öffnungen 212 durchsetzt, die es der Luft ermöglichen, aus der Verkleidung auszutreten. Gegenüber diesen Öffnungen ist ein Absorptionselement 230 wie etwa ein Schaum angeordnet. Dieser Schaum ist im Wesentlich über den gesamten Luftweg vom Austritt der Verkleidung bis zum Austritt des Gestells des Staubsaugers angeordnet, wobei vor diesem Austritt ein Durchgang durch einen Filter 240 vom Typ HEPA-Filter oder durch ein anderes Filtermittel (Schaum, Mikrofilter, usw.) liegen kann.
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Vorteilhafterweise, und wie in den 3 und 5 gezeigt, sind die untere Verkleidung 210 des Motors, der Schaum 230 und der HEPA-Filter 240 in einem Träger 220 angeordnet, der an der oberen Verkleidung 202 befestigt wird, wobei der Träger somit eine zweite Verkleidung bildet, die es mittels der gebotenen Wand ermöglicht, die außerhalb des Geräts wahrgenommenen Geräusche weiter zu verringern.
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Die Öffnungen 212 bilden insgesamt eine Fläche von mindestens 10 cm2, wobei sie jeweils eine Fläche zwischen 0,75 mm2 und 40 mm2 besitzen. Wie in 4 gezeigt, sind diese Öffnungen vorteilhafterweise gemäß einem Netz angeordnet und liegen auf der hinteren und unteren Fläche des unteren Abschnitts der Verkleidung, d. h. gegenüber der Luftauslassöffnung des Gestells des Geräts.
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Erfindungsgemäß weist der Staubsauger eine Vorrichtung 200 zur Regulierung des Luftdurchsatzes auf Diese Vorrichtung ist vorteilhafterweise in der oberen Verkleidung 202 des Motors integriert, was einen erheblichen Platzgewinn ermöglicht. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Vorrichtung beschränkt, die auch die Funktion einer Motorverkleidung hat, wobei diese beiden Funktionen voneinander unabhängig sind. Es ist somit durchaus denkbar, eine erfindungsgemäße Regulierungsvorrichtung vorzuschlagen, die weiter stromaufwärts des Motors angeordnet ist, wobei dieser mit einer spezifischen Verkleidung versehen sein kann oder nicht.
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Die obere Verkleidung 202 ist somit ein massives Teil mit einem erweiterten Abschnitt 204, in dem die Wickeleinrichtung des Staubsaugers angeordnet ist. Ein komplementärer Abschnitt der Aufnahme für die Wickeleinrichtung ist auf dem Träger 220 angeordnet. Mit Ausnahme des Abschnitts zur Aufnahme der Wickeleinrichtung hat das Teil 202 im Wesentlichen die Form eines Zylinders, die der Motorform angepasst ist. In der Mitte dieses Teils ist eine Wechselfolge von massiven Sektoren 208 und durchbrochenen Sektoren 209 angeordnet, wobei die massiven Sektoren aus dem Teil 202 hervorgehen. Die Mitte 207 der Radien zur Begrenzung dieser Sektoren entspricht im Wesentlichen der Symmetrieachse x-x' des Teils 202 ohne den Abschnitt 204 zur Aufnahme der Wickeleinrichtung.
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Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung 200 zur Regulierung des Durchsatzes ein drehbares Teil 310 mit einer allgemeinen konvexen Kreisform auf, das auch aus einer Wechselfolge von massiven Sektoren 312 und durchbrochenen Sektoren 314 besteht. Damit dieses Teil eine ausreichende Steifigkeit besitzt, weisen die durchbrochenen Sektoren 314 kreisbogenförmige, konzentrische Verstärkungen 315 auf.
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Das Teil 310 weist ferner im Wesentlichen radiale durchbrochene Sektoren 316 und Öffnungen 318 in Form von Zacken auf, die auf einem Umfangskranz 317 angeordnet sind.
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Wie in der in 8 dargestellten Schnittansicht gut zu sehen ist, haben schließlich die massiven Sektoren keine konvexe Form, sondern eine konkave gebogene Form, die mit dem angrenzenden durchbrochenen Sektor eine Öffnung 320 ausgebildet.
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Das Teil 310 weist somit eine Vielzahl verschiedener Öffnungen auf: die oberen Öffnungen 314 in Kreisbogenform, die radialen Öffnungen 316, die Umfangsöffnungen 318 und die quer verlaufenden Innenöffnungen 320.
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Eine Achse 311 ist im Drehpunkt dieses Teils 310 angeordnet, wobei diese Achse mit einer in der Mitte 207 des Teils 202 angeordneten Aufnahme in Eingriff gelangt.
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Die massiven Sektoren des drehbaren Teils 310 haben im Wesentlichen die gleiche Größe wie die massiven Sektoren des feststehenden Teils 202.
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Ferner ist eine nicht dargestellte Feder zwischen dem beweglichen Teil 310 und dem feststehenden Teil 202 an der Achse x-x' auf Höhe der Mitte 207 angeordnet, wobei eines der Enden der Feder mit dem Teil 202 und das andere Ende mit dem Teil 310 verbunden ist.
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Das Teil 310 kann somit bezüglich des Teils 202, welches fest bleibt, entgegen der Rückstellkraft der Feder und entgegen den Reibungskräften zwischen den beiden Teilen gemäß der Achse x-x' drehen, wodurch eine mehr oder weniger ausgeprägte Überlagerung der durchbrochenen Sektoren der beiden Teile 202 und 310 vorgeschlagen wird.
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Die 9 und 10 zeigen zwei Endstellungen des Teils 310 bezüglich des Teils 202. 9 entspricht einer Stellung der Regulierungsvorrichtung mit einer maximalen Luftdurchlassfläche, wobei die massiven Sektoren der Teile 310 und 202 übereinanderliegen. Diese Stellung entspricht der Ausgleichsstellung der Feder, d. h. wenn der Motor angehalten ist.
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10 zeigt im Gegensatz dazu eine Stellung der Regulierungsvorrichtung mit einer minimalen Luftdurchlassfläche. In dieser Stellung kann die Luftdurchlassfläche auf etwa 25% der Luftdurchlassfläche stromaufwärts der Vorrichtung geschätzt werden.
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Im Betrieb, wenn der Motor eingeschaltet ist, setzt sich im lufttechnischen Ansaugkreis eine Luftzirkulierung durch. Nachdem sie durch den Filterbeutel und anschließend durch die Regulierungsvorrichtung und den Motor geströmt ist, tritt die Luft gemäß dem in 3 gezeigten Pfeil aus letzterem aus. Sie tritt anschließend über die Öffnungen 212 aus der Verkleidung aus, bevor sie entlang dem Absorptionselement 230 strömt, um dann über die Öffnung 180 der Unterbaugruppe 18 durch den Filter 220 aus dem Gestell auszutreten.
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Die Öffnungen 212 ermöglichen eine homogenere Verteilung der Luftströme beim Austreten aus dieser Verkleidung, was somit zu einer Verringerung der Luftgeräusche beiträgt.
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Der Luftdurchlass auf Höhe der Regulierungsvorrichtung führt zu Druckverlusten und somit zu einer Druckdifferenz zwischen dem stromaufwärtigen und dem stromabwärtigen Teil der Vorrichtung. Dieser Druckunterschied übt eine Kraft auf das bewegliche Teil 310 und insbesondere auf die massiven Sektoren 312 aus. Aufgrund ihrer gebogenen Form nimmt diese Kraft auf Höhe des beweglichen Teils 310 eine tangentiale Komponente an, die das Teil entgegen der Rückstellkraft der Feder um die Achse x-x' in Drehung versetzen kann.
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Je höher der Durchsatz, desto mehr steigt die auf das Teil 310 ausgeübte Kraft, wodurch eine immer stärkere Drehbewegung des Teils 310 hervorgerufen wird.
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Wenn der Durchsatz sinkt, sinkt umgekehrt die auf die massiven Sektoren ausgeübte Kraft, was über die Rückstellkraft der Feder zu einer Verlagerung des Teils 310 in Richtung einer Erhöhung der Luftdurchlassfläche führt.
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15 zeigt verschiedene Kurven, die die Funktionsweise der Regulierungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel veranschaulichen. Die Kurven A und B sind lufttechnische Kurven für verschiedene Betriebszustände des Staubsaugers (Verstopfung, Saugen auf den glatten Oberflächen oder auf Oberflächen vom Typ Teppichboden, usw.), wobei diese Kurven praktisch durch Simulierung dieser verschiedenen Betriebszustände erhalten werden: der Durchsatz auf der Abszisse (in l/s) und der Unterdruck auf der Ordinaten (in mbar), indem der lufttechnischen Ansaugkette eine gegebene Ausgestaltung auferlegt wird.
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Die Kurve A stellt die lufttechnische Kurve des Betriebs des Staubsaugers mit der Regulierungsvorrichtung dar, die in der Stellung von 10 blockiert ist, d. h. in der Stellung, in der durch Verkleinerung der Luftdurchlassfläche die höchsten Druckverluste hervorgerufen werden.
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Die Kurve B stellt den Betrieb des Staubsaugers mit der gleichen Regulierungsvorrichtung wie bei Kurve A dar, die frei angeordnet ist, wobei das Teil 310 somit je nach Höhe des Durchsatzes entgegen der Rückstellkraft der Feder um die Achse x-x' drehen kann, wie zuvor erläutert.
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Die Form der Öffnungen und die Feder wurden so gewählt, dass die Vorrichtung zur Reduzierung der Änderung des Durchsatzes lediglich bei hohen Durchsatzwerten betrieben wird.
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Der Vergleich zwischen den Kurven A und B zeigt nämlich, dass der Bereich, in dem die beiden Kurven zusammenfallen und der somit der Verringerung der Luftdurchlassfläche entspricht, nur bei Durchsätzen erhalten wird, die höher sind als etwa 28 l/s, wodurch der maximale Durchsatz des Staubsaugers auf Werte nahe 35 l/s begrenzt werden kann.
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Der Übergang zwischen den beiden Endstellung des drehbaren Teils wird ferner über einen kleinen Durchsatzbereich realisiert, um den Durchsatz rasch zu begrenzen (wenn dieser steigt) und um hohe Unterdruckwerte zu erhalten, mit denen hohe Leistungen erhalten werden können (wenn der Durchsatz sinkt).
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Für Durchsätze von weniger als 28 l/s bleibt die Regulierungsvorrichtung in dem in 9 gezeigten Zustand, bei dem die Luftdurchlassfläche maximal ist. Wenn die Regulierungsvorrichtung in diesem Zustand blockiert worden wäre, wäre die lufttechnische Kurve für die hohen Durchsätze die durch die gestrichelte Kurve dargestellte Kurve gewesen, die zu einem Maximaldurchsatzwert jenseits von 40 l/s geführt hätte.
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Die Begrenzung des maximalen Durchsatzes des Staubsaugers ermöglicht eine Begrenzung der Geräusche über die Geschwindigkeitsverringerung. Bei einer Senkung des maximalen Durchsatzes von 42 l/s auf 35 l/s kann die Reduzierung der Geräusche auf 4 dB geschätzt werden.
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Darüber hinaus kann ein hoher Durchsatz zu einem hohen Kraftaufwand zur Verlagerung der Saugvorrichtung führen.
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Durch diese Durchsatzregulierung ist es somit möglich, über eine bessere Saugbeständigkeit, da die Durchsatzschwankungen teilweise kompensiert werden können, und über eine bessere Betriebsbeständigkeit der Saugvorrichtung (Verlagerung und Wirksamkeit) zu verfügen.
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In 15 sind auch zwei Kurven C und D gezeigt, die die lufttechnische Leistung (Nutzleistung) darstellen, d. h. das Produkt aus Durchsatz und Unterdruck in Abhängigkeit vom Durchsatz. Der Maßstab der Ordinatenwerte ist numerisch gesehen der gleiche wie für die Kurven A und B, wobei die Werte in Watt angegeben sind.
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Die Kurven C und D entsprechen den jeweiligen Bedingungen der Kurven A und B. Es ist somit sehr gut zu sehen, dass die Nutzleistung im Vergleich zur Nutzleistung im ”gedrosselten” Betriebsmodus erhöht ist, mit einem Gewinn von ungefähr 15% hinsichtlich der maximalen Nutzleistung.
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Die Erhöhung der Nutzleistung verursacht eine Erhöhung des energetischen Wirkungsgrads des Staubsaugers, wenn der Betriebspunkt des Staubsaugers im Betriebsbereich der Drosselung liegt.
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Es ist somit möglich, leistungsfähige Motoren zu verwenden, mit denen eine hohe Leistung erzeugt werden kann, indem der maximale Durchsatz des Staubsaugers beschränkt wird, und dies auf automatische Weise.
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Eine zweite Anwendungsform der Erfindung ist in den 11 bis 14 dargestellt. Gemäß dieser zweiten Ausführungsform unterscheidet sich die Regulierungsvorrichtung 400 von der Regulierungsvorrichtung 200 durch die Bewegung zwischen dem beweglichen Teil und dem feststehenden Teil, um die Luftdurchlassfläche zu verändern. Gemäß dieser zweiten Ausführungsform ist die Bewegung eine Translationsbewegung statt einer Drehbewegung gemäß der ersten Ausführungsform.
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Somit weist das feststehende Teil 402, das dem oberen Abschnitt der Verkleidung des Motors entspricht, in seinem mittleren Abschnitt eine Kreisöffnung 404 auf, die von einem Umfangskranz 406 umrandet ist. Dieser Kranz weist eine Vielzahl von Kreisöffnungen 405 auf. Auf diesem Kranz sind auch drei Führungen 408 angeordnet, die im Wesentlichen senkrecht zu der die Öffnung 404 definierenden Ebene verlaufen, wobei diese drei Führungen an einem ebenen Abschnitt 410 anliegen, der die Basis des Umfangskranzes 406 definiert.
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Auf diesen Führungen 408 ist ein bewegliches Teil 420 mit einer Vielzahl von mittleren Öffnungen 422 und Lager 424 für das Gleiten des Teils 420 auf den Führungen 408 angeordnet.
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Diese Vielzahl von Öffnungen ist so verteilt, dass sie eine optimale Luftversorgung des Motors gewährleisten, insbesondere in der gedrosselten Stellung, in der die Luftgeschwindigkeiten höher sind.
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Das bewegliche Teil 420 ist dafür ausgelegt, sich mit minimalem Spiel an den Innendurchmesser des Umfangskranzes 406 anzupassen, wodurch eine minimale Reibung gewährleistet ist, die für den guten Betrieb der Drosselung erforderlich ist.
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Dieses bewegliche Teil kann somit auf den Führungen 408 des feststehenden Teils 402 entgegen der Rückstellkraft von Federn 430 gleiten, die zwischen den beiden Teilen 402, 420 um die Führungen 408 herum angeordnet sind. Diese Gleitbewegung ist durch Nasen 412 begrenzt, die am Rand des Umfangskranzes 406 angeordnet sind.
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Die Funktionsweise beruht auf dem gleichen Prinzip wie zuvor erläutert, was die Ursachen für die Bewegung des beweglichen Teils 404 angeht. Die 13 und 14 zeigen die beiden Endstellungen des beweglichen Teils 404 bezüglich des feststehenden Teils 402. Somit ist in 13 das bewegliche Teil 404 in Anschlag gegen die Nasen 412 des feststehenden Teils 402, wobei es durch die Rückstellkraft der Federn 430 in dieser Position gehalten ist. Die Luft kann dann durch die Öffnungen 420 des beweglichen Teils 404, aber auch durch alle Öffnungen 405 des feststehenden Teils 402 strömen, wodurch eine maximale Durchlassfläche geboten wird.
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Im Gegensatz dazu zeigt 14 die Situation, in der das bewegliche Teil 404 nahe der Basis 410 des Umfangskragens 406 liegt, wobei die Federn 430 dann stark zusammengedrückt sind. In dieser Stellung sind die Öffnungen des Umfangskragens nicht am Luftdurchlass durch die Regulierungsvorrichtung beteiligt, lediglich die Öffnungen 422 definieren dann die Luftdurchlassfläche.
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In der Stellung, in welcher der Staubsauger angehalten ist, und bis zu Durchsätzen von etwa 28 l/s ist die Regulierungsvorrichtung wie in 13 dargestellt angeordnet, wo die Luftdurchlassfläche maximal ist.
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Wenn der Durchsatz diesen Schwellenwert von etwa 28 l/s überschreitet, wird die aus dem Durchsatz resultierende Kraft höher als die Rückstellkraft der Federn 430, und das bewegliche Teil gleitet zur Trägerbasis 410 des Umfangskragens hin, indem er die Federn 430 zusammendrückt und die Luftdurchlassfläche verkleinert.
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Bei dieser Ausführungsform haben die Öffnungen vorzugsweise einen Durchmesser von weniger als 4 mm und vorteilhafterweise einen Durchmesser von etwa 2 mm.
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Gemäß den beiden Ausführungsformen kann es von Vorteil sein, einen Verlauf des beweglichen Teils zu bieten, der in Abhängig von dem Durchsatz linear ist, um einen symmetrischen Betrieb der Vorrichtung zu gewährleisten. Da die Druckverluste in Abhängigkeit von dem Durchsatz keinen linearen Verlauf haben, können mehrere Lösungen in Betracht gezogen werden:
- – die Luftdurchlassfläche wird analog zur Veränderung des Druckverlustes in Abhängigkeit von dem Durchsatz verändert,
- – es werden nicht lineare Federn und eine Flächenänderung verwendet, die in Abhängigkeit von der Verlagerung linear verläuft, wie dies die erste Ausführungsform zeigt. Es ist auch möglich, translatorisch bewegliche Federn mit einer Steifigkeit zu verwenden, die in Abhängigkeit von der Belastung, die auf sie aufgebracht wird, variabel ist, wie etwa Kegelfedern. Die Windungen mit größerem Durchmesser dieser Federn sind die biegsamsten. Je mehr diese Federn nachgeben, desto mehr ”verhärten” sie sich somit,
- – die beiden oben aufgezeigten Lösungen werden kombiniert.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beiden vorgeschlagenen Anwendungsbeispiele und die genannten Verbesserungen beschränkt, sondern umfasst auch alle technischen Entsprechungen der in Betracht gezogenen Lösungen.
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Die gezeigten Öffnungen in Kreis- oder Sektorform können insbesondere in gleicher Weise allein oder in Kombination bei der einen oder anderen Ausführungsform der Erfindung angewendet werden. Im weiteren Sinne können kompliziertere Formen der Öffnungen in Betracht gezogen werden, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
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Die Bewegung der beiden Teile, die die Verringerung der Luftdurchlassfläche ermöglicht, kann auch komplizierter sein als die beiden aufgezeigten einfachen Bewegungen, nämlich die Translations- und die Drehbewegung.
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Darüber hinaus kann der Durchsatzbereich, in dem die Änderung der Luftdurchlassfläche vorgenommen wird, viel breiter sein und/oder sich von dem in der Beschreibung erläuterten Bereich unterscheiden.
