DE102012211245A1

DE102012211245A1 - Staubsauger mit Wirbelabscheider

Info

Publication number: DE102012211245A1
Application number: DE102012211245.6A
Authority: DE
Inventors: Andre Bräuning; Tobias Hofmann; Thomas Seith
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-02
Anticipated expiration: 2032-06-30
Also published as: EP2866630A1; DE102012211245B4; EP2866630B1; WO2014001496A1

Abstract

Ein Staubsauger mit einer Staubabscheideeinrichtung (10), einem Gebläse zum Erzeugen eines Saugluftstroms durch die Staubabscheideeinrichtung (10) und einem Elektromotor (25) zum Antreiben des Gebläses, wobei die Staubabscheideeinrichtung (10) einen Wirbelabscheider umfasst und wobei der Wirbelabscheider eine Mehrzahl von Luftzuführungsöffnungen (53) zur tangentialen Zuführung von jeweils einem Teilluftstrom des Saugluftstroms in einen im Wesentlichen zylindrischen Staubabscheideraum (55) aufweist. Hierdurch wird eine Verringerung des vom Saugluftstrom zu überwindenden Strömungswiderstands und damit eine Verbesserung der Saugleistung des Staubsaugers und/oder eine Verringerung der Leistungsaufnahme des Elektromotors ermöglicht.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Staubsauger mit einer Staubabscheideeinrichtung, einem Gebläse zum Erzeugen eines Saugluftstroms durch die Staubabscheideeinrichtung und einem Elektromotor zum Antreiben des Gebläses, wobei die Staubabscheideeinrichtung einen Wirbelabscheider umfasst.
Hintergrund der Erfindung
Staubsauger weisen üblicherweise ein Gebläse zum Erzeugen eines Saugluftstroms, einen Elektromotor zum Antreiben des Gebläses und eine Staubabscheideeinrichtung zur Abscheidung von mit dem Saugluftstrom aufgenommenen Partikeln auf. Derartige Staubabscheideeinrichtungen können in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. So ist es bekannt, dass die Staubabscheideeinrichtung einen in einem Gehäuseinnenraum des Staubsaugers angeordneten Wechselfilterbeutel, einen oder mehrere Filter und/oder einen oder mehrere Wirbelabscheider umfasst. Bei einem Wirbelabscheider wird das Zentrifugalprinzip zum Abscheiden des Staubs genutzt, indem der Saugluftstrom in eine Wirbelbewegung versetzt wird, wobei im Saugluftstrom enthaltene Partikel durch die Wirkung der Zentrifugalkraft aus dem Luftstrom abgeschieden werden. Insbesondere zur Abscheidung von Feinstaub können weitere Filter vorgesehen sein.
Aus US 2003/0131441 A1 ist ein Stielstaubsauger bekannt, der eine zyklonisch wirkende Abscheidekammer umfasst, in die in der Nähe eines oberen Endes seitlich ein einziger Luftführungskanal einmündet. In US 2004/0134022 A1 ist ein aufrecht zu haltender Staubsauger offenbart, der eine zyklonisch wirkende Abscheideeinheit in einem Staubbecher umfasst. Die durch eine Düse angesaugte Luft wird über eine seitlich angeordnete Einlassöffnung tangential in eine Abscheidekammer eingeleitet und führt darin eine Wirbelbewegung aus, wodurch der in der Luft enthaltene Staub an einer Wand des Staubbechers abgelagert wird. Aus US 2006/0090290 A1 und WO 2007/117196 A1 sind handgeführte Staubsauger mit jeweils einem einzigen seitlichen Lufteintritt in eine Staubabscheidekammer bekannt. In WO 2008/088278 A2 ist ein so genannter 2-in-1-Staubsauger beschrieben, bei dem ein handgeführter Kleinstaubsauger auf einen Haltekörper aufsetzbar ist. Der Kleinstaubsauger weist einen Staubbehälter auf, in den der Luftstrom tangential durch eine Einlassöffnung eingeleitet wird.
Die Querschnittsfläche einer Einlassöffnung, durch die der Saugluftstrom tangential in die Staubabscheidekammer eingeführt wird, ist jedoch begrenzt. Ebenso ist der Querschnitt eines auf der Außenseite der Staubabscheidekammer geführten Luftführungskanals, durch den der Saugluftstrom von einer Düse bzw. einem Ansaugstutzen zur Einlassöffnung der Staubabscheidekammer geführt wird, aufgrund der insbesondere bei Klein- und Stielstaubsaugern notwendigen schlanken Bauweise eng begrenzt. Hierdurch entsteht ein relativ hoher Strömungswiderstand, der die erzielbare Saugleistung vermindert oder eine hohe Leistungsaufnahme des Gebläses notwendig macht, was die Geräuschentwicklung des Staubsaugers erhöht und insbesondere bei batteriebetriebenen Staubsaugern die Nutzbarkeit einschränkt.
Der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Staubsauger der oben genannten Art anzugeben, wobei die genannten Nachteile möglichst vermieden werden und wobei insbesondere der vom Saugluftstrom zu überwindende Strömungswiderstand verringert ist.
Erfindungsgemäße Lösung
Die Bezugszeichen in sämtlichen Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch einen Staubsauger mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Ein erfindungsgemäßer Staubsauger umfasst eine Staubabscheideeinrichtung, ein Gebläse und einem Elektromotor zum Antreiben des Gebläses. Das Gebläse ist zum Erzeugen eines Saugluftstroms durch die Staubabscheideeinrichtung zum Abscheiden von in dem Saugluftstrom enthaltenen Partikeln, insbesondere zum Abscheiden von mit dem Saugluftstrom von einer zu reinigenden Oberfläche aufgenommenem Schmutz und Staub angeordnet. Der Elektromotor kann der für Batterie- und/oder Netzbetrieb ausgelegt sein. Das Gebläse und der dieses antreibende Elektromotor können als Motor-/Gebläse-Einheit ausgebildet sein. Der Staubsauger kann beispielsweise ein Hand- bzw. Stielstaubsauger, ein handgeführter (hand-held) Kleinsauger oder auch ein Bodensauger sein.
Die Staubabscheideeinrichtung umfasst einen Wirbelabscheider. In einem derartigen Wirbelabscheider wird der Saugluftstrom in eine Wirbelbewegung versetzt, wobei im Saugluftstrom enthaltene Partikel durch die Wirkung der Zentrifugalkraft aus dem Luftstrom abgeschieden werden und beispielsweise an einer Wand eines Rohrs oder eines Bechers abgelagert werden. Der Saugluftstrom wird nach Durchgang durch den Wirbelabscheider in Richtung zum Gebläse abgeführt. Der Wirbelabscheider ist zumindest zur Abscheidung von grobem Schmutz geeignet. Die Staubabscheideeinrichtung kann weitere Staubabscheider umfassen, insbesondere zusätzliche Filter zum Zurückhalten von mittelfeinem und feinem Staub. Insbesondere zur Feinstaubfilterung können weitere Filter vorgesehen sein, die auch stromabwärts des Gebläses, etwa in Ausblasöffnungen zum Ausblasen der durch das Gebläse angesaugten Luft, angeordnet sein können.
Erfindungsgemäß weist der Wirbelabscheider eine Mehrzahl von Luftzuführungsöffnungen zur tangentialen Zuführung von jeweils einem Teilluftstrom des Saugluftstroms in einen Staubabscheideraum bzw. eine Staubabscheidekammer des Wirbelabscheiders auf. Der Staubabscheideraum ist im Wesentlichen zylindrisch oder in Form eines sich zumindest abschnittsweise verjüngenden Zylinders ausgebildet. Durch die tangentiale Zuführung wird die zugeführte Luft in die Wirbelbewegung versetzt, die aufgrund der Wirkung der Zentrifugalkraft zur Abscheidung des von dieser mitgeführten Staubs führt.
Dadurch, dass eine Mehrzahl von Luftzuführungsöffnungen zur tangentialen Zuführung von jeweils einem Teilluftstrom des Saugluftstroms in den Staubabscheideraum vorhanden sind, ist eine größere Querschnittsfläche für die Zuführung des Saugluftstroms in den Staubabscheideraum des Wirbelabscheiders verfügbar. Hierdurch ist ein geringerer Strömungswiderstand erzielbar. Auf diese Weise wird es ermöglicht, mit gleicher Leistungsaufnahme des Gebläses eine höhere Saugleistung zu erreichen oder mit einer geringeren Gebläseleistung die gleiche Saugleistung zu erzielen.
Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Wirbelabscheider als Wirbelrohrabscheider ausgebildet. Bei einem Wirbelrohrabscheider ist der Staubabscheideraum im Wesentlichen zylindrisch mit einer über eine gesamte Höhe des Staubabscheideraums im Wesentlichen einheitlichen Querschnittsfläche geformt. Der Saugluftstrom wird dabei in tangentialer Richtung in den Staubabscheideraum eingeleitet, worin der Saugluftstrom eine rotierende Bewegung ausführt, wobei im Saugluftstrom enthaltene Partikel an einer Wand des Staubabscheideraums abgelagert werden. Der Saugluftstrom wird durch ein in den Staubabscheideraum eintauchendes Rohr in Richtung zum Gebläse abgesaugt. Insbesondere wird der Staubabscheideraum durch einen zylindrischen Becher gebildet, wobei der Saugluftstrom in einem oberen Bereich des Bechers zugeführt wird, bei der Wirbelbewegung in einen unteren Bereich des Bechers gelangt und dort durch das in den Becher eintauchende Rohr abgeführt wird. Das in den Staubabscheideraum eintauchende Rohr kann mit zusätzlichen Filtern versehen sein und beispielsweise einen Filterschaumzylinder für mittelfeinen Staub sowie ein rohrförmiges Flusensieb aufweisen. Ein derartiger Wirbelrohrabscheider ist einfach aufgebaut und ermöglicht eine effiziente Abscheidung insbesondere von grobem Staub.
Alternativ kann der Wirbelabscheider als Zyklonabscheider ausgebildet sein. Unter einem Zyklonabscheider wird hier und im Folgenden ein Wirbelabscheider verstanden, bei dem sich der Staubabscheideraum von einem Lufteinlass bzw. von einem Bereich ausgehend, in dem die Luftzuführungsöffnungen angeordnet sind, zumindest abschnittsweise im Querschnitt verjüngt. Der Staubabscheideraum ist somit im Wesentlichen zylindrisch mit einem sich zumindest abschnittsweise verjüngenden Querschnitt bzw. zumindest abschnittsweise kegelförmig ausgebildet. Der Saugluftstrom wird ebenfalls in tangentialer Richtung in den Staubabscheideraum eingeleitet und führt im Staubabscheideraum eine rotierende Bewegung aus, wobei im Saugluftstrom enthaltene Partikel an einer Wand des Staubabscheideraums abgelagert werden. Nach Durchgang durch den Staubabscheideraum wird der Saugluftstrom in Richtung zum Gebläse abgesaugt. Zur weiteren Verbesserung der Filterwirkung können zusätzliche Filter vorgesehen sein. Ein derartiger Zyklonabscheider ermöglicht eine effiziente Abscheidung insbesondere von grobem und mittelfeinem Staub.
Die durch die Wirkung der Zentrifugalkraft bei der rotierenden Luftbewegung abgeschiedenen Partikel lagern sich zunächst an einer Wand des Staubabscheideraums ab, die beispielsweise durch eine Innenwand eines Rohrs gebildet wird. Zur Entfernung der abgelagerten Partikel aus dem Staubabscheideraum kann beispielsweise ein Auswurffenster vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist der Wirbelabscheider jedoch als Senkabscheider ausgebildet. Bei einem Senkabscheider gelangt der an der Wand des Staubabscheideraums abgelagerte Staub durch Schwerkraftwirkung in einen unterhalb angeordneten, strömungsberuhigten Staubsammelraum, der durch eine Abscheiderippe vom Staubabscheideraum getrennt sein kann. Dort sammelt sich der abgeschiedene Schmutz an und kann aus dem Staubsauger entnommen werden. Hierfür kann ein Entnahmefenster vorgesehen sein, oder es kann beispielsweise ein Becher, der den Staubabscheideraum und den Staubsammelraum eines Wirbelrohrabscheiders bildet, nach Öffnen eines Gehäuses des Staubsaugers entnehmbar sein. Auf diese Weise wird eine einfache Entnahme des aus dem Saugluftstrom abgeschiedenen Staubs ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Staubsauger Luftführungen auf, die zur Aufteilung des Saugluftstroms stromabwärts eines Ansaugbereichs des Staubsaugers in eine Mehrzahl von Teilluftströmen und zur Führung jeweils eines Teilluftstroms zu jeweils einer Luftzuführungsöffnung ausgebildet sind. Der Ansaugbereich umfasst beispielsweise einen Ansaugstutzen zum Anschließen einer Düsenanordnung oder eines Saugschlauchs oder einen Saugkopf. Vom Ansaugbereich, der ein vorderes Ende des Staubsaugers definiert, wird der Saugluftstrom nach hinten zur Staubabscheideeinrichtung geführt. Hierfür weist der Staubsauger eine Mehrzahl von Luftführungskanälen auf, durch die jeweils ein Teilluftstrom jeweils einer Luftzuführungsöffnung zur tangentialen Zuführung in den Staubabscheideraum geführt wird. Insbesondere kann der Saugluftstrom unmittelbar stromabwärts des Ansaugbereichs in die Mehrzahl von Teilluftströmen aufgeteilt werden. Die Luftführungskanäle können große Querschnittsflächen zur Erzielung eines geringen Strömungswiderstands aufweisen. Hierdurch wird es ermöglicht, den in einem Ansaugbereich, etwa über einen Ansaugstutzen oder einen Saugkopf, aufgenommenen Saugluftstrom mit einem besonders geringen Strömungswiderstand und somit besonders effizient der Staubabscheideeinrichtung zuzuführen und in den Staubabscheideraum des Wirbelabscheiders einzuführen.
In vorteilhafter Weise ist zur Aufteilung des Saugluftstroms in die Mehrzahl von Teilluftströmen ein Leitkegel vorgesehen. Durch die Verwendung eines Leitkegels kann auf einfache Weise ein Totraum vermieden werden, in dem sich aufgrund einer geringeren Strömungsgeschwindigkeit oder aufgrund einer Wirbelbildung Schmutz ablagern würde.
Vorzugsweise werden die Teilluftströme im Wesentlichen in einer durch das vordere und das hintere Ende des Staubsaugers definierten axialen Richtung vom Ansaugbereich nach hinten geführt und zur Einleitung in den Staubabscheideraum allmählich in eine tangentiale Richtung des Wirbelabscheiders umgelenkt. Dabei ist der Wirbelabscheider bevorzugt derart in den Staubsauger eingebaut, dass eine axiale Richtung des Wirbelabscheiders parallel zur axialen Richtung des Staubsaugers angeordnet ist. Durch die allmähliche Umlenkung der Teilluftströme in die tangentiale Richtung wird eine besonders verlustarme und effiziente Führung der Teilluftströme ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind nur zwei tangentiale Luftzuführungen in den Staubabscheideraum vorhanden. Hierdurch kann bei einem sehr einfachen Aufbau bereits eine erhebliche Vergrößerung des Strömungsquerschnitts erzielt werden.
Die beiden Luftzuführungen können bezüglich einer Längsachse des Wirbelabscheiders um jeweils 180º versetzt angeordnet sein. Vorzugsweise sind die beiden Luftzuführungen aber um weniger als 180º, insbesondere um weniger als 90º zueinander versetzt angeordnet. Hierdurch wird eine kompakte Bauform ermöglicht. Ferner kann eine Entnahme des Bechers eines Wirbelrohrabscheiders aus einem Gehäuse des Staubsaugers zur Entfernung des abgelagerten Staubs vereinfacht werden.
In bevorzugter Weise sind die mehreren Luftzuführungsöffnungen bezüglich einer Längsachse des Wirbelabscheiders um gleiche Winkel zueinander versetzt angeordnet. Hierdurch können eine besonders gleichmäßige Ausnutzung der Innenwand des Bechers zur Staubablagerung und eine besonders effiziente Staubabscheidung erzielbar sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind genau drei tangentiale Luftzuführungen vorgesehen, die vorzugsweise bezüglich einer Längsachse des Wirbelabscheiders um jeweils etwa 120º versetzt angeordnet. Hierdurch kann bei einem einfachen konstruktiven Aufbau eine besonders große Querschnittsfläche für den Saugluftstrom zur Verfügung gestellt werden. Ferner sind eine gleichmäßige Ausnutzung der Innenwand des Bechers zur Staubablagerung und damit eine besonders effiziente Staubabscheidung erzielbar.
Die Anzahl der möglichen Luftzuführungen bzw. Luftzuführungsöffnungen ist jedoch nicht auf zwei oder drei begrenzt. In vorteilhafter Weise können insbesondere 4, 5, 6, bis zu 10, bis zu 20 oder sogar mehr als 20 Luftzuführungen und entsprechende Luftzuführungsöffnungen vorgesehen sein. Hierdurch sind eine weiter verbesserte Staubabscheidung und eine weitere Vergrößerung des Strömungsquerschnitts erzielbar.
In vorteilhafter Weise können zwei oder mehr Luftzuführungsöffnungen in Richtung der Längsachse des Wirbelabscheiders jeweils zueinander versetzt sein. Hierdurch ist eine weiter verbesserte Staubabscheidung erzielbar.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass der Staubsauger ein zumindest teilweise zylindrisch ausgebildetes Gehäuse aufweist, das beispielsweise abschnittsweise rohrförmig ausgebildet sein kann, und dessen Achse vorzugsweise mit der Achse des Wirbelabscheiders übereinstimmt. Auf der Außenseite des zylindrischen Gehäuses können dabei die Luftführungskanäle zur Führung der Teilluftströme vom Ansaugbereich des Staubsaugers zu den Luftzuführungsöffnungen des Wirbelabscheiders angeordnet sein. Hierdurch wird eine einfache und kompakte Bauweise ermöglicht.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an Hand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.
Es zeigen schematisch:
1 einen Staubsauger gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in teilweise geschnittener Darstellung;
2 den Staubsauger gemäß 1 in einer Seitenansicht;
3 den Staubsauger gemäß 1 in einem Querschnitt;
4 einen Staubsauger gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in teilweise geschnittener Darstellung;
5 den Staubsauger gemäß 4 in einer Seitenansicht; und schließlich
6 den Staubsauger gemäß 4 in einer axialen Ansicht.
Ausführliche Beschreibung anhand zweier Ausführungsbeispiele
Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Der Übersichtlichkeit halber sind nicht in allen Figuren alle Bezugszeichen dargestellt.
Die 1 bis 3 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Staubsaugers in einem teilweise geschnittenen Längsschnitt, in einer Ansichtsdarstellung und in einer Querschnittsdarstellung. Der Staubsauger 1 weist im Wesentlichen zylindrische Form auf. An einem vorderen Ende des Staubsaugers 1 befindet sich der Ansaugabschnitt 2. Ein mittlerer Bereich des Staubsaugers 1 umfasst eine Staubabscheideeinrichtung 10 und eine Motor-/Gebläse-Einheit 20. Am hinteren Ende des Staubsaugers 1 befindet sich eine Handhabe 30. Die Motor-/Gebläse-Einheit 20 erzeugt einen Saugluftstrom, der im Ansaugabschnitt 2 durch den Ansaugstutzen 42 aufgenommen wird. Im Bereich der Motor-/Gebläse-Einheit 20 wird die angesaugte Luft wieder ausgeblasen.
Der durch den Ansaugstutzen 42, an dem beispielsweise eine Saugdüse oder eine Bodenbürste anschließbar ist, eintretende Saugluftstrom wird durch den Leitkegel 43, der das Entstehen eines Totraums, in dem sich Schmutz ablagern könnte, verhindert, in drei Teilluftströme aufgeteilt. Diese werden in axialer Richtung jeweils durch Luftführungen 44 geführt, die in ihrem hinteren Bereich in Umlenkbereiche 46 übergehen, die die Teilluftströme jeweils in tangentiale Richtung umlenken und nach innen führen. Die Umlenkbereiche 46 der Luftführungen 44 münden in Luftzuführungsöffnungen 53 eines Rohrs 54, das einen Staubabscheideraum 55 und einen Staubsammelraum 56 umschließt. Der Staubabscheideraum 55 und der Staubsammelraum 56 werden durch eine Abscheiderippe 57 voneinander getrennt, die zum Rohr 54 einen Spalt offen lässt. In das Rohr 54 ist eine gefensterte Hülse 18 eingesetzt, die auf einem ebenfalls gefensterten Rohr 14 aufsitzt. Die Hülse 18 trägt ein röhrenförmiges Flusensieb, das beispielsweise eine Maschenweite von ca. 1,5 mm aufweisen kann. Innerhalb des Rohrs 14 ist durch ein rohrförmiges Fenstergitter 12 ein Filterschaumzylinder 11 gehalten, der beispielsweise eine Dicke von ca. 3 mm haben kann.
Das Rohr 54 mit den Luftzuführungsöffnungen 53, dem Staubabscheideraum 55 und dem Staubsammelraum 56 und das durch die Hülse 18 und das Rohr 14 gebildete Tauchrohr stellen einen Wirbelrohrabscheider dar. Die durch die Luftzuführungsöffnungen 53 von außen tangential eingeleitete Saugluft führt im Staubabscheideraum 55 eine wirbelförmige Bewegung aus, wobei von der Saugluft mitgeführte Partikel an der Innenwand des Rohrs 54 abgeschieden werden. Der Saugluftstrom gelangt durch die übereinander liegenden Fenster der Hülse 18 und des Rohrs 14 durch den Filterschaumzylinder 11 in dessen Innenraum, von wo er zum Gebläse abgesaugt wird.
Das Gebläse mit dem Lüfterrad 21 und dem Leitapparat 22 befördert die angesaugte Luft durch innere Ausblasöffnungen 24 sowie in einem Gehäuse 40 angeordnete äußere Ausblasöffnungen 48 nach außen. Die äußeren Ausblasöffnungen 48 sind mit einem Ausblasfilter 61, beispielsweise einem Flach-Filtervlies, einem Lamellenfilter, insbesondere einem HEPA-Filter, oder auch einem durch Filterschaum gebildeten Filter, versehen. Der Ausblasfilter 61 kann als Feinstaubfilter dienen oder als Grobfilter zur Geräuschreduktion ausgebildet sein. Die Ausblasöffnungen 48 sind ausreichend großflächig, so dass der Ausblasfilter 61 keinen wesentlichen Strömungswiderstand erzeugt. Es können auch mehrere neben- und/oder im Luftstrom hintereinander angeordnete Ausblasfilter bzw. Ausblasfilterelemente vorgesehen sein. Das Lüfterrad 21 wird von dem Elektromotor 25 angetrieben, der durch die in der Handhabe 30 angeordneten Batterien 26, beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien, versorgt wird. Der Motor 25 kann durch einen nicht dargestellten Schalter bzw. über eine ebenfalls nicht dargestellte Steuerungselektronik gesteuert werden. Am hinteren Ende des Staubsaugers 1 ist ein Stielanschluss 49 zur Aufnahme einer Stange, die einen Handgriff zur Verwendung des Staubsaugers 1 als Stielsauger trägt (nicht dargestellt), angeordnet.
In dem in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Staubsauger 1 als aus einem Kleinsauger und einem Stielsaugerrahmen, der als Gehäuse 40 ausgebildet sein kann, zusammensetzbare Einheit ausgebildet, die als Stielsauger verwendbar ist. Der Kleinsauger, der im Wesentlichen zylindrisch ist und von einem hinteren Ende des Staubsaugers 1 in den Stielsaugerrahmen einsetzbar ist, ist auch im Solobetrieb betreibbar und weist hierfür einen Saugkopf mit einem Saugmund 3 auf, der jedoch im eingesetzten Zustand durch eine Schaumstoffdichtung 60 verschlossen ist. Das Rohr 14, das den Filterschaumzylinder 11 umgibt, weist Einlassfenster 15 auf, für deren Verschluss im Solobetrieb eine in Längsrichtung gegen die Kraft einer Feder 17 verschiebbare Verschlusshülse 16 angeordnet ist. Ferner ist eine Verriegelung durch hinter Rastnasen 36 greifende Rastelemente 35 zum sicheren und positionsgenauen Halten des Kleinsaugers im Gehäuse 40 vorhanden.
Das Gehäuse 40 ist zweigeteilt, wobei die beiden Teile über ein Scharnier 50 miteinander verbunden sind und durch eine Rastfeder 51, die hinter einen Rastvorsprung 52 greift, zusammengehalten werden können. Durch Betätigen der Rastfeder 51 kann das Gehäuse 40 geöffnet werden, und nach Zurückziehen des Kleinsaugers mit dem Rohr 14 und dem Saugkopf kann ein durch das Rohr 54 mit einem Boden 58 gebildeter Staubsammelbecher entnommen und entleert werden.
In 2 ist eine Seitenansicht des Staubsaugers 1 gezeigt. Man erkennt die auf der Außenwand des im Wesentlichen rohrförmigen Gehäuses 40 verlaufenden Luftführungskanäle 44, die an ihrem hinteren Ende Umlenkbereiche 46 aufweisen, durch die der jeweilige Teilluftstrom allmählich aus einer axialen in eine tangentiale Richtung umgelenkt wird. Ferner sind in 2 der Ansaugstutzen 42 am vorderen Ende des Staubsaugers 1 und der Stielanschluss 49 am hinteren Ende des Staubsaugers 1 dargestellt sowie die Ausblasöffnungen 48 des Gehäuses 40, in denen ein Ausblasfilter gehalten ist.
In 3 ist ein Querschnitt durch den Staubsauger 1 im Bereich der Umlenkbereiche 46 der Luftführungskanäle 44 dargestellt. Durch die Umlenkbereiche 46 werden die drei Teilluftströme der angesaugten Luft in tangentiale Richtung umgelenkt und in dieser Richtung durch Luftzuführungsöffnungen 53 in den durch das Rohr 54 gebildeten Staubabscheideraum 55 eingeleitet (durch Pfeile angedeutet), wo sie eine wirbelförmige Strömung bildet, die bis an die Abscheiderippe 57 (s. 1) reicht. Von dort wird die Luft durch den Filterschaumzylinder 11 in dessen Innenraum 13 gesaugt, von wo sie in das Gebläse gelangt. Der Filterschaumzylinder 11 wird innen durch das rohrförmige Fenstergitter 12 sowie außen durch das gefensterte Rohr 14 und die ebenfalls gefensterte Hülse 18 gehalten, von denen in der Schnittdarstellung der 3 nur die Stege zwischen den Fenstern erkennbar sind.
Aufgrund der tangentialen Einleitung der Teilluftströme in den Staubabscheideraum 55 und der dadurch erzeugten wirbelförmigen Strömung werden zumindest die in der Saugluft enthaltenen groben Schmutzpartikel durch die Wirkung der Zentrifugalkraft an der Innenwand des Rohrs 54 abgeschieden. Von dort gelangen die abgeschiedenen Partikel durch Schwerkraftwirkung an der Abscheiderippe 57 vorbei in den Staubsammelraum 56 (s. 1). Somit erfolgt eine Abscheidung zumindest von grobem Schmutz nach dem Prinzip eines Wirbelabscheiders, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als Wirbelrohrabscheider und als Senkabscheider ausgebildet ist. Dabei wird eine besonders hohe Saugleistung durch die mehrfachen Luftführungskanäle 44 ermöglicht, die einen relativ großen Querschnitt aufweisen können, beispielsweise etwa 1800 mm². Flusen werden durch das Flusensieb zurückgehalten, das die Fenster der Hülse 18 bedeckt und das von der Luft vor Erreichung des Filterschaumzylinders 11 durchströmt wird, der weiteren groben sowie mittelfeinen Staub zurückhält. Zur Filterung von Feinstaub kann ein als Feinstaubfilter wirkender Ausblasfilter 63 in den Ausblasöffnungen 48 vorgesehen sein.
In den 4 bis 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei nur zwei Luftzuführungsöffnungen in den Staubabscheideraum des Wirbelabscheiders vorhanden sind, der ebenfalls als Wirbelrohrabscheider und als Senkabscheider ausgebildet ist. Auch in dem in 4 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Staubsauger 1 einen in das Gehäuse 40 eingesetzten Kleinsauger, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Wie in 4 gezeigt, weist der Staubsauger 1 auch hierbei im Wesentlichen zylindrische Form auf. An einem vorderen Ende des Staubsaugers 1 befindet sich der Ansaugabschnitt 2. Ein mittlerer Bereich des Staubsaugers 1 umfasst eine Staubabscheideeinrichtung 10 und eine Motor-/Gebläse-Einheit 20. Am hinteren Ende des Staubsaugers 1 befindet sich ein Handgriff 31. Der durch den Ansaugstutzen 42 eintretende Saugluftstrom wird in zwei Teilluftströme aufgeteilt, die in axialer Richtung jeweils durch Luftführungen 44 geführt werden, die in ihrem hinteren Bereich in in 4 nicht erkennbare Umlenkbereiche übergehen, die die Teilluftströme jeweils in tangentiale Richtung umlenken und nach innen führen. Die Umlenkbereiche der Luftführungen 44 münden in Luftzuführungsöffnungen 53 eines Rohrs 54, das einen Staubabscheideraum 55 und einen Staubsammelraum 56 umschließt, die durch eine Abscheiderippe 57 voneinander getrennt werden. In das Rohr 54 ist eine gefensterte Hülse 18 eingesetzt, die auf einem ebenfalls gefensterten Rohr 14 aufsitzt und ein röhrenförmiges Flusensieb trägt. Innerhalb des Rohrs 14 ein Filterschaumzylinder 11 gehalten.
Auch in der in 4 gezeigten Ausführungsform bilden das Rohr 54 mit den Luftzuführungsöffnungen 53, dem Staubabscheideraum 55 und dem Staubsammelraum 55 und das durch die Hülse 18 und das Rohr 14 gebildete Tauchrohr einen Wirbelrohrabscheider, in den durch die Luftzuführungsöffnungen 53 tangential zur Erzeugung einer wirbelförmigen Bewegung die Teilluftströme eingeleitet werden. Die Luftzuführungsöffnungen sind bezüglich der Längsachse des Wirbelrohrabscheiders um einen Winkel von ca. 45º sowie auch in axialer Richtung zueinander versetzt. Die mitgeführten Partikel werden an der Innenwand des Rohrs 54 abgeschieden. Der Saugluftstrom gelangt durch die übereinander liegenden Fenster der Hülse 18 und des Rohrs 14 durch den Filterschaumzylinder 11 in dessen Innenraum, von wo er zum Gebläse abgesaugt wird. Das Gebläse mit dem Lüfterrad 21 befördert die angesaugte Luft durch in 4 nicht näher dargestellte Ausblasöffnungen nach außen. Das Lüfterrad 21 wird von dem Elektromotor 25 angetrieben.
In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein weiterer Handgriff 32 vorgesehen, der mit dem durch das Rohr 54 und den Boden 58 gebildeten Staubbecher 59 verbunden ist und mit dessen Hilfe der Staubbecher 59 zur Staubentleerung seitlich aus dem Gehäuse 40 entnommen werden kann. Mit dem Staubbecher 59 kann vorzugsweise das Rohr 14 mit dem Filterschaumzylinder 11 aus dem Gehäuse 40 entnommen werden. Ist der Staubbecher 59 aus dem Gehäuse 40 des Staubsaugers 1 entnommen, so kann das Rohr 14 mit dem Filterschaumzylinder 11 in axialer Richtung aus dem Staubbecher herausgezogen werden, um den Filterschaumzylinder 11 zu reinigen. Der Staubbecher 59 kann umgekehrt gehalten oder geöffnet werden, um den im Staubsammelraum 56 angesammelten Staub zu entfernen. Um den Staubbecher 59 mit dem Rohr 14 und dem Filterschaumzylinder entnehmen zu können, sind nicht im Einzelnen zu erläuternde trennbare Dichtungen sowie ein Riegelmechanismus vorgesehen.
In 5 ist eine Seitenansicht des in 4 dargestellten Staubsaugers 1 gezeigt. Man erkennt die auf der Außenwand des im Wesentlichen rohrförmigen Gehäuses 40 verlaufenden Luftführungskanäle 44, die an ihrem hinteren Ende Umlenkbereiche 46 aufweisen, durch die der jeweilige Teilluftstrom allmählich aus einer axialen in eine tangentiale Richtung umgelenkt wird. Ferner sind in 2 der Ansaugstutzen 42 am vorderen Ende des Staubsaugers 1, die Ausblasöffnungen 48 des Gehäuses 40, in denen ein Ausblasfilter gehalten ist, und der entnehmbare Staubbecher 59 mit dem Handgriff 32 dargestellt.
In 6 ist eine axiale Ansicht des Staubsauger 1 vom hinteren Ende dargestellt. Am hinteren Ende des Staubsaugers 1 ist der Handgriff 31 angeordnet, sowie seitlich am Gehäuse 40 der Handgriff 32. Man erkennt ferner die Umlenkabschnitte 46 der beiden Luftführungskanäle, die um ca. 45º gegeneinander versetzt auf der Außenwand des im Wesentlichen rohrförmigen Hüllkörpers 41 angeordnet sind. Die mit A-A bezeichnete Linie markiert die Schnittfläche der in 4 gezeigten teilweise geschnittenen Darstellung.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste

1: Staubsauger
2: Ansaugabschnitt
3: Saugmund
10: Staubabscheideeinrichtung
11: Filterschaumzylinder
12: Fenstergitter
13: Innenraum
14: Rohr
15: Einlassfenster
16: Verschlusshülse
17: Feder
18: Hülse
20: Motor-/Gebläseeinheit
21: Lüfterrad
22: Leitapparat
24: Ausblasöffnung
25: Elektromotor
26: Batterien
30: Handhabe
31: Handgriff
32: Handgriff
35: Rastelement
36: Rastvorsprung
40: Gehäuse
42: Ansaugstutzen
43: Leitkegel
44: Luftführungskanal
45: Staubabscheideabschnitt
46: Umlenkbereich
48: Ausblasöffnung
49: Stielanschluss
50: Scharnier
51: Rastfeder
52: Rastvorsprung
53: Luftzuführungsöffnung
54: Rohr
55: Staubabscheideraum
56: Staubsammelraum
57: Abscheiderippe
58: Boden
59: Staubbecher
60: Schaumstoffdichtung
61: Ausblasfilter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2003/0131441 A1 [0003]
US 2004/0134022 A1 [0003]
US 2006/0090290 A1 [0003]
WO 2007/117196 A1 [0003]
WO 2008/088278 A2 [0003]

Claims

Staubsauger mit einer Staubabscheideeinrichtung (10), einem Gebläse zum Erzeugen eines Saugluftstroms durch die Staubabscheideeinrichtung (10) und einem Elektromotor (25) zum Antreiben des Gebläses, wobei die Staubabscheideeinrichtung (10) einen Wirbelabscheider umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelabscheider eine Mehrzahl von Luftzuführungsöffnungen (53) zur tangentialen Zuführung von jeweils einem Teilluftstrom des Saugluftstroms in einen Staubabscheideraum (55) aufweist.
Staubsauger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelabscheider als Wirbelrohrabscheider ausgebildet ist.
Staubsauger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelabscheider als Zyklonabscheider ausgebildet ist.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirbelabscheider als Senkabscheider ausgebildet ist.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubsauger (1) Luftführungen zur Aufteilung des Saugluftstroms stromabwärts eines Ansaugbereichs (2) des Staubsaugers (1) in eine Mehrzahl von Teilluftströmen und zur Führung jeweils eines Teilluftstroms zu jeweils einer Luftzuführungsöffnung (53) aufweist.
Staubsauger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufteilung des Saugluftstroms in die Mehrzahl von Teilluftströmen ein Leitkegel (43) angeordnet ist.
Staubsauger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilluftströme im Wesentlichen in einer axialen Richtung des Staubsaugers (1) vom Ansaugbereich (2) nach hinten geführt und zur Einleitung in den Staubabscheideraum (55) allmählich in eine tangentiale Richtung des Wirbelabscheiders umgelenkt werden.
Staubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei tangentiale Luftzuführungsöffnungen (53) vorgesehen sind.
Staubsauger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden tangentialen Luftzuführungsöffnungen (53) bezüglich einer Längsachse des Wirbelabscheiders um weniger als 180º versetzt angeordnet sind.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass drei tangentiale Luftzuführungsöffnungen (53) vorgesehen sind.
Staubsauger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die drei tangentialen Luftzuführungsöffnungen (53) bezüglich einer Längsachse des Wirbelabscheiders um jeweils etwa 120º versetzt angeordnet sind.
Staubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Luftzuführungsöffnungen (53) in axialer Richtung zueinander versetzt sind.
Staubsauger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubsauger (1) ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse (40) aufweist, dessen Achse mit einer Achse des Wirbelabscheiders übereinstimmt.