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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Absperrung oder Steuerung des Durchflusses von Luft, insbesondere schmutzbeladener Luft, mit einem eine verschließbare Durchgangsöffnung aufweisenden Körper und einem Verschlussteil, wobei an der Durchgangsöffnung ein Dichtungssitz vorhanden ist, an welchem das Verschlussteil im geschlossenen Zustand der Vorrichtung anliegt, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Reinigungsgerät zum Entfernen von Schmutz von einer zu reinigenden Oberfläche mittels einer Saugluftströmung mit einer solchen Vorrichtung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Behältnis, beispielsweise in Form eines Beutels, zum Abtrennen und/oder Sammeln von Schmutz, der mittels einer Saugluftströmung von einem zu reinigenden Bereich entfernt wird.
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Auf dem Gebiet der Staubsauger sind Vorrichtungen zur Absperrung oder Steuerung des Durchflusses von schmutzbeladener Luft in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. Beispielsweise ist in der
EP 1005 825 A1 ein Staubsauger beschrieben, der einen herausnehmbar im Staubsaugergehäuse angeordneten Staubsammelbehälter zur Aufnahme von aus dem Saugluftstrom abgeschiedenem Schmutz aufweist. Der Staubsammelbehälter weist eine strömungsmäßig mit dem Gebläse des Staubsaugers verbundene Einlassöffnung sowie eine Auslassöffnung auf, wobei in dem Staubsammelbehälter in dem zwischen Einlass- und Auslassöffnung verlaufenden Strömungsweg der Saugluft ein blattartiges Filter angeordnet ist. An der Vorderwand des Staubsammelbehälters ist unterhalb der Einlassöffnung eine Klappe als Verschlusselement schwenkbar angelenkt, die im Ruhebetrieb des Staubsaugers unter der Kraft einer Feder entweder an der Innenseite der Einlassöffnung oder mit ihrer freien Seite an dem Filter anliegt.
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Die
DE 10 2004 050 017 B4 offenbart ein Ventil für einen Staubsauger, das in einer Wand des Staubsaugergehäuses einsetzbar ist, wobei über das Ventil ein Nebenluftstrom zwischen der Ansaugstelle des Staubsaugergebläses innerhalb des Gerätes und der Außenluft steuerbar ist, wenn der auf der Ansaugseite im Inneren des Staubsaugers sich aufbauende Unterdruck einen Schwellenwert erreicht. Das Ventil besteht aus einem Gehäuse mit einer Lufteintrittsöffnung und einer Luftaustrittsöffnung, wobei in dem Gehäuse ein mit einer Schraubenfeder (Druckfeder) belasteter Ventilstößel beweglich geführt ist.
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Des Weiteren ist aus der
EP 2 923 623 B1 ein Staubfilterbeutel für einen Staubsauger bekannt, welcher Staubfilterbeutel eine Halteplatte mit einem daran befestigten Staubbeutel aufweist, wobei die Halteplatte eine eine Eintragsebene aufspannende Eintragsöffnung für die Einströmung eines Luftstroms in den Staubbeutel aufweist. Die Halteplatte weist eine um eine Drehachse von einer Öffnungsposition in eine Schließposition, und umgekehrt, schwenkbare Verschlussklappe zum Öffnen und Schließen der Eintragsöffnung auf.
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Ein Staubsauger mit einem Nebenluftventil ist aus der
DE 10 2010 030 222 B3 bekannt. Das Nebenluftventil weist ein bewegbares Verschlusselement, ein elastisches Element und ein Trennelement mit einer Nebenluftöffnung auf, wobei das Verschlusselement durch das elastische Element in eine Schließstellung bringbar ist, um die Nebenluftöffnung zu verschließen, und wobei das Verschlusselement gegen eine Schließkraft des elastischen Elements in eine von der Schließstellung abweichende offene Stellung bringbar ist, um die Nebenluftöffnung freizugeben.
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Die
EP 1 787 561 A1 zeigt einen Staubsaugerfilterbeutel mit einer Einlassöffnung, einer an der Beutelaußenseite im Bereich der Einlassöffnung angeordneten Halteplatte, die an einer Halteeinrichtung eines Staubsaugers zur Halterung des Staubsaugerfilterbeutels anbringbar ist, und einer im Bereich der Einlassöffnung angeordneten Verschlussvorrichtung, die derart ausgebildet ist, dass sie eine erste Stellung einnimmt, wenn der Staubsaugerfilterbeutel nicht in den Staubsauger eingesetzt ist, und in eine zweite Stellung bringbar ist, wenn der Staubsaugerbeutel in den Staubsauger eingesetzt ist, wobei die Einlassöffnung bei der ersten Stellung der Verschlussvorrichtung verschlossen ist und bei der zweiten Stellung der Verschlussvorrichtung geöffnet ist.
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Aus der
JP S52-36 858 A ist ein Staubsauger bekannt, mit einem Gehäuse, in welchem ein Einlass und ein Auslass, eine Staubsammelkammer, ein Filter sowie ein elektrisches Gebläse angeordnet sind. Der Staubsauger ist mit einem automatischen Luftzufuhrventil versehen ist, das bei Unterdruck in der Nähe einer Ansaugöffnung des elektrischen Gebläses öffnet. Die Ansaugöffnung verfügt ferner über ein Hilfsventil mit einem aus Bimetall bestehenden Ventilelement.
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Bei existierenden Vorrichtungen zur Absperrung oder Steuerung des Durchflusses von schmutzbeladener Luft, insbesondere bei solchen, die als Ventil ausgeführt sind, treten verschiedene Probleme auf. Ein Problem sind hohe Druckverluste in existierenden Schmutzluftventilen. Denn herkömmliche Ventile setzen dem Luftstrom im geöffneten Zustand des Ventils mitunter hohe Kräfte entgegen, die hohe Druckverluste verursachen. Um diese Druckverluste zu kompensieren, werden häufig höhere Gebläseleistungen vorgesehen. Insbesondere bei sogenannten Akku-Staubsaugern ist jedoch eine effiziente Nutzung der begrenzten, mitgeführten Energie erforderlich.
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Ein weiteres Problem bei herkömmlichen Ventilen zur Absperrung oder Steuerung des Durchflusses von schmutzbeladener Luft ist deren durch Schmutzablagerungen verursachte Störungsanfälligkeit. Denn Partikel aus schmutzbeladener Luft können, wenn sie am Dichtungssitz des Ventil-Verschlussteils anhaften, zu Undichtigkeiten führen. Bei Ventilen, bei denen sich Bauteile des Ventils relativ zueinander bewegen, kann Schmutz zum Verklemmen und/oder Verkleben und somit zu Störungen führen.
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Herkömmliche Ventile zum Steuern von schmutzbeladener Luft sind aus relativ vielen Einzelteilen aufgebaut. Viele Einzelteile ergeben jedoch entsprechend lange Toleranzketten, einen erhöhten Montageaufwand und ein erhöhtes Fehlerpotential.
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Ungünstig ist es ferner, wenn die Betätigung von Ventilen zur Absperrung oder Steuerung des Durchflusses von schmutzbeladener Luft die Betätigung eines Aktuators oder dergleichen erfordert. Denn eine Fremdbetätigung mittels eines Aktuators erfordert zusätzlichen Bauraum für den Aktuator sowie eine elektrische Ansteuerung des Aktuators.
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Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einerseits im geschlossenen Zustand eine hohe Dichtwirkung bietet und andererseits einen Durchlass von Luft, insbesondere schmutzbeladener Luft mit niedrigen Druckverlusten ermöglicht. Die Vorrichtung soll dabei möglichst störungsunanfällig hinsichtlich in der Luft enthaltener Schmutzpartikel sein. Zudem soll die Vorrichtung vorzugsweise aus sehr wenigen Bauteilen aufgebaut sein, um den Fertigungs- und Montageaufwand für eine derartige Vorrichtung zu reduzieren. Ferner soll die zu schaffende Vorrichtung rein pneumatisch, d. h. mittels eines Saugluftstroms zu betätigen sein.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Absperrung oder Steuerung des Durchflusses von Luft, insbesondere schmutzbeladener Luft, kann auch als Luftstromventil für schmutzbeladene Luft oder als Schmutzluftventil bezeichnet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das Luftstromventil hat einen eine verschließbare Durchgangsöffnung aufweisenden Körper und ein gewölbtes, reversibel verformbares Verschlussteil. An der Durchgangsöffnung ist ein konkav geformter Dichtungssitz vorhanden, an welchem das Verschlussteil im geschlossenen Zustand der Vorrichtung anliegt. Das Verschlussteil ist zumindest an zwei gegenüberliegenden Abschnitten des Körpers derart an diesem partiell befestigt, dass das Verschlussteil in einer ersten Funktionsstellung dichtend an dem Dichtungssitzanliegt. Das Verschlussteil ist derart reversibel verformbar, dass es in einer zweiten Funktionsstellung unter Freigabe zumindest eines Teils der Durchgangsöffnung verformt ist.
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Das reversibel verformbare Verschlussteil und der die Durchgangsöffnung aufweisende Körper können aus verschiedenen Materialen oder demselben Material gefertigt sein. Die Flexibilität und/oder Elastizität des Verschlussteils ist allerdings jeweils höher als die des die Durchgangsöffnung aufweisenden Körpers. Der Körper ist beispielsweise aus biegesteifem Material, wie etwa einem Hartmaterial, vorzugsweise aus Hartkunststoff hergestellt. Das reversibel verformbare Verschlussteil ist aus einem Elastomer oder gummielastischem Material hergestellt und in Form eines Kegelmantelflächensegments oder rinnenförmig, mit bogenförmigem Querschnittsprofil ausgebildet ist.
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Vorzugsweise ist das Verschlussteil in der ersten Funktionsstellung mit Vorspannung an den Dichtungssitz gepresst. Durch die gewölbte Form des Verschlussteils und die sich daraus ergebende geometrische Formstabilität (Formsteifigkeit) lässt sich das Verschlussteil an den Dichtungssitz mit einer ausreichend hohen Anpresskraft vorspannen, wodurch sich eine sehr gute kraftschlüssige Dichtwirkung erzielen lässt. Das Verschlussteil lässt sich rein pneumatisch betätigen, indem auf dessen Unterseite mittels eines Saugluftstroms ein Unterdruck angelegt wird. Aufgrund der Geometrie des Verschlussteils beult dieses beim Öffnungsvorgang ein und stellt dem Luftstrom somit mit zunehmender Öffnungsweite eine kleiner werdende Kraft entgegen. Das reversible Einbeulen des Verschlussteils erfolgt dabei gemäß einer degressiven Federkennlinie. Hierdurch ergeben sich im geöffneten Zustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung reduzierte und damit relativ niedrige Druckverluste.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich aus sehr wenigen Bauteilen und dementsprechend mit vergleichsweise geringem Fertigungs- und Montageaufwand herstellen. Zudem zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgrund ihrer wenigen Bauteile, deren Materialbeschaffenheit und der geometrischen Form des Dichtungssitzes sowie des Verschlussteils durch eine hohe Störungsunanfälligkeit hinsichtlich Schmutzpartikel, insbesondere gegenüber Schmutzanhaftungen aus.
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Alternativ oder zusätzlich lässt sich das reversibel verformbare Verschlussteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch mechanisch betätigen, indem dieses zum Beispiel mittels eines mit der Oberseite des Verschlussteils in Kontakt bringbaren oder stehenden Stößels vom Dichtungssitz zumindest partiell weggedrückt wird.
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Das reversibel verformbare Verschlussteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ausschließlich aus mindestens einem elastischen Werkstoff oder aus einer Kombination von mindestens einem elastischen Werkstoff mit mindestens einem relativ starren Werkstoff hergestellt sein.
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Der beispielsweise aus einem Hartmaterial, vorzugsweise Hartkunststoff hergestellte Körper der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist an seiner mit dem reversibel verformbaren Verschlussteil versehenen Durchgangsöffnung vorzugsweise einen bogenförmigen Flächenabschnitt, beispielsweise einen bogenförmigen Wand- oder Bodenabschnitt auf, an dem der konkav geformte Dichtungssitz ausgebildet ist. Der Körper kann dabei beispielweise als Hohlkörper oder als im Wesentlichen schalen- oder rinnenförmiger Körper ausgebildet sein. Der Körper ist vorzugsweise im Wesentlichen biegesteif.
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Dadurch, dass das Verschlussteil erfindungsgemäß in Form eines Kegelmantelflächensegments oder rinnenförmig, mit bogenförmigem Querschnittsprofil ausgebildet ist, lässt sich in fertigungstechnisch günstiger Weise und besonders zuverlässig eine sehr gute kraftschlüssige Dichtwirkung zur Absperrung des Durchflusses von schmutzbeladener Luft erzielen.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Verschlussteil über einen im Wesentlichen U-förmigen oder im Wesentlichen V-förmigen Verbindungsbereich an dem eine verschließbare Durchgangsöffnung aufweisenden Körper befestigt. Hierdurch lässt sich eine optimale Dichtwirkung in dem Verbindungsbereich (Befestigungsbereich) zwischen dem Körper und dem Verschlussteil und zudem eine optimale Vorspannung des Verschlussteils gegen den Dichtungssitz und somit eine sehr gute kraftschlüssige Dichtwirkung erzielen. Alternativ kann das Verschlussteil auch über mindestens zwei voneinander getrennte, d. h. voneinander beabstandete Verbindungsbereiche an dem Körper befestigt sein.
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Die Verbindung des reversibel verformbaren Verschlussteils mit dem die Durchgangsöffnung aufweisenden Körper ist vorzugsweise als formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung ausgeführt. Beispielsweise kann das Verschlussteil hierzu mit dem zugeordneten Körper verklebt oder verschweißt sein. Alternativ oder ergänzend kann das Verschlussteil in einen an dem Körper ausgebildeten Rahmen oder in eine in dem Körper ausgebildete Nut eingesetzt und somit formschlüssig mit dem Körper verbunden sein. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zur dauerhaft fluiddichten Verbindung des Verschlussteils mit dem Körper eine oder mehrere Nut-Feder-Verbindungen oder dergleichen vorgesehen sind.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass das Verschlussteil derart an dem Körper befestigt ist, dass das Verschlussteil ausschließlich in einem einzelnen Durchgangsbereich außer Kontakt zu dem Dichtungssitz bringbar ist, um einen Durchfluss von Luft bzw. schmutzbeladener Luft zuzulassen. Diese Ausgestaltung schließt eine Aufspaltung des schmutzbeladenen Luftstroms beim Durchtritt durch die Durchgangsöffnung des aus einem Hartmaterial hergestellten Körpers aus und verhindert somit, dass sich Fasermaterialien oder ähnliche Schmutzteilchen in dem Durchgangsbereich verfangen und/oder dass nachteilige Verwirbelungseffekte im Bereich des Dichtungssitzes entstehen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich durch Variation der Geometrie und/oder des Materials ihrer Bestandteile an die erforderlichen Schaltcharakteristiken einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungsfälle anpassen. Ebenso sind unterschiedliche Luftwege realisierbar, so dass die Vorrichtung an diverse Bauraumsituationen adaptiert werden kann. Eine hinsichtlich niedriger Druckverluste günstige Ausgestaltung der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der die verschließbare Durchgangsöffnung aufweisende Körper mindestens eine zweite Durchgangsöffnung aufweist, die relativ zu der verschließbaren Durchgangsöffnung derart angeordnet ist, dass sich beim Durchfluss von Luft, insbesondere schmutzbeladener Luft zwischen der verschließbaren Durchgangsöffnung und der zweiten Durchgangsöffnung ein im Wesentlichen geradliniger Luftweg oder ein um weniger als 10°, vorzugsweise weniger als 5° umgelenkter Luftweg ergibt. Der konkav geformte Dichtungssitz an der ersten Durchgangsöffnung umgibt dabei eine Mittelachse, die sich im Wesentlichen koaxial oder parallel zu einer durch die zweite Durchgangsöffnung verlaufenden bzw. definierten Mittelachse erstreckt.
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Eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der die verschließbare Durchgangsöffnung aufweisende Körper mindestens eine zweite Durchgangsöffnung aufweist, die relativ zu der verschließbaren Durchgangsöffnung derart angeordnet ist, dass sich beim Durchfluss von Luft, insbesondere schmutzbeladener Luft zwischen der verschließbaren Durchgangsöffnung und der zweiten Durchgangsöffnung ein um mindestens 45°, vorzugsweise um mindestens 80° umgelenkter Luftweg ergibt. Mit dieser Ausgestaltung lassen sich insbesondere Anwendungen, bei denen kompakte Bauraumabmessungen vorgegeben sind oder erzielt werden sollen, sehr gut realisieren.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann bei verschiedenen Reinigungsgeräten und Produkten für Staubsauger zur Anwendung kommen. Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere auch ein Reinigungsgerät zum Entfernen von Schmutz von einer zu reinigenden Oberfläche mittels einer Saugluftströmung, wobei das Reinigungsgerät die oben beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist, welche in einer der oben genannten Ausgestaltungen ausgeführt sein kann. Beispielsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dabei als Ventil für einen Nebenluftstrom an einer Saugdüse für einen Staubsauger, an einem Griffrohrteil eines Bodenstaubsaugers oder an einem Saugrohr eines Handstaubsaugers vorgesehen.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Behältnis, insbesondere in Form eines Beutels, zum Abtrennen und/oder Sammeln von Schmutz, der mittels einer Saugluftströmung von einem zu reinigenden Bereich entfernt wird, wobei das Behältnis die oben beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist, welche dabei in einer der oben genannten Ausgestaltungen ausgeführt sein kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
- 1A und 1B ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Darstellung, wobei sich die Vorrichtung in 1A in einem einen Durchfluss von Luft sperrenden Zustand und in 1B in einem den Durchfluss von Luft zulassenden Zustand befindet;
- 2A und 2B ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer perspektivischen Darstellung, wobei sich die Vorrichtung in 2A in einem einen Durchfluss von Luft sperrenden Zustand und in 2B in einem den Durchfluss von Luft zulassenden Zustand befindet;
- 3 einen Handstaubsauger in einer perspektivischen Darstellung, dessen Saugdüse mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, beispielsweise einer Vorrichtung gemäß den 2A und 2B versehen ist;
- 4 einen Bodenstaubsauger in einer perspektivischen Darstellung, dessen den Saugschlauch mit dem Saugrohr verbindendes Griffrohrteil mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, beispielsweise einer Vorrichtung gemäß den 2A und 2B versehen ist;
- 5A und 5B ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Staubfilterbeutel in einem Abschnitt eines Staubsaugergehäuses, in einer Schnittansicht, wobei sich die Vorrichtung in 5A in einem einen Durchfluss von Luft sperrenden Zustand und in 5B in einem den Durchfluss von Luft zulassenden Zustand befindet;
- 6A und 6B ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Schmutzsammelbehältnis in einem Bodenstaubsauger in einer Seitenansicht, wobei sich die Vorrichtung in 6A in einem einen Durchfluss von Luft sperrenden Zustand und in 6B in einem den Durchfluss von Luft zulassenden Zustand befindet; und
- 7A und 7B ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines Schmutzsammelbehältnisses in einer perspektivischen Darstellung, wobei sich die Vorrichtung in 7A in einem einen Durchfluss von Luft sperrenden Zustand und in 7B in einem den Durchfluss von Luft zulassenden Zustand befindet.
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Die in den 1A und 1b gezeigte Vorrichtung 1 dient der Absperrung oder Steuerung des Durchflusses von Luft, insbesondere schmutzbeladener Luft. Die Vorrichtung 1 kann auch als Schmutzluftventil oder Luftstromventil bezeichnet werden.
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Das Ventil bzw. die Vorrichtung 1 hat einen eine verschließbare Durchgangsöffnung 2 aufweisenden Körper 3, der mit einem reversibel verformbaren Verschlussteil 4 versehen ist. Der Körper 3 ist beispielsweise aus einem Hartmaterial, vorzugsweise aus Hartkunststoff hergestellt. Das reversibel verformbare Verschlussteil 4 ist aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, vorzugsweise aus einem Elastomer hergestellt. An der Durchgangsöffnung 2 ist ein konkav geformter Dichtungssitz 5 ausgebildet, an welchem das Verschlussteil 4 im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1 dichtend anliegt. Das Verschlussteil 4 kann auch als Klappe oder Ventilklappe bezeichnet werden.
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Das Verschlussteil 4 ist an zwei gegenüberliegenden Abschnitten 3.1, 3.2, beispielsweise Randabschnitten des Körpers 3 an diesem partiell derart befestigt, dass es in einer ersten Funktionsstellung dichtend an dem Dichtungssitz 5 anliegt. Vorzugsweise wird das Verschlussteil 4 dabei mit Vorspannung an den Dichtungssitz 5 gepresst. Durch Anlegen eines Unterdrucks auf der dem Dichtungssitz 5 abgewandten Seite des Verschlussteils 4 ist dieses derart reversibel verformbar, dass es in einer zweiten Funktionsstellung unter Freigabe zumindest eines Teils der Durchgangsöffnung 2 verformt ist und somit einen Durchfluss von Luft, insbesondere schmutzbeladener Luft zulässt.
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Das reversibel verformbare Verschlussteil 4 hat beispielsweise im Wesentlichen die Form eines Kegelmantelflächensegments und ist über einen im Wesentlichen V-förmigen oder U-förmigen Verbindungsbereich 6 an dem Körper 3 befestigt, vorzugsweise angeklebt oder angeschweißt.
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Die Durchgangsöffnung 2 des Körpers 3 ist durch den konkav geformten Dichtungssitz 5 begrenzt, an dem das Verschlussteil 4 im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1 überlappend anliegt. Aufgrund der gewölbten Form des reversibel verformbaren Verschlussteils 4 und die sich daraus ergebende Struktursteifigkeit, die auch als geometrische Formstabilität bezeichnet werden kann, ist das Verschlussteil 4 in den Dichtungssitz (Ventilsitz) 5 mit ausreichend hoher Kraft vorgespannt, um eine sehr gute oder zumindest einwandfreie Dichtwirkung im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 1 zu gewährleisten.
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Das Öffnen der einen Luftdurchfluss sperrenden Vorrichtung 1 erfolgt vorzugsweise durch Anlegen eines Unterdrucks auf der dem Dichtungssitz 5 abgewandten Seite des elastisch verformbaren Verschlussteils 4. Wegen der Geometrie, nämlich der Wölbung des Verschlussteils 4 beult dieses beim Öffnungsvorgang ein. Dabei stellt das Verschlussteil 4 dem angesaugten Luftstrom mit zunehmender Öffnungsweite eine kleiner werdende Kraft entgegen. Dadurch ergeben sich niedrige Druckverluste im geöffneten Zustand.
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1A und 1B zeigen, dass das reversibel bzw. elastisch verformbare Verschlussteil 4 an dem Körper 3 derart befestigt ist, dass das Verschlussteil 4 ausschließlich in einem einzelnen Durchgangsbereich (Öffnungsbereich) 7 außer Kontakt zu dem Dichtungssitz 5 bringbar ist, um einen Durchfluss von schmutzbeladener Luft zuzulassen.
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Der beispielsweise aus Hartkunststoff hergestellte Körper 3 weist an der mit dem Verschlussteil 4 versehenen Durchgangsöffnung 2 einen bogenförmigen Wandabschnitt 3.3 auf, an dem innenseitig der konkav geformte Dichtungssitz 5 ausgebildet ist. An den bogenförmigen Wandabschnitt 3.3 schließt sich ein stegförmiger Wandabschnitt 3.4 an, der den im Wesentlichen V-förmigen oder U-förmigen Verbindungsbereich 6 aufweist, an welchem das reversibel verformbare Verschlussteil 4 an dem Körper 3 befestigt ist. Ferner schließt sich an den stegförmigen Wandabschnitt 3.2 und den bogenförmigen Wandabschnitt 3.3 ein geschlossener Wand- oder Bodenabschnitt 3.5 an, der zusammen mit den Wandabschnitten 3.3, 3.4 und dem Verschlussteil 4 einen Hohlraum begrenzt. Der Hohlraum ist zudem durch einen Wandabschnitt 3.6 begrenzt, der einteilig oder stoffschlüssig mit dem bogenförmigen Wandabschnitt 3.3 und dem geschlossenen Wand- oder Bodenabschnitt 3.5,verbunden ist und eine zweite Durchgangsöffnung 8 aufweist.
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Die zweite Durchgangsöffnung 8 ist relativ zu der verschließbaren Durchgangsöffnung 2 derart angeordnet, dass sich beim Durchfluss von Luft, insbesondere schmutzbeladener Luft zwischen der Durchgangsöffnung 2 und der zweiten Durchgangsöffnung 8 ein im Wesentlichen geradliniger Luftweg oder ein um weniger als 10°, vorzugsweise weniger als 5° umgelenkter Luftweg ergibt. Der Luftweg bzw. Verlauf der Saugströmung ist in 1B durch den Pfeil 9 angedeutet. Die zweite Durchgangsöffnung 8 kann beispielsweise im Wesentlichen kreisrund, insbesondere als Bohrung ausgebildet sein. Der konkav geformte Dichtungssitz 5 an der ersten Durchgangsöffnung 2 umgibt eine Mittelachse, die sich im Wesentlichen parallel zu einer durch die zweite Durchgangsöffnung 8 verlaufenden bzw. definierten Mittelachse erstreckt.
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Das in 2A und 2B dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung unterscheidet sich von dem in 1A und 1B gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die zweite Durchgangsöffnung 8 nicht in dem mit dem geschlossenen Wand- oder Bodenabschnitt 3.5 verbundenen Wandabschnitt 3.6, sondern in dem geschlossenen Wand-oder Bodenabschnitt 3.5 ausgebildet ist. Die zweite Durchgangsöffnung 8 ist dabei im Verhältnis zu der verschließbaren Durchgangsöffnung 2 derart angeordnet, dass sich beim Durchfluss von Luft, insbesondere schmutzbeladener Luft zwischen der Durchgangsöffnung 2 und der zweiten Durchgangsöffnung 8 ein um mindestens 45°, beispielsweise um mindestens 80° umgelenkter Luftweg ergibt. Die zweite Durchgangsöffnung 8 befindet sich vorzugsweise unterhalb des bogenförmigen Wandabschnitts 3.3 des Körpers 3.
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3 zeigt einen stielgeführten Handstaubsauger 10, der mit einer als Vorsatzgerät ausgeführten Saugdüse 11 ausgerüstet ist. Die Saugdüse 11 ist vorzugsweise mit Laufrollen 12 versehen und über ein in ihrem Chassis gelenkig gelagertes Anschlussstück bzw. einen Anschlussstutzen 13 mit einem Saugrohr 14 verbunden bzw. verbindbar. Das Saugrohr 14 ist an einem im Wesentlichen aufrecht angeordneten Grundgehäuse 15 ausbildet. Das Grundgehäuse 15 umfasst eine Schmutzsammelkammer, in der vorzugsweise ein Staubfilterbeutel aufgenommen ist, und ein der Schmutzsammelkammer in Saugströmungsrichtung nachfolgendes Sauggebläse. Die Handhabungsstange 16 des Staubsaugers 10 ist vorzugsweise höhen- bzw. längenstellbar in dem Grundgehäuse 15 gelagert. Am oberen Ende der Handhabungsstange 16 weist diese einen Handgriff 17 auf, der mit einem Ein-AusSchalter 18 und einem Stromversorgungskabel 19 versehen ist.
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Die Saugdüse 11 weist vorzugsweise einen motorisch angetriebenen Bürstenkörper (nicht gezeigt) auf, der in einem sich an den Saugmund anschließenden Saugraum angeordnet ist. In den Saugraum (nicht gezeigt) mündet ein Saugkanal, der sich bis in einen Anschlussstutzen 13 des Anschlussstücks erstreckt. Es versteht sich, dass die Saugdüse 11 nicht nur mit einem Handstaubsauger 10, sondern auch mit einem Bodenstaubsauger (vgl. 4) kombiniert werden kann.
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Die Saugdüse 11 ist mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, beispielsweise einer Vorrichtung gemäß 2A und 2B versehen. Die Vorrichtung 1 dient dabei als Nebenluftventil, welches ein Festsaugen der Saugdüse 11 an einer zu reinigenden Oberfläche verhindert. Die Vorrichtung 1 ist beispielsweise an einem Gehäuseabschnitt der Saugdüse 11 angeordnet, der den mit dem Bürstenkörper versehenen Saugraum begrenzt. Die zweite Durchgangsöffnung 8 der Vorrichtung 1 kann dabei unmittelbar in den Saugraum oder in einen an dem Saugraum angeschlossenen Abzweigkanal münden. Alternativ kann die Vorrichtung 1 auch so angeordnet sein, dass deren zweite Durchgangsöffnung 8 unmittelbar in den Saugkanal, der sich vom Saugraum zum Anschlussstutzen 13 erstreckt, mündet, oder in einen an dem Saugkanal angeschlossenen Abzweigkanal mündet.
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In 4 ist ein Bodenstaubsauger 20 skizziert, dessen ein Sauggebläse und eine Schmutzsammelkammer (nicht gezeigt) enthaltendes Grundgehäuse 21 mit Laufrollen 22 versehen ist. Wie an sich bekannt, umfasst der Bodenstaubsauger 20 eine Saugdüse 11 mit einem gelenkig gelagerten Anschlussstutzen 13.
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Die mit dem Bodenstaubsauger 20 kombinierte Saugdüse 11 kann ähnlich der in 3 gezeigten Saugdüse 11 ausgebildet sein. Die Saugdüse 11 ist über ein Saugrohr 14 und einen flexiblen Saugschlauch 24 an der Schmutzsammelkammer und dem Sauggebläse (nicht gezeigt) angeschlossen. Der Saugschlauch 24 ist mit einem bogenförmigen Rohrstück 25 versehen, das mit dem Saugrohr 14 lösbar verbunden ist und als Handgriff zur manuellen Führung des Saugrohres 14 und der daran angeschlossenen Saugdüse 11 dient. Das bogenförmige Rohrstück 25 ist mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, beispielsweise einer Vorrichtung 1 gemäß 2A und 2B versehen. Die Vorrichtung 1 dient dabei wiederum als Nebenluftventil, welches ein Festsaugen der Saugdüse 11 an einer zu reinigenden Bodenfläche 30 verhindert. Alternativ zu dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 auch an dem Saugrohr 14 angeordnet werden.
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5A und 5b zeigen einen Teilbereich einer Schmutzsammelkammer 32 eines Staubsaugers, beispielsweise eines Staubsaugers 10 gemäß 3, mit einem darin angeordneten Staubfilterbeutel 34 in einer Schnittansicht. Der Staubfilterbeutel 34 weist einen sockelartigen Haltekörper 3' mit einem daran befestigten Staubbeutel 36 auf. In dem Haltekörper 3', der beispielsweise aus einem Hartmaterial, vorzugsweise Hartkunststoff hergestellt ist, ist eine Durchgangsöffnung (Eintragsöffnung) 2 ausgebildet, welche durch einen bogenförmigen Wandabschnitt 3.3 mit einem konkav geformten Dichtungssitz 5 begrenzt ist. Die Durchgangsöffnung 2 ist zumindest teilweise von einem in das Innere des Staubbeutels 36 ragenden Kragen 3.8 umgeben. Des Weiteren ist an dem Haltekörper 3' ein reversibel verformbares Verschlussteil 4 angeordnet, das in seiner in 5A gezeigten Schließstellung bzw. ersten Funktionsstellung an dem Dichtungssitz 5 anliegt. Das Verschlussteil 4 ist hierzu an gegenüberliegenden Abschnitten des Körpers 3' derart an diesem partiell befestigt, dass es mit Vorspannung dichtend an den Dichtungssitz 5 gepresst ist. Vorzugsweise ist das Verschlussteil 4 über mindestens zwei voneinander beabstandete und somit getrennte Verbindungsbereiche 3.1, 3.2 an dem Körper 3' befestigt. Durch Anlegen eines Unterdrucks auf der dem Dichtungssitz 5 abgewandten Seite des Verschlussteils 4 mittels des Sauggebläses des Staubsaugers wird das Verschlussteil 4 derart elastisch verformt, dass es an der Durchgangsöffnung 2 einen Durchfluss von Luft, insbesondere von schmutzbeladener Luft zulässt. In einer solchen zweiten Funktionsstellung des Verschlussteils 4 kann ein schmutzbeladener Luftstrom durch die Durchgangsöffnung 2 in den Staubbeutel 36 einströmen. Dieser Zustand bzw. ein solcher Luftstrom ist in 5B durch den Pfeil 9 angedeutet. Wird das Sauggebläse des Staubsaugers abgeschaltet, so bewegt oder stellt sich das reversibel verformte Verschlussteil aus der Öffnungsstellung bzw. zweiten Funktionsstellung automatisch zurück in die in 5A gezeigte Schließstellung.
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In 6A und 6B ist ein Grundgehäuse 21 eines Bodenstaubsaugers 20 skizziert. Das Gehäuse 21 umfasst einen Schmutzraum 26 und einen Gebläseraum 28. In den Schmutzraum 26 ist ein Schmutzsammelbehältnis (Behälter) 35 herausnehmbar eingesetzt. Mit 21.1 ist eine Klappe des Grundgehäuses 21 bezeichnet, über die der Schmutzraum 26 bzw. das Schmutzsammelbehältnis 35 zugänglich ist. Im Gebläseraum 28 ist ein Sauggebläse 29 montiert, welches mit dem Schmutzraum 26 über eine in einer zwischen dem Schmutzraum 26 und dem Gebläseraum 28 angeordneten Trennwand 40 vorgesehene Durchlassöffnung 41 in Strömungsverbindung steht. Zwischen der Durchlassöffnung 41 und dem Schmutzsammelbehältnis 35 ist ein Filter 50 angeordnet, der dazu dient, angesaugten Schmutz und Staub von dem Sauggebläse 29 weitestgehend fernzuhalten. Des Weiteren ist in dem Staubsaugergrundgehäuse 21 ein Einlasskanal (Saugkanal) 42 angeordnet, an dem an der Innenseite des Schmutzraums 26 das Schmutzsammelbehältnis 35 mit seiner Einlassöffnung (Durchgangsöffnung 2) angekoppelt ist. Das Schmutzsammelbehältnis 27 bzw. dessen Einlassöffnung ist mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 versehen, die ähnlich wie im Ausführungsbeispiel gemäß 5A und 5B ausgeführt sein kann oder ist und nachfolgend unter Bezugnahme auf 7A und 7B näher erläutert wird..
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7A und 7B zeigen ein Schmutzsammelbehältnis 35, das beispielsweise im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist. Eine Stirnwand 35.1 des Behältnisses 35, die in 7A und 7B in Unteransicht gezeigt ist, ist gewölbt ausgebildet und weist eine Durchgangsöffnung 2 (Einlassöffnung) auf. Die Durchgangsöffnung 2 begrenzt einen konkav geformten Dichtungssitz, der sich auf der Innenseite der Stirnwand 35.1 befindet. An der gegenüberliegenden Seite des Behältnisses 35 weist dieses eine zweite Stirnwand 35.2 auf, die mit einer zweiten Durchgangsöffnung 8 als Auslassöffnung versehen ist. Die zweite Stirnwand 35.2 kann beispielsweise im Wesentlichen scheibenförmig ausgebildet sein.
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Die gewölbt ausgebildete Stirnwand 35.1 ist beispielsweise aus einem Hartmaterial, vorzugsweise aus Hartkunststoff hergestellt. Sie kann auch als Körper 3' bezeichnet werden. Die zweite Stirnwand 35.2 ist vorzugsweise aus dem gleichen Material hergestellt wie die Stirnwand 35.1. An der Durchgangsöffnung 2 bzw. dem konkav geformten Dichtungssitz ist ein band- oder streifenförmig ausgebildetes Verschlussteil 4 angebracht, das aus einem reversibel verformbaren Werkstoff, vorzugsweise aus einem Elastomer hergestellt ist. Das Verschlussteil 4 ist an zwei gegenüberliegenden Abschnitten der Stirnwand 35.1 bzw. des Körpers 3' derart befestigt, dass es mit Vorspannung dichtend an den Dichtungssitz gepresst wird. Dieser Zustand, in welchem das Verschlussteil 4 kraftschlüssig an dem Dichtungssitz anliegt, ist in 7A dargestellt. Insbesondere ist in 7A zu erkennen, dass das Verschlussteil 4 über zwei voneinander beabstandete und somit getrennte Verbindungsbereiche 3.1, 3.2 an dem Körper 3' befestigt ist. Durch Anlegen eines Unterdrucks auf der dem Dichtungssitz abgewandten Seite des Verschlussteils 4, was mittels eines Sauggebläses 29 bewirkt wird, wird das Verschlussteil 4 derart reversibel verformt, dass es an der Durchgangsöffnung 2, wie in 7B gezeigt, einen Durchfluss von Luft, insbesondere schmutzbeladener Luft zulässt. Aufgrund seiner Geometrie beult das elastische Verschlussteil 4 beim Öffnungsvorgang ein stellt dem Luftstrom mit zunehmender Öffnungsweite eine kleiner werdende Kraft entgegen.
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Aufgrund der Befestigung des Verschlussteils 4 über zwei voneinander getrennte Verbindungsbereiche 3.1, 3.2 an dem Körper (Stirnwand 35.1) ergeben sich beim Öffnungsvorgang zwei Einlassbereiche an der Durchgangsöffnung 2 (Einlassöffnung), die durch das band- oder streifenförmige Verschlussteil 4 voneinander getrennt sind. Dies ist in 7B durch zwei Pfeile 9.1, 9.2 angedeutet.
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Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind weitere Varianten denkbar, die auch bei einer von den gezeigten Beispielen abweichenden Ausgestaltung von der in den beiliegenden Ansprüchen beanspruchten Erfindung Gebrauch machen.
