DE19807664C2 - Schwimmerventil für ein Sauggerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schwimmerventil für ein Sauggerät mit einem eine Ansaugöffnung aufweisenden Sammelbehälter, dessen Innenraum über eine Saugöffnung an der Oberseite des Sammelbehälters mit einem einen vom Sammelbehälter zum Saugaggregat gerichteten Saug­ strom erzeugenden Saugaggregat in Verbindung steht, und mit einem Schwimmerkörper, der unterhalb der Saugöff­ nung in einer Führung senkrecht verschiebbar gelagert ist zwischen einer unteren, die Saugöffnung freigeben­ den Freigabestellung und einer oberen, diese mit seiner als Dichtfläche ausgebildeten Oberseite verschließenden Schließstellung, wobei der Schwimmerkörper seitlich von seiner Außenfläche abstehende, quer zur Verschieberich­ tung des Schwimmerkörpers orientierte Angriffsflächen für den aus dem Sammelbehälter zur Saugöffnung gerich­ teten Saugstrom aufweist.

Ein Schwimmerventil ist beispielsweise aus der DE 34 19 953 A1 bekannt. Dabei ist das Schwimmerventil als nach unten offener Becher ausgebildet, der an seiner Außenseite glatt und kantenfrei geformt ist, allein durch die Ausbildung eines Unterdruckes im Bereich der Saugöffnung wird dieser Schwimmerkörper abdichtend ge­ gen die Saugöffnung gezogen, sobald er durch den stei­ genden Flüssigkeitsstand im Sammelbehälter aus seiner Freigabestellung angehoben und in unmittelbare Nähe der Saugöffnung verschoben wird.

Da die Schließkräfte ausschließlich auf dem Unterdruck beruhen, der sich im Saugöffnungsbereich ausbildet, ist der Schaltzeitpunkt bei einer solchen Anordnung unsi­ cher.

Aus der US 2,666,498 ist ein Sauggerät mit einem Schwimmerventil bekannt, bei dem der Schwimmerkörper seitlich von seiner Außenfläche abstehende, quer zur Verschieberichtung des Schwimmerkörpers orientierte An­ griffsflächen für den aus dem Sammelbehälter zur Saug­ öffnung gerichteten Saugstrom aufweist. Zur Verschie­ bung des Schwimmerkörpers wird also nicht allein der sich vor der Saugöffnung ausbildende Unterdruck ausge­ nutzt, sondern durch das Vorsehen von seitlichen An­ griffsflächen für den Saugstrom wird die kinetische Energie dieses Saugstromes unmittelbar verwendet, um den Schwimmerkörper gegen die Saugöffnung zu verschie­ ben. Der Saugstrom prallt gegen diese Angriffsflächen und überträgt dabei einen Teil der Bewegungsenergie der Luftpartikel auf den Schwimmerkörper, so daß zusätzlich zu der reinen Saugwirkung im Saugöffnungsbereich noch eine weitere Verschiebekraft für den Schwimmerkörper wirksam wird.

Ausgehend von diesem bekannten Schwimmerventil liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Schaltwirkung des Schwimmerkörpers zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einem Schwimmerventil der ein­ gangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Angriffsflächen in der Freigabestellung des Schwimmerkörpers durch eine Abdeckung derart abgedeckt sind, daß der Saugstrom nicht gegen die Angriffsflächen gerichtet ist.

Durch die Abdeckung werden die Angriffsflächen in der Freigabestellung vollständig verdeckt, so daß der Saug­ strom diese Angriffsflächen nicht beaufschlagen kann. Erst wenn der Schwimmerkörper durch die Flüssigkeits­ füllung des Sammelbehälters aufschwimmt, entfernen sich die Angriffsflächen von der Abdeckung und können dann vom Saugstrom beaufschlagt werden, der dadurch sehr wirksam den Schwimmerkörper gegen die Saugöffnung ver­ schiebt. Es wird dadurch eine genau definierte Schalt­ stellung für den Schwimmerkörper erzeugt, solange die Angriffsfläche abgedeckt ist, verschiebt der Saugstrom den Schwimmerkörper nicht, jedoch bereits bei geringer Verschiebung aus der Freigabestellung durch die Flüs­ sigkeitsfüllung des Sammelbehälters wird der Saugstrom plötzlich wirksam, da er auf die Angriffsflächen auf­ treffen kann. Dadurch erfolgt schlagartig ein Ver­ schließen der Saugöffnung bei einer ganz genau defi­ nierten Flüssigkeitsfüllung des Sammelbehälters.

Es ist günstig, wenn die Dichtfläche ballig ausgebildet ist.

An die Dichtfläche kann sich eine zylindrische Mantel­ fläche anschließen.

Weiterhin hat sich als Vorteil herausgestellt, wenn der Schwimmerkörper an seiner Unterseite offen ist, dadurch wird sein Gewicht reduziert, die Luftfüllung wird beim Aufschwimmen des Schwimmerkörpers in diesem einge­ schlossen und trägt zum Auftrieb bei.

Die Angriffsfläche kann durch beliebig gestaltete, nach außen vom Schwimmerkörper abstehende Flächen gebildet werden, die vom Luftstrom beaufschlagt werden, bei ei­ ner bevorzugten Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, daß die Angriffsfläche durch eine Umfangsstufe des Schwimmerkörpers gebildet wird, an der sich der Durch­ messer des Schwimmerkörpers zur Saugöffnung hin ver­ größert.

Diese Stufe befindet sich vorzugsweise am oberen Ende des Schwimmerkörpers, insbesondere am Übergang der Dichtfläche des Schwimmerkörpers in eine Mantelfläche des Schwimmerkörpers. In diesem Bereich kann sich bei­ spielsweise die Mantelfläche nach Art eines Pilzhutes über den zylindrischen Schaft des Schwimmerkörpers er­ strecken, so daß die Unterseite dieses Pilzhutes die Angriffsfläche ausbildet.

Die Abdeckung kann beispielsweise den Schwimmerkörper ringförmig umgeben.

Besonders günstig ist eine Ausgestaltung, bei der vor­ gesehen ist, daß die Abdeckung Teil einer den Schwim­ merkörper in der Freigabestellung bis an dessen unteres Ende umgebenden Wand ist.

Insbesondere kann der Schwimmerkörper mit seiner An­ griffsfläche, insbesondere einer ringstufenförmigen An­ griffsfläche, auf dem oberen Rand dieser Wand aufsit­ zen.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist die Wand an ihrem unteren Ende mit einem Boden verbunden und bildet mit diesem zusammen ein oben offenes, topfförmiges, den Schwimmerkörper in der Freigabestel­ lung aufnehmendes Gehäuse, in dessen Bodenbereich Durchbrüche für den Eintritt von Flüssigkeit angeordnet sind.

Dabei ist vorgesehen, daß der Schwimmerkörper in der Freigabestellung mit seinem unteren Ende in geringem Abstand oberhalb des Bodens endet, so daß in das topf­ förmige Gehäuse über die Durchbrüche eintretende Flüs­ sigkeit in den Zwischenraum zwischen Schwimmerkörper und Boden des topfförmigen Gehäuses eintreten kann und schließlich bei weiterer Füllung des Gehäuses ein Auf­ schwimmen des Schwimmerkörpers hervorruft.

Es ist dann weiterhin vorteilhaft, wenn zwischen der Wand und dem Schwimmerkörper vom Bodenbereich des Ge­ häuses zu dessen oberem, offenem Ende hin führende Strömungspfade angeordnet sind. Durch die Durchbrüche im Boden des topfförmigen Gehäuses, durch die bei einer Flüssigkeitsfüllung die Flüssigkeit in das Innere des topfförmigen Gehäuses eintreten soll, gelangt natürlich auch ein Teil des Saugstromes in das Innere des topf­ förmigen Gehäuses, solange die Flüssigkeit im Sammel­ behälter die Durchbrüche noch nicht erreicht. Durch die Strömungspfade wird sichergestellt, daß der Saugstrom am Schwimmerkörper vorbei wieder aus dem topfförmigen Gehäuse herausgeführt wird, ohne den Schwimmerkörper aus der Freigabestellung anzuheben, dies gelingt nur der in das topfförmige Gehäuse eintretenden Flüssig­ keit.

Die Strömungspfade beginnen vorzugsweise im Bodenbe­ reich unmittelbar bei den Durchbrüchen, so daß der Strömungswiderstand längs dieses Strömungspfades so ge­ ring wie möglich gehalten wird.

Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Strömungs­ pfade durch Längsnuten in der Mantelfläche des Schwim­ merkörpers gebildet werden.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn in diese Längsnuten mit Spiel leistenförmige Führungselemente eintauchen, die dann gleichzeitig die Führungsfunktion übernehmen, wo­ bei durch das Spiel sichergestellt ist, daß die Strö­ mungspfade einen genügend großen Querschnitt für den Durchtritt des Saugstromes aufweisen.

Günstig ist es, wenn sich die Führungselemente nach oben über den Rand des topfförmigen Gehäuses hinaus er­ strecken, so daß die Führung des Schwimmerkörpers bis in die Schließstellung gewährleistet ist.

Günstig ist es auch, wenn der Schwimmerkörper im Ab­ stand von einem Käfig umgeben ist, der an seinem Umfang Durchtrittsöffnungen für den Saugstrom aufweist, die diesen seitlich an dem Schwimmerkörper entlang lenken. Diese Durchtrittsöffnungen im Käfig verteilen den Saug­ strom auf allen Seiten des Schwimmerkörpers gleichmäßig und führen dazu, daß die angesaugte Luft von außen nach innen in Richtung auf die Saugöffnung geführt wird.

Dabei kann vorgesehen sein, daß an dem Käfig die Füh­ rungen für den Schwimmerkörper und gegebenenfalls die Abdeckung und das topfförmige Gehäuse gehalten sind.

Außerdem kann auf den Käfig außenseitig ein die Durch­ trittsöffnungen verschließendes Filter aufgesetzt sein.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungs­ formen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Im zentralen Bereich der Saugöffnung 5 ist die Trenn­ wand 4 unter Ausbildung eines topfförmigen Gehäuses 8 in den Innenraum 7 des Sammelbehälters 2 hineingeführt, in der Seitenwand 9 dieses topfförmigen Gehäuses 8 sind über den Umfang verteilte, sich über die gesamte Höhe erstreckende, schlitzförmige Durchtrittsöffnungen 10 angeordnet, die den Eintritt des Saugstromes in den In­ nenraum des topfförmigen Gehäuses 8 ermöglichen.

Auf die Außenseite des topfförmigen Gehäuses 8 ist eine zylindrische Filterpatrone 11 aufgeschoben, die durch ein lösbares Befestigungselement 12 am Boden 13 des topfförmigen Gehäuses 8 gehalten wird und durch Lösen des Befestigungselementes 12 abgenommen und ausgewech­ selt werden kann. Die Filterpatrone 11 umgibt das topf­ förmige Gehäuse 8 an der Außenseite abgedichtet, so daß der Saugstrom nur durch die aktive Filterfläche der Filterpatrone 11 in das Innere des topfförmigen Gehäu­ ses 8 und damit zur Saugöffnung 5 gelangen kann.

Im Inneren des topfförmigen Gehäuses 8 ist im wesentli­ chen konzentrisch zu dessen Seitenwand 9 verlaufend ei­ ne zylindrische Wand 14 angeordnet, die ihrerseits mit dem Boden 13 des Gehäuses 8 ein ebenfalls topfförmiges Gehäuse 15 ausbildet, das sich etwa über die halbe Höhe des Gehäuses 8 erstreckt. Im Bereich des Bodens 13 sind in dieser Wand 14 Durchbrüche 16 angeordnet, ferner können sich in diesem Bereich auch im Boden 13 Durch­ brechungen befinden, die in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind.

Fig. 1: eine schematische Seitenansicht eines Sauggerätes mit Sammelbehälter, Saug­ aggregat und Schwimmerventil;

Fig. 2: eine vergrößerte Schnittansicht des Schwimmerventils mit dem Schwimmerkör­ per in Freigabestellung mit einem Schnitt längs Linie 2-2 in Fig. 3;

Fig. 3: eine Schnittansicht längs Linie 3-3 in Fig. 2 und

Fig. 4: eine Ansicht ähnlich Fig. 2 mit dem Schwimmerkörper in Schließstellung.

Das in der Zeichnung dargestellte Sauggerät 1 umfaßt einen wannenförmigen Sammelbehälter 2, in den ein Saug­ anschluß 3 einmündet, an dem beispielsweise ein in der Zeichnung nicht dargestellter Saugschlauch angeschlos­ sen werden kann.

Der Sammelbehälter 2 ist an seiner Oberseite durch eine Trennwand 4 abgeschlossen, die auf ihrer Oberseite ein Saugaggregat 6 trägt, dessen Saugseite über eine Saug­ öffnung 5 in der Trennwand 4 mit dem Innenraum 7 des Sammelbehälters 2 in Verbindung steht. Vom Saugaggregat 6 kann angesaugte Luft in aus der Zeichnung nicht näher ersichtlicher Weise in die Umgebung abgegeben werden, so daß durch das Saugaggregat 6 ein vom Sauganschluß 3 durch den Innenraum 7 des Sammelbehälters 2 in die Um­ gebung führender Saugstrom erzeugt wird.

Durch diese Durchbrüche 16 und Durchbrechungen wird ei­ ne Verbindung vom Innenraum 7 des Sammelbehälters 2 zum Innenraum des topfförmigen Gehäuses 15 geschaffen.

Im Bereich der Durchbrüche 16 ragen senkrechte Füh­ rungsleisten 17 radial nach innen in das topfförmige Gehäuse 15 hinein, die sich über den oberen Rand der Wand 14 nach oben bis fast an die Saugöffnung 5 hin er­ strecken. Diese Führungsleisten 17 sind nach außen bis zur Seitenwand 9 des topfförmigen Gehäuses 8 verlängert und bilden eine Verbindung zwischen der Seitenwand 9 und der Wand 14 aus. Im Bereich der Durchbrüche 16 sind auch in diese Führungsleisten 17 Durchbrüche 19 einge­ arbeitet, so daß in diesem Bereich der Eintritt der Flüssigkeit nicht behindert ist.

In das topfförmige Gehäuse 15 ist ein Schwimmerkörper 20 eingesetzt, der eine zylindrische Mantelfläche 21 und eine ballig nach außen geformte Oberseite 22 auf­ weist. Der Außendurchmesser der Mantelfläche 21 ent­ spricht dem Innendurchmesser der Wand 14, die ballige Oberseite 22 steht in radialer Richtung über die Man­ telfläche 21 geringfügig hervor und bildet in diesem Übergangsbereich eine Stufe 23 mit einer ringförmigen, horizontalen Angriffsfläche 24 aus. Diese Angriffsflä­ che 24 ruht auf dem oberen Rand 18 der Wand 14 und legt dadurch den Schwimmerkörper 20 in dem topfförmigen Ge­ häuse 15 in einer Lage fest, in der der untere Rand 25 des an der Unterseite offenen Schwimmerkörpers 20 in geringem Abstand oberhalb des Bodens 13 endet, diese Stellung des Schwimmerkörpers in dem topfförmigen Ge­ häuse 15 wird als Freigabestellung bezeichnet (Fig. 2).

In dieser Freigabestellung wird die durch die Stufe 23 ausgebildete Angriffsfläche 24 durch die Wand 14 außen­ seitig abgedeckt, so daß ein durch die Durchtrittsöff­ nungen 10 in das Gehäuse 8 eintretender Saugstrom aus­ senseitig am Schwimmerkörper 20 vorbeigeführt wird, oh­ ne diesen aus der Freigabestellung anzuheben.

In der Mantelfläche 21 des Schwimmerkörpers 20 sind durchgehende Längsnuten 26 vorgesehen, in die die Füh­ rungsleisten 17 mit Spiel eintreten. Dadurch wird eine Längsführung des Schwimmerkörpers 20 erreicht, trotzdem bleibt in den Längsnuten 26 durch das Spiel der Füh­ rungsleisten 17 ein genügend großer Querschnitt erhal­ ten, der einen Strömungspfad ausbildet, längs dessen durch die Durchbrüche 16 und 19 in das Gehäuse 15 ein­ tretende Teile des Saugstromes nach oben aus dem Gehäu­ se 15 herausgeführt werden können, ohne dabei den Schwimmerkörper 20 aus der Freigabestellung anzuheben.

Wenn in dem Sammelbehälter 2 Flüssigkeit gesammelt wird, steigt die Flüssigkeitsmenge schließlich so weit an, daß Flüssigkeit durch die Durchbrüche 16 und 19 in das topfförmige Gehäuse 15 eintreten kann. Die Flüssig­ keit gelangt dann in den Zwischenraum zwischen Schwim­ merkörper 20 und Boden 13, so daß bei entsprechender Füllung des topfförmigen Gehäuses 15 mit Flüssigkeit der Schwimmerkörper 20 aufschwimmt, die Luftfüllung des unten offenen Schwimmerkörpers 20 wird durch die Flüs­ sigkeit eingeschlossen.

Sobald der Schwimmerkörper 20 aufschwimmt, hebt sich die Angriffsfläche 24 vom oberen Rand 18 der Wand 14 ab, so daß diese Angriffsfläche 24 dem Saugstrom ausge­ setzt wird, der durch die Durchtrittsöffnungen 10 in radialer Richtung in das topfförmige Gehäuse 8 eintritt und dort nach oben in Richtung auf die Saugöffnung 5 umgelenkt wird. Der auf die Angriffsfläche 24 aufpral­ lende Saugstrom verschiebt den Schwimmerkörper 20 gegen die Saugöffnung 5, die durch Anlage der balligen Ober­ seite 22 an der Saugöffnung 5 schließlich verschlossen wird. Dabei wirkt die Angriffsfläche 24 als Prall- oder Staufläche oder als Abrißkante, in jedem Fall wird ein Teil der in dem Saugstrom mitgeführten kinetischen Energie verwendet, um den Schwimmerkörper 20 in die die Saugöffnung 5 verschließende Schließstellung zu ver­ schieben, in der der Schwimmerkörper dann durch die an der Saugöffnung 5 anstehende Druckdifferenz gehalten bleibt, bis das Saugaggregat 6 abgeschaltet wird.

Nach dem Abschalten des Saugaggregates fällt der Schwimmerkörper 20 wieder in die Freigabestellung zu­ rück, wobei die Angriffsfläche 24 durch die als Abdec­ kung wirkende Wand 14 gegenüber dem Saugstrom wieder unwirksam gemacht wird.

Es ist günstig, wenn die beschriebenen Teile aus Kunst­ stoff gefertigt werden, insbesondere können die Trenn­ wand 4, das Gehäuse 8, das Gehäuse 15 und die Führungs­ leisten 17 einstückig ausgebildet werden.

Claims (18)

1. Schwimmerventil für ein Sauggerät mit einem eine Ansaugöffnung aufweisenden Sammelbehälter, dessen Innenraum über eine Saugöffnung an der Oberseite des Sammelbehälters mit einem einen vom Sammelbe­ hälter zum Saugaggregat gerichteten Saugstrom er­ zeugenden Saugaggregat in Verbindung steht, und mit einem Schwimmerkörper, der unterhalb der Saugöffnung in einer Führung senkrecht verschieb­ bar gelagert ist zwischen einer unteren, die Saugöffnung freigebenden Freigabestellung und ei­ ner oberen, diese mit seiner als Dichtfläche aus­ gebildeten Oberseite verschließenden Schließstel­ lung, wobei der Schwimmerkörper seitlich von sei­ ner Außenfläche abstehende, quer zur Verschiebe­ richtung des Schwimmerkörpers orientierte An­ griffsflächen für den aus dem Sammelbehälter zur Saugöffnung gerichteten Saugstrom aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Angriffsflächen (24) in der Freigabestellung des Schwimmerkörpers (20) durch eine Abdeckung (14) derart abgedeckt sind, daß der Saugstrom nicht gegen die Angriffs­ flächen (24) gerichtet ist.

2. Schwimmerventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtfläche (22) ballig ausge­ bildet ist.

3. Schwimmerventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Dichtfläche (22) eine zylindrische Mantelfläche (21) anschließt.

4. Schwimmerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmerkörper (20) an seiner Unterseite offen ist.

5. Schwimmerventil nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ griffsfläche (24) durch eine Umfangsstufe (23) des Schwimmerkörpers (20) gebildet wird, an der sich der Durchmesser des Schwimmerkörpers (20) zur Saugöffnung (5) hin vergrößert.

6. Schwimmerventil nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Umfangsstufe (23) am Übergang der Dichtfläche (22) des Schwimmerkörpers (20) in eine Mantelfläche (21) des Schwimmerkörpers (20) angeordnet ist.

7. Schwimmerventil nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdec­ kung (14) den Schwimmerkörper (20) ringförmig um­ gibt.

8. Schwimmerventil nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abdeckung Teil einer den Schwimmerkörper (20) in der Freigabestellung bis an dessen unteres Ende (25) umgebenden Wand (14) ist.

9. Schwimmerventil nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wand (14) an ihrem unteren Ende mit einem Boden (13) verbunden ist und mit diesem zusammen ein oben offenes, topfförmiges, den Schwimmerkörper (20) in der Freigabestellung auf­ nehmendes Gehäuse (15) bildet, in dessen Bodenbe­ reich Durchbrüche (16) für den Eintritt von Flüs­ sigkeit angeordnet sind.

10. Schwimmerventil nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwimmerkörper (20) in der Freigabestellung mit seinem unteren Ende (25) in geringem Abstand oberhalb des Bodens (13) endet.

11. Schwimmerventil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Wand (14) und dem Schwimmerkörper (20) vom Bodenbereich des Ge­ häuses (15) zu dessen oberem offenem Ende hin führende Strömungspfade (26) angeordnet sind.

12. Schwimmerventil nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Strömungspfade (26) im Bodenbe­ reich unmittelbar bei den Durchbrüchen (16) be­ ginnen.

13. Schwimmerventil nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungspfade durch Längsnuten (26) in der Mantelfläche (21) des Schwimmerkörpers (20) gebildet werden.

14. Schwimmerventil nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Längsnuten (26) mit Spiel leistenförmige Führungselemente (17) eintauchen.

15. Schwimmerventil nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich die Führungselemente (17) nach oben über den Rand (18) des topfförmigen Gehäuses (15) hinaus erstrecken.

16. Schwimmerventil nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwim­ merkörper (20) im Abstand von einem Käfig (8) um­ geben ist, der an seinem Umfang Durchtrittsöff­ nungen (10) für den Saugstrom aufweist, die die­ sen seitlich an dem Schwimmerkörper (20) entlang lenken.

17. Schwimmerventil nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Käfig (8) die Führungen (17) für den Schwimmerkörper (20) und gegebenenfalls die Abdeckung (14) und das topfförmige Gehäuse (15) gehalten sind.

18. Schwimmerventil nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Käfig (8) außenseitig ein die Durchtrittsöffnungen (10) verschließendes Filter (11) aufgesetzt ist.