DE19928224A1 - Sauggerätevorsatz mit einem Saugkanal - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sauggerätevorsatz (1) mit einem Saugkanal (5), wobei in dem Saugkanal (5) ein hinsichtlich seiner Einlage zu überwachendes Bauteil (9) angeordnet ist und in Strömungsrichtung (R) hinter dem Bauteil (9) ein, einen bewegbaren Verschlusskörper (6) in Form einer, in einer Ventilkammer (8) frei gehalterten Ventilkugel (7) aufweisendes Ventil (V) angeordnet ist. Um eine Einlegesicherung für einen Staubgerätevorsatz der in Rede stehenden Art anzugeben, welcher gegen Verklemmung, Zerstörung und Manipulation geschützt angeordnet ist und bei Nichteinlegen oder Einlegen eines falschen Bauteils den Saugvolumenstrom unterbindet, wird vorgeschlagen, dass ein durch Einlegen des zu überwachenden Bauteiles (9) verkleinerter Einlassquerschnitt der Ventilkammer (8) eine für die Öffnungsstellung des Ventils (V) ausreichende Strömungsumlenkung (S) bewirkt, wobei der Öffnungsquerschnitt bei nicht eingelegtem Bauteil (9) so groß ist, dass die Ventilkugel (7) durch den Strömungsdruck in ihre Verschlussstellung gepresst wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sauggerätevorsatz mit einem Saugkanal, wobei in dem Saugkanal ein hinsicht­ lich seiner Einlage zu überwachendes Bauteil angeordnet ist und in Strömungsrichtung hinter dem Bauteil ein, einen bewegbaren Verschlußkörper in Form einer, in einer Ventilkammer frei gehalterten Ventilkugel aufwei­ sendes Ventil angeordnet ist.

Als Einlegesicherungen sind mechanische Lösungen be­ kannt. Hierzu werden bspw. Hebel oder ähnlich angesteu­ erte Elemente verwendet, welche bei nicht eingelegten notwendigen Bauteilen die Funktion des Gerätes mehr oder weniger blockieren. Aufgrund der Mechanik sind solche Systeme anfällig gegen Verklemmung, Zerstörung oder Manipulation. Darüber hinaus ist bei Sauggeräte­ vorsätzen zur Feuchtreinigung von Flächen bekannt, einen bewegbaren Verschlußkörper, bspw. in Form einer Kugel, vorzusehen, welcher bei Feuchtebeaufschlagung auslösbar ist. Eine derartige Anordnung ist bspw. aus der DE-A1 196 54 335 bekannt. Der Inhalt dieser Offen­ legungsschrift wird hiermit vollinhaltlich in die Offen­ barung vorliegender Erfindung mit einbezogen, auch zu dem Zwecke, Merkmale dieser Patentanmeldung in Ansprü­ che vorliegender Erfindung mit einzubeziehen.

Im Hinblick auf den vorbeschriebenen Stand der Technik wird eine technische Problematik der Erfindung darin gesehen, eine Einlegesicherung für einen Sauggerätevor­ satz der in Rede stehenden Art anzugeben, welcher gegen Verklemmung, Zerstörung und Manipulation geschützt angeordnet ist und bei Nichteinlegen oder Einlegen eines falschen Bauteiles den Saugvolumenstrom unterbin­ det.

Diese Problematik ist zunächst und im wesentlichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abge­ stellt ist, daß ein durch Einlegen des zu überwachenden Bauteiles verkleinerter Einlaßquerschnitt der Ventilkam­ mer eine für die Öffnungsstellung des Ventils ausrei­ chende Strömungsumlenkung bewirkt, wobei der Öffnungs­ querschnitt bei nicht eingelegtem Bauteil so groß ist, daß die Ventilkugel durch den Strömungsdruck in ihre Verschlußstellung gepreßt wird. Durch eine besondere Querschnittsprofilierung des Saugkanals bzw. der Ventil­ kugel im Bereich des gebildeten Ventils wird die Umströ­ mung des Verschlußkörpers bei eingelegtem, richtigem Bauteil so gestaltet, daß die angreifenden axialen Kräfte den Verschlußkörper in einem Gleichgewichtszu­ stand halten. Diese Kräfte sind bspw. die Gewichtskräf­ te, welche sich aus dem dynamischen und statischen Druck ergeben, sowie die Reibungskräfte und darüber hinaus bei einer Anordnung der erfindungsgemäßen Einbau­ sicherung in einem Sauggerätevorsatz zur Feuchtreini­ gung von Flächen auch die Impuls- bzw. die Stoßkräfte. Wie aus der eingangs erwähnten Patentanmeldung bekannt, wird der Verschlußkörper bei einer Überlagerung der normalen Anströmung durch einen Massenstrom mit erhöh­ ter Dichte durch diesen zusätzlichen Impuls aus seiner die Ventilöffnungsstellung bildenden Gleichgewichtslage in eine Verschlußstellung verlagert. Dieser Effekt wird erfindungsgemäß zur Bildung der Einlegesicherung genutzt. So ist bei einem nicht eingelegten Bauteil bzw. bei einem eingelegten falschen Bauteil die für den Gleichgewichtszustand des Ventils in der Öffnungsstel­ lung benötigte Strömungsumlenkung nicht gegeben, so daß der nunmehr auf den Verschlußkörper wirkende Strömungs­ druck diesen nahezu schlagartig in die Verschlußstel­ lung preßt. Die für die Öffnungsstellung des Ventils benötigte Strömungsumlenkung ist somit nur durch Einle­ gen des richtigen Bauteiles einstellbar. Zufolge die­ ser Ausgestaltung sind mit Ausnahme des als Ventilkugel ausgebildeten Verschlußkörpers keine weiteren bewegli­ chen Teile zur Bildung der Einlegesicherung nötig.

Darüber hinaus ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ein hoher Manipulationsschutz, da der als Kugel ausgebildete Verschlußkörper in einer Verstecktla­ ge, von außen unzugänglich positioniert ist. Desweite­ ren ist durch die Anordnung einer Ventilkugel einem Verklemmen des Verschlußkörpers entgegengewirkt. Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einlegesicherung ist festzuhalten, daß diese ohne Verwendung von elektri­ schen Energien arbeitet, womit keine Energieumformer, wie bspw. Motoren oder Elektromagnete, nötig sind.

Weiter erweist es sich als vorteilhaft, daß die erfin­ dungsgemäße Einlegesicherung beliebig oft verwendbar ist. Zufolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist eine Sicherung gegeben, welche eine Unterbrechung des Saugvolumenstromes bei nicht eingelegtem oder eingeleg­ tem falschen Bauteil bewirkt. Der Benutzer des mit dieser Einlegesicherung versehenen Sauggerätevorsatzes ist zufolge dessen zur Inbetriebnahme des Gerätes genö­ tigt, das richtige Bauteil einzusetzen. Bei einer Verwendung in einem Sauggerätevorsatz zur Feuchtreini­ gung von Flächen kann ein hinsichtlich seiner Einlage zu überwachendes Bauteil ein Schwammkörper zur Aufnahme der aufgesaugten Reinigungsflüssigkeit sein, dessen Einlage zur Wahrung der Sicherheit unabdingbar ist. Bei einem Versuch, das Gerät ohne einen systemkompati­ blen Speicher-/Schwammkörper in Betrieb zu nehmen, wird der als Ventilkugel ausgebildete Verschlußkörper durch den erhöhten Strömungsdruck schlagartig in die Ver­ schlußstellung zur Unterbrechung des Volumenstromes gepreßt. Somit kann in diesem Beispiel keine Flüssig­ keit unkontrolliert angesaugt werden. Ist hingegen der richtige Schwammkörper ordnungsgemäß eingelegt, so verharrt der Verschlußkörper durch die hierbei aufge­ brachte Strömungsumlenkung im Bereich des Einlaßquer­ schnittes in seiner die Öffnungsstellung des Ventils definierenden Gleichgewichtslage, welche der Verschluß­ körper erst bei Überschreiten eines Massenstrom-Schwell­ wertes, bspw. nach Überschreiten der maximalen Flüssig­ keitsaufnahme des Schwammkörpers, verläßt. Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ist eine lageunabhängige Erkennung von notwendigen Bauteilen auf minimalem Bau­ raum gegeben, dies bei Bereitstellung eines strömungsme­ chanischen Schaltsignals mit großem Schaltkraftbe­ reich. In einer vorteilhaften Weiterentwicklung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, daß der Einlaß­ querschnitt als Lochboden ausgebildet ist. Die in dem Lochboden vorgesehenen Öffnungen sind derart bemessen und positioniert, daß bei eingelegtem richtigen Bauteil im Bereich des Einlaßquerschnittes eine die Öffnungs­ stellung des Ventils bewirkende Strömungsumlenkung aufgebracht wird. Ist hingegen kein oder ein falsches Bauteil eingelegt, so bewirkt die, durch die weiteren Öffnungen im Lochboden strömende Luft eine Störung der gleichgewichstbringenden Strömungsumlenkung. Darüber hinaus ist vorgesehen, daß der Lochboden einen zentra­ len, von der Ventilkugel nicht durchsetzten Freiraum aufweist. Dieser Freiraum bildet bevorzugt den Einlaß­ querschnitt der Ventilkammer, wobei weiter bevorzugt wird, daß der Kanalquerschnitt der Ventilkammer größer ist als der Freiraumquerschnitt. Dadurch bedingt, daß weiter bevorzugt die Ventilkugel einen gegenüber dem Freiraum vergrößerten Durchmesser besitzt, bewirkt eine, insbesondere scharfkantige Umlenkung des aus dem Freiraum in die Ventilkammer eintretenden, die Ventilku­ gel umströmenden Volumenstromes einen Stützwirbel im Bereich des Verschlußkörpers, so daß dieser in der, die Öffnungsstellung des Ventils definierenden Gleichge­ wichtslage verharrt. Werden hingegen bei nicht einge­ legtem oder eingelegtem falschen Bauteil weitere Öffnun­ gen des Lochbodens freigegeben, so wird durch die durch die weiteren Öffnungen einströmende Luft der Stützwir­ bel gestört, so daß die Ventilkugel durch die Strömung mitgerissen in die Verschlußstellung gepreßt wird.

Des weiteren wird vorgeschlagen, daß das zu überwachende Bauteil einen an den zentralen Freiraum angepaßten Strömungsfreiraum aufweist. Zufolge dieser Ausgestal­ tung wird das Strömungsverhalten im ordnungsgemäßen Zustand, d. h. bei eingelegtem, richtigen Bauteil im Bereich des zentralen Freiraumes nicht gestört. Weiter­ hin kann vorgesehen sein, daß der Lochboden symmetrisch verteilte Öffnungen aufweist, welche bspw. gleichmäßig verteilt um den zentralen Freiraum des Lochbodens ange­ ordnet sind. Bei eingelegtem richtigen Bauteil werden diese Öffnungen durch dieses Bauteil verschlossen, so daß das Sicherheitselement einwandfrei arbeitet. Ist hingegen kein Bauteil eingelegt oder ein falsches Bau­ teil eingesetzt, so bewirken die hierdurch zumindest teilweise offengehaltenen Überwachungsquerschnitte die Verlagerung des Verschlußkörpers in die Ventilverschluß­ stellung. Die Öffnungen können dabei eine beliebige Form aufweisen, wobei die Gesamtgröße der Öffnungsquer­ schnitte im Bereich von 10-50% des Einströmquerschnit­ tes, d. h. des Querschnittes des Freiraumes ent­ spricht. Alternativ zur zuvor beschriebenen Ausrich­ tung der Öffnungen kann auch vorgesehen sein, daß der Lochboden unsymmetrisch verteilte Öffnungen aufweist. Schließlich kann hierbei die Ausgestaltung so gewählt sein, daß eine Öffnung als kreisabschnittsförmiges Langloch ausgebildet ist, welches sich in einem Bereich des Lochbodens zwischen dem zentralen Freiraum und der Ventilkammerwandung erstreckt. Durch Anpassung des Verschlußkörper-Gewichtes ist die Reaktionsschwelle und die Reaktionszeit einstellbar. So kann bspw. eine HDPE-Kunststoffkugel mit einem Gewicht von 1 bis 10 Gramm Anwendung finden.

Nachstehend ist die Erfindung desweiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch lediglich zwei Ausfüh­ rungsbeispiele darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen über einen Saugschlauch mit einem Staub­ sauggerät verbundenen Sauggerätevorsatz zur Feuchtreinigung von Flächen;

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Längs­ schnitt durch eine Ventilausbildung in einer ersten Ausführungsform, die Ventilöffnungsstel­ lung bei eingelegtem, zu überwachendem Bauteil betreffend;

Fig. 3 den Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Schnittdarstel­ lung, jedoch die Ventilverschlußstellung bei nicht eingelegtem, zu überwachendem Bauteil betreffend;

Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 3, jedoch eine zweite Ausführungsform betreffend.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein Sauggerätevorsatz 1, hier zur Feuchtreini­ gung von Flächen. Dieser Sauggerätevorsatz 1 steht über einen Saugschlauch 2 in strömungstechnischem An­ schluß zu einem Bodenstaubsauggerät 3. Bei einer Aus­ bildung des Sauggerätevorsatzes 1 zur Feuchtreinigung von Flächen wird in bekannter Weise eine Reinigungsflüs­ sigkeit auf die zu reinigende Fläche aufgebracht und zugleich zusammen mit den aufgenommenen Schmutzparti­ keln abgesaugt. Hierzu besitzt der Sauggerätevorsatz 1 einen in der Fig. 1 nicht näher dargestellten Schmutz­ wasser-Aufnahmetank 4 im Bereich eines in dem Vorsatzge­ rät ausgebildeten Saugkanals 5. In diesem Aufnahmetank 4 wird die aufgesaugte Flüssigkeit abgeschieden.

Diesem Aufnahmetank 4 ist in Strömungsrichtung R nachge­ ordnet ein, im Betrieb durch Feuchtebeaufschlagung auslösbares Ventil V angeordnet, welches bei Überschrei­ ten einer vorgegebenen Restfeuchte in dem Luftstrom den Saugkanal verschließt, zur Unterbrechung des Luftstro­ mes.

In den Fig. 2 bis 4 ist in einer ersten Ausführungsform ein Ventil V dargestellt, welches im wesentlichen eine, einen Verschlußkörper 6 bildende Ventilkugel 7 auf­ weist. Diese ist in einem gegenüber dem Saugkanal 5 querschnittsvergrößerten Bereich in Axialrichtung des Saugkanals 5 bewegbar angeordnet. Dieser querschnitts­ vergrößerte Bereich bildet eine Ventilkammer 8 aus.

Gemäß der eingangs erwähnten Patentanmeldung, auf wel­ che auch hier nochmals Bezug genommen wird, kann die Ventilkammer 8 mit in Achsrichtung dieser Kammer ausge­ richteten, innenwandig angeordneten und nach innen vorstehenden Rippen zur Bildung eines Käfigs versehen sein. Desweiteren kann im Bereich der Ventileintritts­ öffnung ein in axialer Richtung verstellbarer Anschlag­ dorn zur Definierung der Ventilöffnungsstellung vorgese­ hen sein.

Erfindungsgemäß dient das Ventil V zugleich als Einlege­ sicherungselement zur Überwachung der Einlage eines Bauteiles 9, welches in dem dargestellten Ausführungs­ beispiel ein Schwammkörper 10 zur Aufnahme von aufge­ saugter Flüssigkeit ist. Letzterer ist Bestandteil des Schmutzwasser-Aufnahmetanks 4.

Insbesondere bei einer Ausbildung des Sauggerätevorsat­ zes 1 zur Feuchtreinigung von Flächen ist es zur Inbe­ triebnahme des Gerätes unabdingbar, einen die aufgesaug­ te Flüssigkeit aufnehmenden Schwammkörper 10 einzuset­ zen. Ein Nichtvorhandensein desselben kann, wie be­ kannt, zu Schäden, insbesondere im Bereich des Boden­ staubsauggerätes 3 führen. Darüber hinaus darf auch aus Sicherheitsgründen für den Nutzer keine Flüssigkeit in die elektrischen Bereiche des Staubsaugers gelangen. Zur Bildung der Einlegesicherung ist der Einlaßquer­ schnitt der Ventilkammer 8 als Lochboden 11 ausgebil­ det, welcher einen zentralen, von der Ventilkugel 7 nicht durchsetzten Freiraum 12 aufweist. Der Durchmes­ ser des Freiraumes 12 entspricht hierbei etwa dem Durch­ messer des Saugkanals 5 in der Betriebsstellung.

Der Freiraum 12 ist weiter in axialer Verlängerung des Saugkanals 5 angeordnet, wobei die Ventilkammer 8 durch­ messervergrößert ist gegenüber dem zentralen Freiraum 12.

Desweiteren ist auch die den Schwammkörper 10 aufnehmen­ de Kammer 13 gegenüber dem zentralen Freiraum 12 durch­ messervergrößert.

In dem zwischen Freiraum 12 und der Ventilkammerwandung 14 verbleibenden Ringbereich ist der Lochboden 11 mit zusätzlichen Öffnungen 15 versehen, wobei in dem darge­ stellten Ausführungsbeispiel vier gleich große Öffnun­ gen gleichmäßig verteilt angeordnet sind (vergl. Schnittdarstellung in Fig. 3).

Das zu überwachende Bauteil 9 - hier Schwammkörper 10 - weist einen an den zentralen Freiraum 12 angepaßten Strömungsfreiraum 16 auf, zur Bildung des Saugkanals 5.

In Fig. 2 ist ein zu überwachendes Bauteil 9 - hier Schwammkörper 10 - in die Kammer 13 lagerichtig einge­ setzt. Die in Richtung auf das Ventil V weisende Ring­ stirnfläche 17 verschließt hierbei die in dem Lochboden 11 ausgebildeten zusätzlichen Öffnungen 15. Zufolge dieser Anordnung tritt der Volumenstrom bei Inbetrieb­ nahme des Geräts lediglich durch den Freiraum 12 in die Ventilkammer 8 ein, unter Umströmung des hier angeordne­ ten Verschlußkörpers 6 (Ventilkugel 7). Der rotations­ symmetrische Verschlußkörper 6 wird hierbei, gegebenen­ falls durch die besondere Profilierung des Ventilkammer­ querschnittes in einem Gleichgewichtszustand gehalten, dies bedingt durch den scharfkantigen Eintrittsbereich zur Ventilkammer 8, und dem hierdurch in den Eckzonen 18 aufgebauten Stützwirbel S.

Dieser Gleichgewichtszustand ist in beiden Bereichen unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit, dies vor­ ausgesetzt, daß ein die zusätzlichen Öffnungen 15 des Lochbodens 11 verschließendes, ordnungsgemäßes Bauteil 9 eingesetzt ist.

Das Bauteil 9 kann desweiteren auch entgegen dem gezeig­ ten Ausführungsbeispiel ein anderes, für den Betrieb des Gerätes unabdingbares Geräteteil sein, so bspw. ein Filterelement.

Durch die gebildete strömungsmechanische Einlegesiche­ rung ist die Sperrfunktion des Ventils V bei Einsatz in einem Sauggerätevorsatz zur Feuchtreinigung nicht ge­ stört. So wird auch hier, wie in der eingangs erwähn­ ten Patentanmeldung die Ventilkugel 7 bei einer Überla­ gerung der normalen Anströmung durch einen Massenstrom mit erhöhter Dichte aus der Gleichgewichtslage gemäß Fig. 2 in eine Ventilverschlußlage gesteuert, in wel­ cher die Ventilkugel 7 dichtend den Ventilkammerausgang 19 verschließt, was ein Unterbrechen des Saugluftstroms zur Folge hat.

Ist hingegen gemäß der Darstellung in Fig. 4 kein Bau­ teil 9 - hier Schwammkörper 10 - eingesetzt, so strömt durch die nunmehr freiliegenden Öffnungen 15 des Lochbo­ dens 11 Luft in die Eckbereiche 18 der Ventilkammer 8, wodurch der Stützwirbel S zerstört und der Gleichge­ wichtszustand derart verändert, daß die Ventilkugel 7 bei Inbetriebnahme des Gerätes, d. h. bei Einschalten des Saugluftstromes in ihre, den Saugluftstrom unterbre­ chende Verschlußstellung verlagert wird. Der gewünsch­ te Saugvorgang kann demnach nicht ohne ein ordnungsge­ mäß eingelegtes Bauteil 9 durchgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Einlegesicherung kann darüber hinaus auch bei nicht vollständig eingelegtem und/oder bei eingelegtem, jedoch nicht kompatiblem Bauteil 9 wirken. Somit ist die Systemsicherheit stets gegeben. In der Schnittdarstellung gemäß Fig. 5 ist eine alterna­ tive Ausgestaltung der zusätzlichen Öffnung 15 darge­ stellt. Diese ist hier in Form eines kreisabschnittför­ migen Langloches 20 ausgebildet, wobei auch hier wie in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Öff­ nungsquerschnitt etwa dem 0,1 bis 0,5fachen des Frei­ raumquerschnittes entspricht.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (7)

1. Sauggerätevorsatz (1) mit einem Saugkanal (5), wobei in dem Saugkanal (5) ein hinsichtlich seiner Einlage zu überwachendes Bauteil (9) angeordnet ist und in Strö­ mungsrichtung (R) hinter dem Bauteil (9) ein, einen bewegbaren Verschlußkörper (6) in Form einer, in einer Ventilkammer (8) frei gehalterten Ventilkugel (7) auf­ weisendes Ventil (V) angeordnet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein durch Einlegen des zu überwachenden Bauteiles (9) verkleinerter Einlaßquerschnitt der Ven­ tilkammer (8) eine für die Öffnungsstellung des Ventils (V) ausreichende Strömungsumlenkung (S) bewirkt, wobei der Öffnungsquerschnitt bei nicht eingelegtem Bauteil (9) so groß ist, daß die Ventilkugel (7) durch den Strömungsdruck in ihre Verschlußstellung gepreßt wird.

2. Sauggerätevorsatz nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßquer­ schnitt als Lochboden (11) ausgebildet ist.

3. Sauggerätevorsatz nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochboden (11) einen zentralen, von der Ventilkugel (7) nicht durchsetzten Freiraum (12) aufweist.

4. Sauggerätevorsatz nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das zu überwachende Bauteil (9) einen an den zentralen Freiraum (12) angepaßten Strö­ mungsfreiraum (16) aufweist.

5. Sauggerätevorsatz nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochboden (11) symmetrisch verteilte Öffnungen (15) aufweist.

6. Sauggerätevorsatz nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß der Lochboden (11) unsymmetrisch verteilte Öffnungen (15) aufweist.

7. Sauggerätevorsatz nach einem oder mehreren der vor­ hergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung (15) als kreisab­ schnittsförmiges Langloch (20) ausgebildet ist.