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Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Staubsauger mit einem Staubraum, einem mit dem Staubraum durch einen Luftkanal verbundenen Gebläseraum, und einem im Luftkanal angeordneten Eingreifschutzelement, wobei in dem Staubraum eine Staubabscheideeinheit angeordnet ist, in dem Gebläseraum eine Motor-Gebläseeinheit zur Erzeugung eines Saugluftstroms angeordnet ist, das Eingreifschutzelement zumindest ein Flächenelement umfasst, an dem der Saugluftstrom vorbeiströmt, und das Eingreifschutzelement der Motor-Gebläseeinheit in Richtung des Saugluftstroms vorgelagert ist.
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Unter einem Staubsauger sind mit elektrischer Energie betriebene Geräte zur Aufnahme von Staub zu verstehen, wobei sowohl netzbetriebene als auch Batterie- oder Akku-Geräte eingeschlossen sind. Eine Staubabscheideeinheit ist eine Vorrichtung, in der die mit Schmutz beladene Saugluft von dem Schmutz gereinigt wird, und die auch zum Ansammeln von Partikeln geeignet sein kann. Unter der Richtung des Saugluftstromes ist die Richtung zu verstehen, in der die Saugluft bei bestimmungsgemäßem Betrieb des Staubsaugers strömt, z. B. von einem Staubaufnahmemittel durch eine Saugluftführung, den Staubraum, den Luftkanal und den Gebläseraum bis hin zu einer Ausblasöffnung an dem Staubsaugergehäuse. Insbesondere kann der Saugluftstrom über den Luftkanal von dem Staubraum in den Gebläseraum geleitet werden. Unter einem Eingreifschutzelement ist ein Element zu verstehen, das eine Berührung von gefährlichen und/oder sich bewegenden Teilen, wie z. B. Motorgehäuse, Gebläseschaufeln oder elektrische Anschlüsse, verhindern kann.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die deutsche Offenlegungsschrift
DE 101 48 509 A1 bekannt, in der eine Vorrichtung zum Aufsaugen einzusammelnder Partikel mit einer Sammelkammer und einer Staubkammer, die durch eine Trennwand getrennt sind, offenbart ist. Die Trennwand weist einen Luftleittrichter auf, dessen Eintrittsfläche den wesentlichen Teil der Trennwand bildet. Dieser Luftleittrichter verjüngt sich ausgehend von seiner Eintrittsfläche der Staubkammer in Richtung auf die Sammelkammer. Im Grund des Luftleittrichters ist ein in Richtung der Staubkammer abstehendes Eingreifschutzelement angeordnet, das konusförmig gewölbt ist, und einen Rippenkörper mit Lücken zum Hindurchlassen des Luftstroms aufweist. Dieser Rippenkörper ist gegenläufig zur Verjüngungsrichtung des Eintrittskanals des Luftleittrichters ausgerichtet, und weist ebenfalls eine Trichterform auf, die sich in Richtung auf den Staubraum ausweitet.
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Weiter ist aus der Anmeldeschrift
US 2005/0229559 A1 eine Staubsammelvorrichtung mit Zyklonabscheider bekannt, die lösbar mit einem Staubsauger verbunden ist. Diese Vorrichtung weist insbesondere einen Staubtrenner mit Schaufeln auf, die einen Winkel bezüglich der Richtung des Luftstroms aufweisen, um den Luftstrom so umzulenken, dass ein zyklonförmiger Luftstrom entsteht.
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Aus dem Stand der Technik ist weiter die Deutsche Offenlegungsschrift
DE 196 17 265 A1 bekannt, in der ein schnell laufender Elektromotor, beispielsweise für Haushaltsgeräte und insbesondere für einen Staubsauger offenbart ist. An der Motorwelle ist ein Ventilator zur Erzeugung eines Luftstroms angeflanscht, um unter Anderem den Motor zu kühlen. Der außerhalb des Motorgehäuses entlang strömenden Kühlluft ist ein schraubenförmiger Verlauf aufgeprägt. Hierzu weist das Motorgehäuse außenseitig Strömungsleitelemente für die Kühlluft auf. Diese Strömungsleitelemente sind entsprechend schraubenlinienförmig um das Motorgehäuse angeordnet. Findet der schnell laufende Elektromotor seinen Einsatz als Gebläsemotor in einem Staubsauger, so kann die aus dem Gebläseteil austretende Luft in strömungstechnisch verbesserter Weise um das Gehäuse zur Kühlung des Elektromotors geführt werden.
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Aus dem Stand der Technik sind ferner Staubsauger bekannt, die eine Gitterstruktur aufweisen, um den Luftstrom in eine Richtung umzulenken.
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Der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Staubsauger bereitzustellen. Insbesondere soll der dem Saugluftstrom durch ein Eingreifschutzelement entgegengesetzter Widerstand minimiert werden. Weiter soll ein Eingreifschutzelement in kompakterer Bauart bereitgestellt werden können.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Der erfindungsgemäße Staubsauger baut auf gattungsgemäßen Staubsaugern dadurch auf, dass das Flächenelement gegenüber einer Transportrichtung des Saugluftstromes geneigt ist, um entlang eines gedachten Saugluftstromes, der einen Drehimpuls aufweist, orientiert zu sein, wobei der Drehimpuls des gedachten Saugluftstromes in oder entgegen der Transportrichtung gerichtet ist.
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Der gedachte Saugluftstrom ist dabei vorzugsweise aber nicht notwendigerweise der beim vorgesehenen Betrieb des Staubsaugers tatsächlich auftretende Saugluftstrom. Unter einer Transportrichtung ist die Richtung des Saugluftstroms zu verstehen, in der die Saugluft von dem Staubraum zu dem Gebläseraum transportiert wird. Das bedeutet, der Saugluftstrom kann nur teilweise in Transportrichtung gerichtet sein, und somit auch von der Transportrichtung abweichende Komponenten aufweisen. Ein gedachter Saugluftstrom kann jeder theoretisch mögliche Saugluftstrom sein, der einen in oder entgegen der Transportrichtung gerichteten Drehimpuls aufweist. Ein Saugluftstrom, der einen Drehimpuls aufweist, kann sich z. B. kreis- oder spiralförmig entlang des Luftkanals bewegen. Die Strömungsrichtung eines solchen Saugluftstroms kann in eine translatorische und eine rotatorische Richtungskomponente aufgeteilt werden, wobei die translatorische Komponente in Transportrichtung verläuft. Die Form des gedachten Saugluftstroms kann z. B. die Art eines zumindest eingängigen Strudels, eines Wirbels, eines Tornados auch Großtrombe genannt, einer Schraube, einer archimedischen Schraube, einer Wendel und/oder einer Helix sowie daraus überlagerter Formen annehmen. Ein Flächenelement, das gegenüber der Transportrichtung geneigt ist, weist zumindest eine tangentiale Ebene auf, die mit der Transportrichtung einen Winkel einschließt.
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Es ist ein erreichbarer Vorteil des erfindungsgemäßen Staubsaugers, dass ein Eingreifschutzelement mit minimiertem Strömungswiderstand bereitgestellt werden kann, bei dem ein erfindungsgemäßes Flächenelement entlang des Saugluftstroms orientiert und diesem angepasst sein kann. Somit können Luftverwirbelungen und Widerstandsverluste, die beim Aufprallen des Saugluftstromes an ein Flächenelement entstehen können, verringert oder sogar ganz vermieden werden. Dies kann auch zu einer Geräuschreduzierung führen. Es ist erreichbar, dass die Flächenelemente des Eingreifschutzes an verschiedene Formen des Saugluftstromes anpassbar sind, wodurch ein Betrieb mit unterschiedlichen Bauformen einer Motor-Gebläseeinheit ermöglicht werden kann. Insbesondere können verschiedene Motor-Gebläseeinheiten aufgrund der Rotationsbewegung der Gebläseschaufeln zu verschiedenen Formen eines Saugluftstromes vor Eintritt in die Motor-Gebläseeinheit führen, an die das Eingreifschutzelement anpassbar ist. Durch die Rotationsbewegung tritt die Saugluft üblicherweise nicht senkrecht in die Motor-Gebläseeinheit ein. Da der dem Saugluftstrom entgegengesetzte Widerstand des Eingreifschutzelements minimiert werden kann, kann somit ein effizienterer Betrieb des Staubsaugers erreichbar sein.
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Es ist ein erreichbarer Vorteil eines erfindungsgemäß ausgebildeten Flächenelements, dass der Abstand zwischen dem Flächenelement und weiteren Flächenelementen oder anderen Flächen erhöht werden kann, wobei weiterhin eine Berührung von gefährlichen und/oder sich bewegenden Teile durch das Flächenelement verhindert werden kann. Durch einen erhöhten Abstand ist eine Vergrößerung der freien Durchtrittsfläche des Saugluftstroms und somit eine Reduzierung des Strömungswiderstands des Eingreifschutzelementes erreichbar.
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Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung
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Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist das Flächenelement eine progressive, lineare und/oder degressive Steigung auf. Besonders vorzugsweise ist das Flächenelement propellerblattartig ausgebildet. Besonders vorzugsweise weist das Flächenelement eine progressive, lineare und/oder degressive Steigung in Strömungsrichtung auf. Ein solches Flächenelement ermöglicht eine besonders effektive Anpassung des Eingreifschutzelements an den Saugluftstrom, um einen besonders verwirbelungsarmen Saugluftstrom ermöglichen zu können. Hierbei kann ein Flächenelement mit einer linearen Steigung den besten Kompromiss zwischen der Fertigbarkeit und der Anpassung an den Saugluftstrom darstellen. Es ist auch denkbar, dass das Flächenelement eine progressive, lineare und/oder degressive Steigung in radialer Richtung aufweist.
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Besonders vorzugsweise ist das Flächenelement derart gegenüber der Transportrichtung des Saugluftstroms geneigt, dass der Winkel zwischen der Transportrichtung und zumindest einer tangentialen Ebene des Flächenelements zumindest 1°, besonders vorzugsweise zumindest 3°, besonders vorzugsweise zumindest 10°, besonders vorzugsweise zumindest 15° beträgt. Hierbei ist dieser Winkel vorzugsweise umso größer gewählt, je stärker z. B. ein Wirbel des Saugluftstromes bei vorgesehenem Betrieb des Staubsaugers ausgeprägt ist. Mit anderen Worten, die Neigung des Flächenelementes ist vorteilhafterweise an den Verlauf des verwirbelten Saugluftstroms angepasst.
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Besonders vorzugsweise sind zumindest zwei Flächenelemente des Eingreifschutzelements gegenüber einer Transportrichtung des Saugluftstromes geneigt. Die Neigungen von erfindungsgemäßen Flächenelementen können auch voneinander abweichen. In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung können ein oder mehrere Flächenelemente des Eingreifschutzelements eine propeller-, impeller- oder turbinenähnliche Form aufweisen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Flächenelement in seinem Querschnitt rechteckig, flügel- und/oder tropfenförmig ausgebildet. Somit kann das Flächenelement beispielsweise an einem Ende spitz zulaufend und an dem anderen Ende rund ausgebildet sein. Besonders vorzugsweise weist das Flächenelement die Form eines Flügelelementes auf. Vorteilhafterweise kann ein Flächenelement mit einem flügel- oder tropfenförmigen Querschnitt einen besonders geringen Luftwiderstandsbeiwert (cw-Wert) besitzen. Die Rechteckform kann hierbei den besten Kompromiss zwischen der Fertigbarkeit und der Verringerung des Luftwiderstands darstellen. Hierbei kann das rechteckig ausgebildete Flächenelement insbesondere an der Stelle eine abgerundete Kante aufweisen, an der der Saugluftstrom auf das Flächenelement trifft.
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Die Erfindung weiterbildend ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Eingreifschutzelement zumindest zwei Flächenelemente aufweist, die zumindest teilweise rotationssymmetrisch angeordnet sind. Besonders vorzugsweise sind die Flächenelemente propellerartig, besonders vorzugsweise impellerartig angeordnet. Besonders vorzugsweise sind die Flächenelemente in zumindest zwei Bereichen, einem Zentrums- und einem Randbereich, an dem Eingreifschutzelement angeordnet. Besonders vorzugsweise weisen die Flächenelemente im Zentrumsbereich eine andere Steigung als die Flächenelemente im Randbereich auf. Besonders vorzugsweise sind der Randbereich und der Zentrumsbereich über eine Rippe, die besonders vorzugsweise kreisförmig ausgebildet ist, voneinander getrennt. Besonders vorzugsweise ist die Rippe ebenfalls ein Flächenelement. Dies kann eine besonders effektive Luftführung und/oder eine hohe mechanische Stabilität ermöglichen. Durch diese Ausgestaltung des Eingreifschutzelements kann ohne Beeinträchtigung der Schutzfunktion ein größerer Abstand zwischen den Flächenelementen bzw. eine Verkleinerung der Dimensionen der Flächenelemente erreichbar sein. Durch einen größeren Abstand zwischen den Flächenelementen kann die freie Durchtrittsfläche erhöht und somit der Strömungswiderstand des Eingreifschutzelementes reduziert werden.
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Ein bevorzugtes Eingreifschutzelement, das erfindungsgemäß nicht abnehmbar ist, ist so ausgebildet und an dem Staubsauger angeordnet, dass es die Vorschriften der Norm DIN EN 60335-2-2 zur Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke, in Verbindung mit den Normen DIN EN 60335-1 und DIN EN 61032 erfüllt. Die Norm DIN EN 60335-2-2 bestimmt besondere Anforderungen für Staubsauger und Wassersauger, und verweist bezüglich der mechanischen Festigkeit auf die Norm EN 60335-1. Gemäß der DIN EN 60335-1 müssen sich bewegende Teile von Geräten, soweit dies mit dem Gebrauch und der Arbeitsweise des Gerätes vereinbar ist, so angeordnet und umschlossen sein, dass bei sachgemäßem Gebrauch ausreichender Schutz gegen Verletzungen vorhanden ist. Bei dem erfindungsgemäßen Eingreifschutzelement kann somit z. B. eine Verletzung durch die Gebläseschaufeln verhindert werden. Weiter müssen gem. DIN EN 60335-1 Schutzgehäuse, Schutzgitter und dergleichen nichtabnehmbare Teile sein und ausreichende mechanische Festigkeit haben, was erfindungsgemäß durch das nicht abnehmbare Eingreifschutzelement erreichbar ist. Diese Norm enthält weiter Vorgaben zur Prüfung dieser Anforderungen, wie z. B. die Ausgestaltung einer Prüfsonde oder Stärke und Dauer eines Belastungstests. Die Norm DIN EN 61032 enthält die Ausgestaltung einer weiteren Prüfsonde, die zum Nachweis der geforderten Sicherheit zu verwenden ist.
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Erfindungsgemäß ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Luftkanal das Eingreifschutzelement umfasst. Besonders vorzugsweise ist zumindest ein Flächenelement fest mit dem Luftkanal verbunden. Besonders vorzugsweise ist das Eingreifschutzelement nicht abnehmbar an dem Luftkanal angeordnet. Unter einem nicht abnehmbaren Eingreifschutzelement ist ein zuverlässig befestigtes Eingreifschutzelement zu verstehen, das im sachgemäßen Gebrauch den auftretenden mechanischen Beanspruchungen standhält. Vorteilhafterweise kann das Eingreifschutzelement von dem Benutzer nicht ohne Zuhilfenahme technischer Hilfsmittel aus dem Staubsauger entnommen werden. Besonders vorzugsweise ist das Eingreifschutzelement am Beginn des Luftkanals, also an der Seite des Luftkanals, die dem Staubraum zugewandt ist, angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Eingreifschutzelement innerhalb oder am Ende des Luftkanals, also an der Seite des Luftkanals, die dem Gebläseraum zugewandt ist, angeordnet. Besonders vorzugsweise schließt zumindest ein Flächenelement zumindest teilweise bündig mit einer Öffnung am Beginn des Luftkanals, die den Übergang zwischen Staubraum und Luftkanal darstellt, ab. Besonders vorzugsweise füllt das Eingreifschutzelement den gesamten Luftkanal aus. Ein in dem Luftkanal angeordnetes Eingreifschutzelement kann besonders leicht zu fertigen und oder besonders leicht montierbar sein. Insbesondere kann erreichbar sein, dass verschiedene Motor-Gebläseeinheiten mit unterschiedlichen Leistungen mit dem Luftkanal verwendbar sind. Es sind auch Ausführungsformen der Erfindung denkbar, in denen das Eingreifschutzelement an der Motor-Gebläseeinheit angeordnet ist. Hierdurch kann ein effektiverer Eingreifschutz erreichbar sein, der mit der Motor-Gebläseeinheit in dem Staubsauger verbaut wird.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung bildet das Eingreifschutzelement mit dem Luftkanal ein einstückiges, gemeinsam hergestelltes Bauteil. Hierdurch kann das Eingreifschutzelement besonders zuverlässig mit dem Luftkanal verbunden sein, um eine bestmögliche Schutzfunktion übernehmen zu können. Es sind auch Ausführungsformen der Erfindung möglich, in denen das Eingreifschutzelement als eigenständiges Bauteil in dem Luftkanal angeordnet ist. Dies kann den Einsatz eines anderen Materials und/oder einer anderen Farbe für das Eingreifschutzelement ermöglichen. Insbesondere ist eine optimierte Formgebung des Eingreifschutzelements erreichbar, um das Eingreifschutzelement bezüglich der Saugluftführungsfunktion weiter optimieren zu können. Zudem kann ein Eingreifschutzelement als eigenständiges Bauteil eine einfache Herstellung ermöglichen.
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Die Erfindung weiterbildend ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Luftkanal wenigstens abschnittsweise als Luftleittrichter ausgebildet ist, und der Luftleittrichter sich in Richtung des Saugluftstroms von seiner Eintrittsöffnung, die zu dem Staubraum hin gerichtet ist, bis hin zu seiner Austrittsöffnung, die zu dem Gebläseraum hin gerichtet ist, im Querschnitt verjüngt. Somit kann der Teil des Luftkanals, der eine Verjüngung aufweist und der von der Eintritts- und Austrittsöffnung begrenzt wird, als Luftleittrichter bezeichnet werden. Unter einer Eintrittsöffnung ist dabei die Öffnung zu verstehen, ab der sich der Querschnitt des Luftkanals in Strömungsrichtung verjüngt, und unter einer Austrittsöffnung ist die Öffnung zu verstehen, bis zu der sich der Querschnitt des Luftkanals in Strömungsrichtung verjüngt. Besonders vorzugsweise verjüngt sich der Luftleittrichter in Richtung des Saugluftstromes von der Eintrittsöffnung bis hin zu der Austrittsöffnung monoton, besonders vorzugsweise streng monoton. Unter einem Trichter, der sich monoton verjüngt, ist ein Trichter zu verstehen, dessen Querschnitt von der Eintrittsöffnung bis hin zu der Austrittsöffnung stets kleiner wird, und sich zwischendrin nie vergrößert. Hierbei kann der Querschnitt zwischen Eintritts- und Austrittsöffnung auch über einen Teilabschnitt konstant sein. Ein solcher Trichter kann sich z. B. stufenförmig verjüngen und mit seiner Form einer Treppenfunktion ähnlich sein. Unter einem Luftleittrichter, der sich streng monoton verjüngt, ist ein Luftleittrichter zu verstehen, dessen Querschnitt von der Eintrittsöffnung bis hin zu der Austrittsöffnung in Strömungsrichtung stets kleiner, jedoch nie konstant bleibt oder sogar größer wird. Ein besonders bevorzugter Luftleittrichter weist zwischen Eintritts- und Austrittsöffnung keine Knicke auf. Besonders vorzugsweise ist der Luftkanal innerhalb und/oder außerhalb des Staubsaugers angeordnet. Es ist ein erreichbarer Vorteil des erfindungsgemäßen Luftleittrichters, dass Verwirbelungen bei Zusammenführung der Luft durch seine Querschnittsverjüngung verringert werden können.
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Bei einem bevorzugten Luftkanal, der einen Luftleittrichter aufweist, übersteigt die Fläche der Austrittsöffnung des Luftleittrichters nicht 90% der Fläche der Eintrittsöffnung des Luftleittrichters. Besonders vorzugsweise übersteigt die Fläche der Austrittsöffnung nicht zwei Drittel, besonders vorzugsweise nicht die Hälfte, besonders vorzugsweise nicht ein Drittel, besonders vorzugsweise nicht ein Viertel der Fläche der Eintrittsöffnung. Hierdurch ist eine Verringerung von Verwirbelungen der Saugluft, die von dem Staubraum zu dem Gebläseraum durch den Luftkanal führt, erreichbar. Besonders vorzugsweise ist der gesamte Luftkanal als Luftleittrichter ausgebildet, um die Verwirbelungen der Saugluft noch weiter verringern zu können. Ein erfindungsgemäß bevorzugtes Eingreifschutzelement ist zumindest teilweise in dem Luftleittrichter angeordnet. Dies kann eine verbesserte Anpassung der Flächenelemente an den Saugluftstrom ermöglichen, um eine weitere Erhöhung der Saugleistungseffizienz erreichen zu können.
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Erfindungsgemäß bevorzugt schließt zumindest ein Flächenelement zumindest teilweise bündig mit der Eintrittsöffnung des Luftleittrichters ab. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein der Eintrittsöffnung vorgelagertes Filterelement, das z. B. ein Motorschutzfilter sein kann, abgestützt wird. Weiter kann ein Staubbeutel, der in dem Staubraum angeordnet sein kann, abgestützt werden, um das Einsaugen in den Luftkanal bzw. den Luftleittrichter zu verhindern, und damit die von Luft durchströmte Fläche des Staubbeutels möglichst groß zu halten. Besonders vorzugsweise schließt zumindest ein Flächenelement zumindest teilweise bündig mit der Austrittsöffnung des Luftleittrichters ab.
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Erfindungsgemäß ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Luftleittrichter einen Freiraum aufweist, der sich von zumindest einer Teilfläche der Austrittsöffnung ausgehend in Richtung der Eintrittsöffnung erstreckt. Besonders vorzugsweise ist das Eingreifschutzelement hierbei in dem Luftleittrichter angeordnet. Unter einem Freiraum ist hierbei der Raum zu verstehen, der frei von Flächenelementen des Eingreifschutzelements ist. Der Freiraum weist eine Hüllfläche auf, die den Freiraum umschließt. Die Hüllfläche weist dabei besonders vorzugsweise die Form eines Zylinders, einer Kuppel, eines Pyramiden- oder eines Kegelstumpfes, sowie Kombinationen hieraus auf. Der Freiraum schneidet also einen Teil der Flächenelemente aus dem Eingreifschutzelement aus, wodurch zumindest ein Flächenelement an dem Freiraum endet. Der Freiraum kann somit eine domförmige Form annehmen, oder als imaginärer Stempel gedacht werden, der in das Eingreifschutzelement gedrückt wurde. Hierdurch ist vorteilhafterweise erreichbar, dass die Fläche, die beim Einströmen des Saugluftstroms in den Gebläseraum durchströmt wird, nicht durch das Eingreifschutzelement verringert wird. Insbesondere ist die projizierte Austrittsfläche sogar größer als die Fläche der freien Austrittsöffnung, die vorteilhafterweise der Fläche der Ansaugöffnung der Motor-Gebläseeinheit entspricht. Unter der projizierten Austrittsfläche ist die Summe aller von dem Saugluftstrom beim Austritt aus dem Eingreifschutzelement durchströmten Einzelflächen zu verstehen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Eintrittsöffnung eine rechteckige Form auf. Besonders vorzugsweise weist die Eintrittsöffnung eine quadratische Form auf. Durch die rechteckige Form der Eintrittsöffnung kann die Fläche der Eintrittsöffnung erhöht werden, da eine rechteckige Form dem Staubraum besser angepasst werden kann. Eine Vergrößerung der Eintrittsöffnung kann zu einer Verringerung der Luftverwirbelungen beim Eintritt des Saugluftstroms in den Luftkanal führen. Somit ist erreichbar, dass dem Saugluftstrom weniger Widerstand entgegengesetzt wird, womit ein effizienterer Betrieb des Staubsaugers erreichbar sein kann. Weiter kann erreicht werden, dass ein der Eintrittsöffnung vorgelagertes Filter vollflächig hinterströmt wird.
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Die Erfindung weiterbildend ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Austrittsöffnung eine runde Form aufweist. Besonders vorzugsweise ist die Austrittsöffnung eine Ellipse, besonders vorzugsweise ein Kreis. Vorteilhafterweise entspricht die Fläche der Austrittsöffnung der Fläche der Ansaugöffnung der Motor-Gebläseeinheit. Dies ermöglicht vorteilhafterweise die Anpassung an bestehende Gebläseeinheiten, und somit eine modulare Bauweise, mit der Herstellungs- sowie Montagekosten verringert werden können.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Luftkanal an einer Wand des Staubraums angeordnet. Besonders vorzugsweise bilden Wand und Luftkanal ein einstückiges Bauteil, das besonders vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist. Dies kann eine einfache und kostengünstige Herstellung mit üblichen Werkzeugen ermöglichen. In einem besonders bevorzugten Staubsauger ist der Luftkanal an einer Trennwand angeordnet, die Gebläseraum und Staubraum voneinander trennt. Hierdurch ist eine besonders kompakte Bauform des Staubsaugers erreichbar. Erfindungsgemäß ist der Luftkanal in dem Staubsauger angeordnet. Es sind aber auch Ausführungsformen der Erfindung denkbar, in denen der Luftkanal außerhalb des Staubsaugers verläuft, um Staubraum und Gebläseraum miteinander zu verbinden. Dies kann eine besonders kurze Bauform eines Staubsaugers ermöglichen.
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Vorzugsweise ist in dem Luftkanal ein Zusatzmaterial angeordnet. Unter einem Zusatzmaterial ist ein luftdurchlässiges Material zu verstehen, das Partikel, z. B. Feuchtigkeit oder Geruchsstoffe, aufnehmen kann, und/oder Partikel abgegeben kann. Somit kann z. B. als Zusatzmaterial gewöhnliches Filtermaterial eingesetzt werden. Besonders vorzugsweise enthält das Zusatzmaterial geruchsneutralisierende und/oder geruchsüberdeckende Stoffe, die besonders vorzugsweise abgegeben werden. Besonders vorzugsweise werden die geruchsneutralisierenden und/oder geruchsüberdeckenden Stoffe an den Saugluftstrom abgegeben. Besonders vorzugsweise enthält die Zusatzeinrichtung Käfigverbindungen, sogenannte Clathrate. Hierunter sind Verbindungen zu verstehen, bei denen Hohlräume käfigartig von den Atom- und/oder Atomgruppen der Verbindung umschlossen werden, sodass eine Gastkomponente in den Hohlräumen eingelagert werden kann. Besonders vorzugsweise können einfache Molekularstrukturen, besonders vorzugsweise Geruchspartikel in die käfigartig umschlossenen Hohlräume der Clathrate eingelagert werden, wobei die Geruchspartikel besonders vorzugsweise mechanisch in dem Hohlraum festgehalten werden. Durch die Verwendung von Clathraten kann eine Bekämpfung von Gerüchen ermöglicht werden, bei der zugleich schädliche Reaktions- oder Nebenprodukte vermieden werden können. Ein erfindungsgemäß besonders bevorzugtes Clathrat kann z. B. über die Firma „et-Projekt” mit der Handelsbezeichnung „SinoAir®” käuflich erworben werden. Dieser Wirkstoff besteht in der Hauptsache aus pflanzlichen Clathraten. Um lange Betriebszeiten zu ermöglichen, wird der Wirkstoff mit ätherischen Essenzen in einem aus pflanzlichen Stoffen gewonnenem Gel zusammengeführt. Hierdurch kann sich der Einsatz bis zu einem Jahr realisieren lassen. Bei den Einschlussverbindungen und den Clathraten handelt es sich um geruchsneutralisierende Stoffe, da Geruchspartikel in die Hohlräume der Einschlussverbindung und/oder der Clathrate eingelagert werden können. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Geruchspartikel nicht mehr wahrnehmbar sind, obwohl diese, von der Einschlussverbindung und/oder den Clathraten umschlossen, immer noch in der Luft vorhanden sind.
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Die Erfindung weiterbildend ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein Filterelement dem Luftkanal in Richtung des Saugluftstroms vorgelagert ist. Besonders vorzugsweise ist das Filterelement eine Filterkassette, die besonders vorzugsweise austauschbar ist, um das Auswechseln durch den Benutzer ermöglichen zu können. Vorteilhafterweise kann durch dieses Filterelement das Gebläse und/oder der das Gebläse antreibende Motor vor Staubpartikeln geschützt werden. Weiter kann ein in dem Luftleittrichter angeordnetes Zusatzmaterial in seiner Lage in dem Luftleittrichter gehalten werden. Besonders vorzugsweise ist das Filterelement mit dem in dem Luftkanal angeordneten Zusatzmaterial verbunden. Besonders vorzugsweise ist das Zusatzmaterial in dem Luftleittrichter in einer Kassette gelagert, die mit dem Filterelement verbindbar ist. Besonders vorzugsweise sind Zusatzmaterial und Filterelement in einer gemeinsamen Kassette gelagert. Dies kann ein einfaches Auswechseln sowohl des Filterelements als auch des in dem Luftleittrichter angeordneten Zusatzmaterials durch den Benutzer ermöglichen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Staubabscheideeinheit einen Filterbeutel auf. Besonders vorzugsweise weist die Staubabscheideeinheit einen Filterbeutel mit Korb auf. Die Erfindung umfasst allerdings auch Ausführungen, in denen die Staubabscheideeinheit einen Fliehkraftabscheider aufweist.
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Eine erfindungsgemäß bevorzugte Motor-Gebläseeinheit weist ein Gebläse mit Gebläseschaufeln auf, um den Saugluftstrom zu erzeugen. Besonders vorzugsweise weist die Motor-Gebläseeinheit einen elektrischen Antrieb, z. B. einen Elektromotor auf. Die Motor-Gebläseeinheit kann sowohl als Einkreis- als auch als Zweikreisgebläse ausgeführt sein, wobei das Zweikreisgebläse eine separate Luftzufuhr zur Kühlung des Motors aufweisen kann.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht mit einfachen konstruktiven und kostengünstigen Mitteln die Bereitstellung eines Staubsaugers mit einem Eingreifschutzelement, das ein Eingreifen des Benutzers in gefährliche Teile, wie die Gebläseschaufeln verhindern kann. Insbesondere kann der dem Saugluftstrom durch das Eingreifschutzelement entgegengesetzte Widerstand reduziert werden. Dies wird erreicht, indem die Flächenelemente des Eingreifschutzelements propellerblattartig ausgebildet sind. Zudem ist eine kompakte Bauform erzielbar.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an Hand zweier in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.
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Es zeigen schematisch:
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1 einen Staubsauger mit einem Luftkanal, der einen Luftleittrichter umfasst, in einer Schnittansicht;
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2 ein Eingreifschutzelement in einem Luftleittrichter gemäß 1 in einer perspektivischen Darstellung;
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3 ein Eingreifschutzelement in einem Luftleittrichter gemäß 2 in einer Aufsicht;
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4 ein Eingreifschutzelement in einem Luftleittrichter in einer Schnittdarstellung entlang der Linie A-A aus 3;
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5 ein Eingreifschutzelement in einem Luftleittrichter in einer Schnittdarstellung entlang der Linie B-B aus 4;
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6 ein Eingreifschutzelement in einem Luftleittrichter gemäß 1 in einer perspektivischen Darstellung;
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7 ein Eingreifschutzelement in einem Luftleittrichter gemäß 6 in einer Aufsicht; und schließlich
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8 ein Eingreifschutzelement in einem Luftleittrichter in einer Schnittdarstellung entlang der Linie C-C aus 7.
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Ausführliche Beschreibung anhand von zwei Ausführungsbeispielen
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Bei der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten, deren Angabe in sämtlichen Ansprüchen zudem keine einschränkende Wirkung zukommt, sondern lediglich deren Lesbarkeit verbessern soll.
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Das Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der 1 bis 5 erläutert. In 1 dargestellt ist ein Staubsauger 10 in einer Schnittansicht mit einem Luftkanal 20, der abschnittsweise als Luftleittrichter 30 ausgebildet ist. 2 zeigt den Luftleittrichter 30, in dem ein Eingreifschutzelement 40 angeordnet ist, in einer perspektivischen Darstellung. In 3 ist eine Aufsicht des Luftleittrichters 30 mit Eingreifschutzelement 40 dargestellt. 4 zeigt den Luftleittrichter 30 mit Eingreifschutzelement 40 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie A-A aus 3. 5 zeigt den Luftleittrichter 30 mit Eingreifschutzelement 40 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie B-B aus 4.
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Der Staubsauger 10 weist einen Staubraum 11, in dem eine Staubabscheideeinheit 14 angeordnet ist, sowie einen mit dem Staubraum 11 durch den Luftkanal 20 verbundenen Gebläseraum 12 auf, wobei der Luftkanal 20 an einer Wand 13 des Staubraums 11 angeordnet ist. In dem Gebläseraum 12 ist eine Motor-Gebläseeinheit 15 zur Erzeugung des Saugluftstromes 16 angeordnet. Der Querschnitt des Luftleittrichters 30 verjüngt sich monoton in Strömungsrichtung des Saugluftstromes 16 von der Eintrittsöffnung 31, die zum Staubraum 11 hin gerichtet ist, bis hin zu der Austrittsöffnung 32, die zu dem Gebläseraum 12 hin gerichtet ist. Die Austrittsöffnung 32, die eine runde Form aufweist, beträgt etwa die Hälfte der Eintrittsöffnung 31, die eine rechteckige Form aufweist. Die Formen der Eintritts- 31 und Austrittsöffnung 32, die Verringerung des luftdurchströmten Querschnitts innerhalb des Luftleittrichters 30 ermöglichen einen verwirbelungsarmen Saugluftstrom 16 durch den Luftkanal 20 von dem Staubraum 11 hin zu dem Gebläseraum 12.
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Der Staubsauger 10 weist weiter ein Eingreifschutzelement 40 auf, das in dem Luftkanal 20 angeordnet ist, und das der Motor-Gebläseeinheit 15 in Richtung des Saugluftstroms 16 vorgelagert ist. Das Eingreifschutzelement 40 weist mehr als zwei Flächenelemente 41 auf, die rotationssymmetrisch angeordnet sind, und an denen der Saugluftstrom 16 vorbeiströmt. Das Eingreifschutzelement 40 umfasst somit zumindest ein Flächenelement 41. Die Flächenelemente 41 sind gegenüber einer Transportrichtung 17 des Saugluftstromes 16 geneigt, um entlang eines gedachten Saugluftstromes orientiert zu sein, der einen Drehimpuls aufweist. Dieser Drehimpuls ist in Transportrichtung 17 gerichtet. Die Transportrichtung 17 ist die Richtung des Saugluftstroms 16, in der die Saugluft von dem Staubraum 11 zu dem Gebläseraum 12 transportiert wird. Die Flächenelemente 41 sind propellerblattartig ausgebildet, weisen eine lineare Steigung sowie einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Die Aachenelemente 41 sind an den Saugluftstrom 16 angepasst, der aufgrund der Rotationsbewegung der Gebläseschaufeln der Motor-Gebläseeinheit 15 den Luftkanal 20 nicht senkrecht durchströmt. Somit wird der Strömungswiderstand, der dem Saugluftstrom 16 durch das Eingreifschutzelement 40 entgegengesetzt wird, minimiert.
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Die Flächenelemente 41 des Eingreifschutzelements 40 sind ringförmig um ein Zentrum 42 angeordnet, wobei die die Flächenelemente 41 in einem Innenring 43 und in einem Außenring 44 angeordnet sind. Die in dem Außenring 44 angeordneten Flächenelemente 41 umschließen die in dem Innenring 43 angeordneten Flächenelemente 41. Der Innenring 43 weist vier, der Außenring 44 fünfzehn Flächenelemente 41 auf.
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Das Eingreifschutzelement 40 ist in dem Luftleittrichter 30 angeordnet, wobei das Eingreifschutzelement 40 mit dem Luftkanal 20 ein einstückiges, gemeinsam hergestelltes Bauteil bilden. Somit umfasst der Luftkanal 20 das Eingreifschutzelement 40. Die Flächenelemente 41 schließen bündig mit der Eintrittsöffnung 31 des Luftleittrichters 30 ab, um ein in den 1 bis 7 nicht dargestelltes, der Eintrittsöffnung 31 vorgelagertes Filterelement 60, das dem Luftkanal 20 in Richtung gegen den Saugluftstrom 16 vorgelagert ist, abstützen zu können. Der Luftleittrichter 30 weist weiter einen Freiraum 33 auf, der sich von der Austrittsöffnung 32 ausgehend in Richtung der Eintrittsöffnung 31 erstreckt. Der Freiraum 33 ist in 4 und 5 schraffiert dargestellt. Der Freiraum 33 ist frei von Flächenelementen 41, und wird von einer Hüllfläche umschlossen, die die Form eines Kegelstumpfes aufweist. Hierdurch wird die durchströmbare Fläche an der Austrittsöffnung nicht durch Flächenelemente 41 verkleinert, so dass eine Verringerung des Strömungswiderstands erreicht wird. Insbesondere ist die freie Durchtrittsfläche 34 sogar größer als die Fläche der freien Austrittsöffnung 32. Die freie Durchtrittsfläche 34 ist die Fläche, die von dem Saugluftstrom 16 beim Austritt aus dem Eingreifschutzelement 40 durchströmt wird, und grenzt an die Hüllfläche an. In 2 ist sind Teilflächen der freien Durchtrittsfläche 34 gezeigt.
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Da die Flächenelemente 41 gegenüber der Transportrichtung 17 geneigt sind, können die Abstände zwischen den Flächenelementen 41 erhöht werden, ohne die Schutzfunktion des Eingreifschutzelements 40 zu beeinträchtigen. Durch einen höheren Abstand wird die freie Durchtrittsfläche 34 vergrößert, was zu einer weiteren Reduzierung des Strömungswiderstands führt.
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In einem zweiten Ausführungsbeispiel, das anhand der 6 bis 8 erläutert wird, und das sich ansonsten nicht von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet. 6 zeigt den Luftleittrichter 30, in dem ein Eingreifschutzelement 40 an der Austrittsöffnung 32 des Luftleittrichters 30 angeordnet ist in einer perspektivischen Darstellung. In 7 ist eine Aufsicht des Luftleittrichters 30 mit Eingreifschutzelement 40 dargestellt. 8 zeigt den Luftleittrichter 30 mit Eingreifschutzelement 40 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie C-C aus 7. In dem Luftleittrichter 30, und somit in dem Luftkanal 20, ist ein Zusatzmaterial 50 angeordnet, das geruchsneutralisierende und geruchsüberdeckende Stoffe enthält, die an den Saugluftstrom 16 abgegeben werden und Gerüche bekämpfen. Die geruchsneutralisierenden Stoffe werden in Form von Clathraten in den Saugluftstrom 16 abgegeben, wobei die Clathrate über die Firma „et-Projekt” mit der Handelsbezeichnung „SinoAir®” käuflich erworben wurden. Dieser Wirkstoff besteht in der Hauptsache aus pflanzlichen Clathraten. Um lange Betriebszeiten zu ermöglichen, wird der Wirkstoff mit ätherischen Essenzen in einem aus pflanzlichen Stoffen gewonnenem Gel zusammengeführt. Hierdurch kann sich der Einsatz bis zu einem Jahr realisieren lassen. Um das Wohlbefinden des Benutzers zu erhöhen, werden die geruchsüberdeckenden Stoffe als Parfümstoffe in den Saugluftstrom 16 abgegeben, der der Luft Zitronengeruch verleiht. Zudem ist ein Filterelement 60, das in eine austauschbare Filterkassette ist, dem Luftkanal 20 in Richtung des Saugluftstroms 16 vorgelagert. Durch das Filterelement 60 kann der Saugluftstrom 16 von Reststaub befreit werden, um die Motor-Gebläseeinheit 15 vor Verschmutzung zu schützen.
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Die vorliegende Erfindung ermöglicht mit einfachen konstruktiven und kostengünstigen Mitteln die Bereitstellung eines Staubsaugers mit einem Eingreifschutzelement, das ein Eingreifen des Benutzers in gefährliche Teile, wie die Gebläseschaufeln verhindern kann. Insbesondere kann der dem Saugluftstrom durch das Eingreifschutzelement entgegengesetzte Widerstand reduziert werden. Dies wird erreicht, indem die Flächenelemente des Eingreifschutzelements propellerblattartig ausgebildet sind. Zudem ist eine kompakte Bauform erzielbar.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Staubsauger
- 11
- Staubraum
- 12
- Gebläseraum
- 13
- Wand
- 14
- Staubabscheideeinheit
- 15
- Motor-Gebläseeinheit
- 16
- Saugluftstrom
- 17
- Transportrichtung
- 20
- Luftkanal
- 30
- Luftleittrichter
- 31
- Eintrittsöffnung
- 32
- Austrittsöffnung
- 33
- Freiraum
- 34
- freie Durchtrittsfläche
- 40
- Eingreifschutzelement
- 41
- Flächenelement
- 42
- Zentrum
- 43
- Innenring
- 44
- Außenring
- 50
- Zusatzmaterial
- 60
- Filterelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10148509 A1 [0003]
- US 2005/0229559 A1 [0004]
- DE 19617265 A1 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Norm DIN EN 60335-2-2 [0018]
- Normen DIN EN 60335-1 [0018]
- DIN EN 61032 [0018]
