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Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen Staubsauger und insbesondere das Abziehen der Luft bei diesem Staubsauger.
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Im Stand der Technik sind Luftauslässe bekannt, deren Ziel darin besteht, das Fördergeräusch des Geräts zu verringern, und die eine Einschnürung mit deutlich verringerter Abmessung aufweisen, um eine Schalldämpferwirkung zu erhalten.
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Das Dokument
US 4 651 380 offenbart einen Staubsauger, der einen Schalldämpfer mit konstantem Querschnitt aufweist, auf den ein Diffusor folgt. Der Auslassstrahl eines derartigen Staubsaugers ist dann konzentriert, und seine Geschwindigkeits- und Richtungskenndaten können entweder eine Behinderung für den Benutzer hervorrufen, da der Strahl auf eine kleine Fläche und mit einer hohen Geschwindigkeit konzentriert ist, oder am Boden Wirbel verursachen, die den Staub am Boden, den der Benutzer ansaugen wollte, in der Luft verteilen können.
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Das Dokument
G 62117229 stellt seinerseits einen Staubsauger mit zwei Luftauslässen vor, die dazu ausgelegt sind, Geräusche zu verringern. Eine langgestreckte Einschnürung mit rechteckigem und konstantem Querschnitt verringert die Geräusche, und vor dem Luftaustritt nach außen ist ein poröses Material vorgesehen, um das Innere des Produkts zu verdecken und keine Geräusche zu verursachen. Das poröse Material ist außerhalb des Produkts vor dem Luftaustritt auf einer Seite der Leitung angeordnet, die die Einschnürung bildet. Der Hauptnachteil bei dieser Lösung besteht darin, dass der Strahl am Ausgang des Produkts eine Luftgeschwindigkeit hat, die den Benutzer stören oder dazu führen könnte, dass der am Boden angesammelte Staub bis in die Luft fliegt, da überwiegend das stromabwärtige Ende des Auslasses unter der Wirkung der am Ende der Einschnürung angeordneten Wand die Luft abführt. Das stromaufwärtige Ende des Luftauslasses wird nämlich nicht von einer großen Luftmenge durchquert, da der den Luftauslass durchquerende Luftstrom zum stromabwärtigen Ende nahe der Wand konzentriert ist, so dass der Wirkungsgrad der Verteilung begrenzt ist. Die Größe des Luftauslasses, der parallel zu den Strömungsbahnen in der Einschnürung angeordnet ist, führt dazu, dass das Teil lang und sperrig wird, und schadet der Kompaktheit des Staubsaugers.
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Das Dokument
WO2007045981 stellt einen Staubsauger vor, dessen Ausströmleitung dazu ausgelegt ist, eine Erhöhung der Motorleistung zu verhindern. Dazu weist der Ausströmkreis einen Einschnürungskragen auf, auf den unmittelbar ein divergierender Rohrabschnitt und anschließend ein Filter folgen, der den Luftauslass bildet. Mit einem derartigen Luftauslass ist es nicht möglich, die Geräuschemissionen zu verringern. Darüber hinaus ist der divergierende Abschnitt, dessen Funktion darin besteht, den Strom laminar zu machen, zwischen dem Kragen der Einschnürung und dem Auslassfilter angeordnet und erfordert, dass dem Ausströmsystem im Gerät eine beachtliche Länge und ein großer Raum zugeteilt werden, so dass Größe und Volumen dieses Geräts groß sind.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile aus den oben genannten Dokumenten aus dem Stand der Technik anzusprechen und insbesondere zunächst einen Staubsauger mit einem geringen Schallpegel, einer sanften Diffusion bei seiner Anwendung und ohne starke Ausströmstrahlen, die auf eine kleine Fläche konzentriert sind, vorzuschlagen.
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Dazu betrifft ein erster Aspekt der Erfindung einen Staubsauger mit einem Motorgebläse, das einen Luftstrom ansaugt und diesen zu mindestens einem Ausströmkreis fördert, der einen Kanal mit mindestens einer langgestreckten Einschnürung mit konstantem Luftstrom-Durchlassquerschnitt aufweist, die einen Schalldämpfer bildet und auf die ein poröser Diffusor mit einem Luftstrom-Durchlassquerschnitt folgt, der größer ist als der Durchlassquerschnitt der langgestreckten Einschnürung, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Ausströmkreis ein Übergangsstück aufweist, das zwischen der langgestreckten Einschnürung und dem porösen Diffusor angeordnet ist, und das Übergangsstück einen divergierenden Luftstrom-Durchlassquerschnitt aufweist. Der erfindungsgemäße Staubsauger mit dem divergierenden Übergangsstück zwischen der Einschnürung und dem porösen Diffusor gibt die Luft nicht in Form eines konzentrierten Strahls ab, der den Benutzer stören oder Staub aufwirbeln könnte. Der divergierende Abschnitt führt nämlich dazu, die Geschwindigkeit des Luftstroms aus dem Schalldämpfer (Einschnürung) zu verringern und den statischen Druck zu erhöhen, so dass der Luftstrom gut auf den gesamten Querschnitt des porösen Diffusors verteilt ist und der Luftstrom effektiv auf sanfte und diffuse Weise aus dem Diffusor ausgestoßen wird. Unter porös ist hier jegliches Material mit kleinen Vertiefungen oder Zwischenräumen zu verstehen, die den Luftdurchlass durch das poröse Material gestatten.
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Vorteilhafterweise hat die langgestreckte Einschnürung einen charakteristischen Durchmesser, hat das Übergangsstück eine Länge, die einen Abstand zwischen der langgestreckten Einschnürung und dem porösen Diffusor definiert, und ist die Länge des Übergangsstücks kleiner als der charakteristische Durchmesser der langgestreckten Einschnürung. Der charakteristische Durchmesser ist der Durchmesser der langgestreckten Einschnürung, wenn die Leitung der langgestreckten Einschnürung ein Zylinder mit kreisförmigem Querschnitt ist. Wenn der Querschnitt der langgestreckten Einschnürung nicht kreisförmig ist, kann der charakteristische Durchmesser dadurch bestimmt werden, dass der Durchlassquerschnitt multipliziert mit vier durch den benetzten Umfang geteilt wird: Dc = 4S/Pm, wobei Dc den charakteristischen Durchmesser, S den Durchlassquerschnitt und Pm den benetzten Umfang darstellt. Diese Anwendung der Erfindung bietet die Möglichkeit, die Kompaktheit des Staubsaugers zu erhöhen und dabei eine gute Geräuschreduktion ohne konzentrierten Austrittsstrahl zu haben.
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Die Länge des Übergangsstücks ist vorteilhaft kleiner als zehn Millimeter. Die Anmelderin hat festgestellt, dass es mit dieser Länge, die eine gute Kompaktheit bietet, möglich ist, einen sanften und geräuschlosen Luftaustritt zu erhalten.
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Vorteilhafterweise weist der Staubsauger ein Gehäuse auf, das einen Innenraum des Staubsaugers definiert, und ist das Übergangsstück ein Strukturbestandteil des Gehäuses. Diese Verwendung des Übergangsstücks führt zu Einsparungen bei der Herstellung, da das Übergangsstück folgende Funktionen innehat: es dient dazu, die langgestreckte Einschnürung mit dem porösen Diffusor zu verbinden, um die Strahlwirkung zu verringern, und es dient auch als Strukturbestanteil des Staubsaugergehäuses.
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Der Durchlassquerschnitt des porösen Diffusors verläuft vorteilhaft im Wesentlichen parallel zum Durchlassquerschnitt der verlängerten Einschnürung. Diese Anwendung bietet eine gute Kompaktheit und ermöglicht auch eine Begrenzung des Geräuschpegels, da der Luftstrom keiner abrupten Richtungsänderung wie beispielsweise bei einer Biegung ausgesetzt ist und die Verwirbelungen begrenzt sind, so dass das Strömen des Luftstroms in das Übergangsstück keine zusätzlichen Geräusche verursacht. Mit anderen Worten hat der Luftstrom eine zu den Durchlassquerschnitten der Einschnürung und des porösen Diffusors senkrechte Strömungsrichtung, wodurch jegliche Wirbelerzeugung verhindert wird.
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Der Durchlassquerschnitt des porösen Diffusors ist vorteilhaft mindestens doppelt so groß wie der Durchlassquerschnitt der langgestreckten Einschnürung. Die Anmelderin hat festgestellt, dass es mit diesem Oberflächenverhältnis möglich ist, die Bündelung des von dem Staubsauger abgestoßenen Luftstroms wirksam zu reduzieren.
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Die langgestreckte Einschnürung ist vorteilhaft in Bezug auf den porösen Diffusor versetzt. Ohne der Geräuschverringerung, die durch die langgestreckte Einschnürung bewirkt wird, und ohne der Verringerung der Strahlwirkung zu schaden, ermöglicht diese Anwendung eine versetzte Anordnung der Einschnürung und des porösen Diffusors, um den geometrischen Konstruktionsanforderungen zu genügen. Durch das Vorhandensein des divergierenden Übergangsstücks ist es möglich, all diese Anforderungen in Einklang zu bringen, indem der Luftstrom umgeleitet und dabei gleichzeitig seine Geschwindigkeit reduziert wird.
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Das Übergangsstück ist vorteilhaft ein von der langgestreckten Einschnürung und von dem porösen Diffusor getrenntes Teil. Durch diese Anwendung wird die Modularbauweise gewährleistet.
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Der poröse Diffusor hat vorteilhaft eine Porosität, die durch das Verhältnis zwischen einer Luftdurchlassfläche und einer Gesamtfläche in einem ebenen Schnitt des Materials definiert ist und weniger als 60% beträgt. Der Luftaustritt ist bei einem derartigen Wertbereich der Porosität sanft, ohne jedoch zu hohe Druckverluste zu verursachen. In Verbindung mit der obigen, dem porösen Material zugeordneten Definition ist zu verstehen, dass die hier genannte Luftdurchlassfläche in einem ebenen Schnitt des Materials diejenige der Vertiefungen oder Hohlräume ist, die den Luftdurchlass durch das poröse Material gestatten.
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Der poröse Diffusor ist vorteilhaft ein gewebtes Material mit Maschen, die kleiner oder gleich 1 Millimeter sind. Diese Anwendung ist Kosten sparend und wirkungsvoll.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden klarer beim Lesen der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung, die beispielhaft und keineswegs einschränkend gegeben und in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Darin zeigen:
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1 eine isometrische Ansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Staubsaugers;
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2 eine Ansicht im waagerechten Schnitt des Staubsaugers aus 1;
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3 eine Alternative der Erfindung.
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1 stellt einen Teil eines Staubsaugers dar. Eine Luftsammeleinrichtung 40 nimmt die Luft auf, die von einem Motor ausgestoßen wird, der im hinteren Abschnitt des Staubsaugers angeordnet und nicht dargestellt ist. Die Sammeleinrichtung 40 verteilt dann die Luft zu zwei Ausströmkreisen, die jeweils einen Schalldämpfer aufweisen, der durch langgestreckte Einschnürungen 10a und 10b gebildet ist. Die langgestreckten Einschnürungen mit konstantem Querschnitt führen zu einer Verringerung des Lärms, der von dem von dem Motor ausgestoßenen Luftstrom abgegeben wird. Die beiden Einschnürungen 10a und 10b sind dann jeweils über zwei divergierende Übergangsstücke 20a und 20b, die strukturell einen Teil des Staubsaugergehäuses bilden, mit einem porösen Diffusor 30a bzw. 30b verbunden.
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2 stellt einen waagerechten Schnitt des Staubsaugers aus 1 dar. Der Motor 50 stößt somit die Luft zur Sammeleinrichtung 40 ab, die anschließend den Strom teilt und zu den beiden Einschnürungen 10a und 10b leitet. Jede Einschnürung 10a und 10b ist über ein Übergangsstück 20a und 20b mit einem porösen Diffusor 30a und 30b verbunden. Diese Übergangsstücke divergieren stark, um jede Einschnürung mit einem porösen Diffusor zu verbinden, da der Durchlassquerschnitt jeder Einschnürung kleiner ist als der Luftstrom-Durchlassquerschnitt jedes porösen Diffusors. Beim Strömen in die divergierenden Übergangsstücke wird jeder Luftstrom gebremst, und der statische Druck steigt, so dass der poröse Diffusor den Luftstrom auf diffuse und sanfte Weise ausstößt, ohne der Geräuschfreiheit im Betrieb zu schaden, die mit den Einschnürungen 10a und 10b erhalten wird. Das Ausströmen erfolgt nicht in Form eines konzentrierten, starken und lenkenden Luftstrahls. Die Übergangsstücke sind jedoch sehr kompakt, und der Abstand zwischen dem letzten Durchlassquerschnitt jeder Einschnürung und dem gegenüber angeordneten porösen Diffusor ist kleiner als der charakteristische Durchmesser jeder Einschnürung. Darüber hinaus ist der vollständige Ausströmkreis aufgrund der parallelen Anordnung der Durchlassquerschnitte der Einschnürungen und der porösen Diffusoren zueinander relativ kurz.
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3 stellt eine alternative Anwendung der Erfindung dar, wobei die Einschnürungen 10a und 10b in Bezug auf die porösen Diffusoren 30a und 30b versetzt sind. In der gleichen Weise wie bei dem in 2 gezeigten Staubsauger wird die von dem Motor 50 ausgestoßene Luft von der Sammeleinrichtung 40 zu den beiden Einschnürungen 10a und 10b geleitet, wobei die divergierenden Übergangsstücke 20a und 20b jedoch eine Umlenkung des Luftstroms zu den porösen Diffusoren 30a und 30b ermöglichen, ohne dabei trotz Versatz Geräusche zu erzeugen. Die Divergenz der Übergangsstücke ermöglicht eine Umlenkung des Luftstroms ohne Erzeugung von Geräuschen, da die Geschwindigkeit des Luftstroms automatisch reduziert wird.
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Es ist zu verstehen, dass verschiedene, für den Fachmann offensichtliche Änderungen und/oder Verbesserungen bei den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, die in der vorliegenden Beschreibung beschrieben sind, vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung, der durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, zu verlassen. Insbesondere wird auf zwei Einschnürungen verwiesen, die jeweils in einen porösen Diffusor münden, wobei es jedoch denkbar ist, die Erfindung bei einem Staubsauger anzuwenden, der nur eine Einschnürung und nur einen porösen Diffusor aufweist. Es ist auch denkbar, einen Teilversatz der langgestreckten Einschnürung in Bezug auf den porösen Diffusor vorzusehen. Es ist auch zu beachten, dass der Porositätswert umso kleiner sein kann, je größer die Gesamtfläche des porösen Diffusors ist, so dass die durchschnittliche Geschwindigkeit der Luft pro Masche im Wesentlichen konstant bleibt. Das bedeutet, dass die Luftdurchlassfläche trotz einer möglichen Zunahme der Gesamtfläche des porösen Diffusors im Wesentlichen konstant bleibt. Dadurch ist es möglich, eine gewisse Homogenität der Geschwindigkeiten der Luft auf der gesamten Fläche des porösen Diffusors beizubehalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4651380 [0003]
- DE 62117229 [0004]
- WO 2007045981 [0005]
