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GEBIET DER NEUERUNG
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Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf eine Düse für einen Staubsauger sowie auf einen Staubsauger mit einer Düse dieser Art.
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HINTERGURND DER NEUERUNG
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Eine gute Staubsaugerdüse muss eine hohe Reinigungsleistung, d.h. eine effektive Schmutzaufnahmeleistung, aufweisen, gleichzeitig jedoch einfach zu handhaben und leicht über eine zu reinigende Oberfläche, wie z.B. einen Teppich, zu bewegen sein. Bei vielen konventionellen Düsen wird eine hohe Reinigungsleistung nur auf Kosten eines Widerstands gegenüber einer Bewegung über eine Oberfläche erreicht, wodurch eine erhöhte Kraftanwendung seitens des Benutzers erforderlich ist, um die Düse zu bewegen. Des Weiteren kann die Düse ein unangenehmes dynamisches Verhalten in dem Sinne aufweisen, dass sich diese nicht besonders gut über eine Oberfläche bewegt, wenn sie geschoben und/oder gezogen wird. Durch diese Nachteile kann es schwierig und ermüdend sein, den Staubsauger über einen längeren Zeitraum zu verwenden. In der vorliegenden Neuerung wird eine Düse beschrieben mit dem Ziel, die oben aufgeführten Probleme zu überwinden bzw. wesentlich zu verringern und eine Düse für einen Staubsauger vorzusehen, die optimale Reinigungsleistung mit minimalem Bewegungswiderstand und wünschenswerterem dynamischem Verhalten kombiniert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER NEUERUNG
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Gemäß der vorliegenden Neuerung ist eine Düse für einen Staubsauger vorgesehen, die eine Gleitsohle mit einem Saugkanalschlitz darin zum Ansaugen von Schmutz und Staub von einer Oberfläche, ein zur Drehung um eine Achse montiertes Rad, um die Düse auf der Oberfläche zu halten, sowie ein Saugrohranschlussstück zur Drehung um eine koaxial mit der Radachse angeordnete Achse umfasst, wobei das Rad einen Radius (h) von mindestens 25 mm aufweist und eine Distanz (X) über die Oberfläche zwischen einem Kontaktpunkt des Rades mit der Oberfläche, die sich unmittelbar unterhalb der Radachse befindet, und einem Punkt in der Mitte zwischen der Vorder- und Hinterkante des Saugkanalschlitzes nicht größer als 80 mm ist.
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Bei einer Ausführungsform umfasst die Düse ein Gehäuse, in dem die Gleitsohle und der Saugkanalschlitz ausgebildet sind, wobei das Rad und das Saugrohranschlussstück an dem Gehäuse zur Rotation um die Radachse angebracht sein können.
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Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Düse ein Gehäuse umfassen, in dem die Gleitsohle und der Saugkanalschlitz ausgebildet sind, wobei das Rad und das Saugrohranschlussstück zur Rotation relativ zueinander um die Radachse montiert sind und das Gehäuse zur Rotation relativ zu dem Rad und dem Saugrohranschlussstück um eine zweite Achse parallel zu der ersten Achse und von dieser beabstandet angebracht ist.
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Vorzugsweise erstreckt sich ein Verbindungsarm zwischen der Radachse und der zweiten Achse und ist mit sowohl dem Saugrohranschlussstück als auch dem Gehäuse drehbar verbunden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verhältnis des Radius des Rades (h) zu der Summe der Distanz X über die Oberfläche zwischen einem Kontaktpunkt des Rades mit der Oberfläche, die sich unmittelbar unterhalb der Radachse befindet, und einem Punkt in der Mitte zwischen der Vorder- und Hinterkante des Saugkanalschlitzes größer als 0.3.
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Gemäß der vorliegenden Neuerung ist ebenfalls ein Staubsauger mit einem Saugrohr und einer neuerungsgemäßen Düse vorgesehen, wobei das Saugrohr über das Saugrohranschlussstück mit der Düse verbunden ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Ausführungsbeispiele der Neuerung sind in der Zeichnung darstellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
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1 – einen seitlichen Querschnittsaufriss einer konventionellen Staubsaugerdüse;
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2 – den gleichen seitlichen Querschnittsaufriss wie in 1, jedoch mit Erläuterungen versehen, um das Drehmoment T und die durch die Radanhebung hervorgerufene Bewegung des Rades zu zeigen;
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3 – einen seitlichen Querschnittsaufriss einer Staubsaugerdüse gemäß der vorliegenden Neuerung;
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4 – einen seitlichen Querschnittsaufriss einer Düse gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Neuerung, in dem die Düse ein Gehäuse aufweist, das zur Rotation um eine Achse angebracht ist, die von der Rotationsachse der Radachse beabstandet ist; sowie
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5 – eine grafische Darstellung, um die Leistung einer Düse mit einem Verhältnis von größer als 0.3 im Vergleich zu der Leistung einiger konventioneller Düsen zu verbildlichen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In den 1 und 2 ist ein seitlicher Querschnittsaufriss einer Düse 1 für einen Staubsauger (nicht gezeigt) dargestellt. Die Düse 1 umfasst einen Hauptkörper bzw. ein Gehäuse 2 mit einem Winkel- oder Saugrohranschlussstück 3, das zur Rotation relativ zu dem Gehäuse 2 um eine Achse A an einem hinteren Ende des Gehäuses 2 montiert ist. Ein Saugrohr 4, das nicht einen Teil der Düse 1 darstellt, ist an dem Saugrohranschlussstück 3 anbringbar und erstreckt sich von diesem nach oben. Das Saugrohr 4 sieht einen Kanal für den Durchgang von Staub und Schmutz vor, der durch die Düse 1 von einer Oberfläche ‚S’ aufgesaugt wurde. Das Saugrohr 4 wirkt ebenfalls als ein Griff, um es einem Benutzer zu ermöglichen, die Düse bei Gebrauch in einer Vorwärtsrichtung (‚F’) schiebend und in einer Rückwärtsrichtung (‚R’) ziehend zu bewegen.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Rad 5 an dem Gehäuse 2 montiert. Es ist ebenfalls an dem Saugrohranschlussstück 3 zur Rotation um die gleiche Achse ‚A’ wie das Saugrohranschlussstück 3 angebracht, um die Düse 1 über die Oberfläche ‚S’ zu tragen und zu führen.
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Die Unterseite des Gehäuses 2 ist mit einer Gleitsohle 6 versehen, die mit der zu saugenden Oberfläche ‚S’ in Kontakt kommt. Ein länglicher Saugkanalschlitz 7 ist in der Gleitsohle 6 ausgebildet und erstreckt sich über die Breite des Gehäuses 2 im Wesentlichen in rechten Winkeln zu der Vorwärts- ‚F’ und Rückwärtsbewegungsrichtung ‚R’. Der längliche Saugkanalschlitz 7 weist parallele Vorder- und Hinterkanten 7a, 7b auf, welche die Kanten des Schlitzes 7 in der Gleitsohle 6 definieren. Es versteht sich, dass der Schlitz 7 ebenfalls eine andere Form haben kann.
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Vor der Vorderkante 7a und/oder hinter der Hinterkante 7b können Haar-/Fädenaufnahmestreifen 9 vorgesehen sein, um das Lösen von Haar oder Fäden von einer zu saugenden Oberfläche S zu unterstützen.
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Zum Erreichen einer hohen Staubaufnahmeleistung ist es erforderlich, den Saugkanalschlitz 7 in Kontakt mit der Oberfläche S zu halten, d.h., die Vorder- und Hinterkante 7a, 7b sollten in Kontakt mit der Oberfläche S bleiben. Daher sind die Position des Saugkanalschlitzes 7, die Radachse A und die Richtung, in der über das Saugrohr 4 und das Saugrohranschlussstück 3 auf das Gehäuse 2 Kraft ausgeübt wird, sämtlich wichtige Faktoren, da sie das Verhalten und die auf die Düse 1 einwirkenden Kräfte bestimmen.
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Das Hauptphänomen hinter der Staubaufnahme von einer Oberfläche S, wie z.B. einem Teppich, ist das Öffnen des Flors. Zum Öffnen des Flors während der Bewegung der Düse 1 in einer Vorwärtsrichtung ‚F’ muss auf die Vorderkante 7a des Saugschlitzes eine vertikale Kraft ausgeübt werden. Die einzige Kraft, die jedoch in dieser Richtung ausgeübt wird, ist eine horizontale Reibungskraft, die von dem Benutzer über das Saugrohr 4 ausgeübt wird, um die Düse 1 über den Teppich S zu schieben. Um diese Reibungskraft zum Öffnen des Flors in eine vertikale Kraft auf der Vorderkante 7a umzuwandeln, ist eine Distanz h wichtig (siehe 2). Die Distanz h ist die Distanz von der Rotationsachse A des Rades 5 zu der Oberfläche S und ist mit dem Radius des Rades 5 äquivalent. Je mehr die Distanz h zunimmt, desto höher ist die abwärts gerichtete, vertikale Kraft V der Saugkante gegenüber dem Flor, während der Staubsauger von einem Benutzer, der in einer Richtung, die sich entlang Linie F erstreckt, über das Saugrohr 4 auf die Düse eine Kraft ausübt, in einer Vorwärtsrichtung F entlang der Oberfläche geschoben wird.
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Bei dem Rückwärtshub ‚R’ der Düse 1 ist jedoch die Distanz q wichtig (siehe 2). Distanz q stellt die Länge einer Linie dar, die sich von der Vorderkante 7a des Saugschlitzes 7 aus erstreckt und sich in rechten Winkeln mit der Linie F kreuzt, entlang welcher die Kraft auf die Düse 1 ausgeübt wird, die von einem Benutzer erzeugt wird, indem er das Saugrohr 4 über den Teppich S zieht.
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Zieht der Benutzer die Düse 1 nach hinten, besteht die Tendenz, dass die Distanz q sich Null nähert, d.h. es wird ein Moment/Drehmoment erzeugt (wie in 2 durch Pfeil T gekennzeichnet), das bewirkt, dass sich die Düse auf dem Teppich S um die Vorderkante 7a des Saugschlitzes 7 dreht, was darin resultiert, dass sich die Düse 1 schrägstellt und das Rad 5 von dem Boden abhebt (wie in 2 durch gestrichelte Linien gekennzeichnet), bis das Drehmoment T auf Null ist, was dann auftritt, wenn die Vorderkante 7a und die Radachse A beide auf der gleichen Linie wie die ausgeübte Kraft F liegen. Zum Erreichen einer hohen Staubaufnahmeleistung ist diese Kippwirkung nicht wünschenswert, da die Hinterkante 7b des Saugschlitzes 7 nicht mehr in Kontakt mit dem Teppich S steht und somit Luft über einen Umweg, nicht jedoch durch den Teppich eintritt, was nicht wünschenswert ist und in einer Reduzierung der Saugleistung resultiert. Diese Kippwirkung bewirkt ebenfalls unangenehme, unregelmäßige Wippbewegungen der Düse 1.
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Idealerweise sollte die Distanz q so klein wie möglich gehalten werden, um die oben näher erläuterte, unerwünschte Kippwirkung zu minimieren. Gleichzeitig muss die Distanz h so gewählt werden, dass eine vertikale Kraft V aufrechterhalten wird, die den Saugschlitz 7 gegen den Flor hält, wenn die Düse in Vorwärtsrichtung (F) geschoben wird.
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Die Erfinder haben festgestellt, dass, um den Anspruch, einen Saugverlust zu verhindern, wenn die Düse in Vorwärtsrichtung (F) geschoben wird, und den Anspruch, die Wipp- und unregelmäßige Bewegung der Düse 1 zu minimieren bzw. zu verringern (indem eine geringe Distanz q aufrechterhalten und das zuvor erwähnte Drehmoment ‚T’ auf einem Minimum gehalten wird), wenn die Düse in Rückwärtsrichtung (R) gezogen wird, ins Gleichgewicht zu bringen, eine bestimmte Kombination aus Raddurchmesser und dem Abstand des Rades zu dem Mittelpunkt des Saugkanals wichtig ist. Es hat sich gezeigt, dass durch sorgfältiges Auswählen dieser Parameter ein gutes Gleichgewicht zwischen effektiver Staubaufnahme und der Kraft, die seitens eines Benutzers erforderlich ist, um die Düse leicht zu bewegen, wenn sie in Vorwärtsrichtung (F) geschoben wird und ebenfalls, wenn sie in Rückwärtsrichtung (R) gezogen wird, erreicht wird.
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Die Erfinder haben festgestellt, dass im Idealfall die Dimension q kleiner als 24 mm sein sollte, um die bestmögliche Leistung der Düse 1 vorzusehen, wenn diese in Rückwärtsrichtung (R) gezogen wird.
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Die Distanz q ist auf die Distanz der Radachse A über der Oberfläche S bezogen (d.h. die oben erwähnte Dimension h, die mit dem Radius des Rades 5 äquivalent ist), und die Dimension X (siehe 3) ist die Distanz über die Oberfläche S zwischen dem Kontaktpunkt Y des Rades 5 mit der Oberfläche S unmittelbar unter der Achse A und einer Mittellinie M (siehe 3) in der Mitte zwischen der Vorder- und Hinterkante 7a, 7b des Saugkanalschlitzes 7, d.h. einer imaginären Linie, die parallel zu und gleich weit entfernt von sowohl der Vorderkante 7a als auch der Hinterkante 7b des Saugkanalschlitzes 7 ist. Hat der Saugkanalschlitz eine Breite C, verläuft die Mittellinie durch die halbe Breite C (jeweils 1/2C von Vorderkante 7a bzw. Hinterkante 7b). Die Erfinder haben festgestellt, dass durch Vergrößern des Durchmessers des Rades 5 und durch näheres Positionieren der Radachse A an dem Saugschlitz 7, um die Distanz X zu reduzieren, die Distanz q kleiner wird, wodurch das Drehmoment T verringert und es einfacher wird, die Düse in der Richtung (R) über die Oberfläche zu ziehen.
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Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass der Saugkanalschlitz 7 im Idealfall eine rechteckige Form aufweist und sich über die Breite der Düse in einer Richtung in rechten Winkeln zu der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung F und R der Bewegung der Düse und parallel zu der Radachse erstreckt. Es ist jedoch möglich, dass der Saugkanalschlitz in einem anderen Winkel geformt ist bzw. sich erstreckt, in welchem Falle die oben erwähnte Messung X von einem zentralen Punkt aus, in der Mitte zwischen jedem Ende des Schlitzes in einer Richtung über die Breite der Düse 1, vorgenommen werden sollte.
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Um q < 24 zu erreichen, sollte die Relation zwischen dem Radradius h und Dimension X sein:
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In einem Ausführungsbeispiel der Neuerung wird diese Formel von der Voraussetzung, dass die Saugschlitzbreite 20 mm beträgt, abgeleitet. Vorzugsweise liegt die Schlitzbreite in dem Bereich von 18 bis 21 mm.
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Die Erfinder haben festgestellt, dass durch Vorsehen einer Distanz X von < 80 mm und eines Radradius von > 25 mm die bestmögliche Saugeffizienz und Dynamik erreicht werden, wenn die Düse entweder in Vorwärtsrichtung (F) geschoben oder in Rückwärtsrichtung (R) gezogen wird. Es versteht sich jedoch, dass, obgleich ein Verhältnis von weniger als 0.3 innerhalb dieser Parameter für einige Schlitzbreiten inbegriffen ist, Parameter, die ein Verhältnis von größer als 0.3 vorsehen, einen Vorzug darstellen, da es weiterhin dazu dient, das Gleichgewicht zwischen Staubaufnahmeeffizienz und Bewegung der Düse zu verbessern.
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Als weitere Erläuterung sei erwähnt, dass, wenn das Verhältnis geringer als 0.3 ist, die zur Bewegung der Düse in Vorwärtsrichtung (F) erforderliche Kraft, wie auch die auf die Vorderkante der Düse einwirkende vertikale Kraft V, kleiner ist. Infolgedessen würde sich die Staubaufnahmeeffizienz verringern. Jedoch resultiert ein Verhältnis von weniger als 0.3 ebenfalls in einem größeren Wert für q, und somit nimmt das Drehmoment, das erforderlich ist, um zu bewirken, dass sich die Düse schrägstellt, zu, sobald die Düse in Rückwärtsrichtung (R) gezogen wird. Werden die spezifizierten Parameter gewählt, um ein Verhältnis von größer als 0.3 vorzusehen, ist die vertikale Kraft V auf der Vorderkante der Düse bei einer bestimmten Kraft, die vor einem Benutzer ausgeübt wird, um die Düse vorwärts zu bewegen, höher als wenn Parameter ausgewählt werden, die kleiner als das spezifizierte Verhältnis sind. Ebenso ist q bei einem Verhältnis von größer als 0,3 geringer, was in einem geringeren Drehmoment auf die Düse bei der gleichen Reibungskraft resultiert, als wenn eine Einstellung außerhalb des spezifizierten Verhältnisses gewählt wird.
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In einem Ausführungsbeispiel der Neuerung ist eine Düse für einen Staubsauger vorgesehen, die ein Gehäuse mit einer Gleitsohle mit einem Saugkanalschlitz darin zum Ansaugen von Schmutz und Staub von einer Oberfläche, ein zur Drehung um eine Achse montiertes Rad, das sich im Wesentlichen parallel zu der Vorder- und Hinterkante des Saugkanalschlitzes erstreckt, um die Düse auf der Oberfläche zu halten, sowie ein an dem Gehäuse angebrachtes Saugrohranschlussstück zur Drehung um eine koaxial mit der Radachse angeordnete Achse umfasst. Das Verhältnis des Radius (h) des Rades zu einer Distanz über eine Oberfläche zwischen einem Kontaktpunkt (Y) des Rades mit der Oberfläche, die sich unmittelbar unterhalb der Radachse befindet, und einem Punkt in der Mitte zwischen der Vorder- und Hinterkante des Saugkanalschlitzes ist größer als 0.3. Die Parameter werden so ausgewählt, dass ein Verhältnis von größer als 0.3 vorgesehen wird, wenn die Breite des Saugschlitzes in dem Bereich von 18 bis 21 mm liegt.
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Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist das gleiche wie in den 1 bis 3 dargestellt, mit der Ausnahme, dass das Rad 5 an dem Saugrohranschlussstück 3 drehbar angebracht ist und das Gehäuse 2 an dem Saugrohranschlussstück 3 zur Rotation um eine zweite Achse B, die von der Radachse A beabstandet ist, drehbar angebracht ist. Ein Verbindungsarm 10 erstreckt sich zwischen den Achsen A und B und verbindet das Gehäuse 2 mit dem Saugrohranschlussstück 3. Es versteht sich, dass sich das Gehäuse 2 in diesem Ausführungsbeispiel, unabhängig von der Bewegung des Saugrohranschlussstücks 3 und des Rades 5 um Achse A, um Achse B drehen kann und das Gehäuse 2 somit während des Vorwärts- und Rückwärtshubs einen anderen Winkel einnehmen kann.
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5 zeigt eine Tabelle, die eine Anzahl von aus der oben erwähnten Gleichung erhaltenen Verhältnissen bei verschiedenen Staubsaugerdüsen mit unterschiedlichen Werten für Distanz X, Radradius h und Schlitzbreite C vorsieht. Sie zeigt ebenfalls, wie Staubaufnahmeeffizienz und Bewegungswiderstand optimiert werden, wenn das berechnete Verhältnis größer als 0.3 ist. Düse 1 stellt die Düse gemäß der vorliegenden Neuerung dar, während die Düsen 2, 3 und 4 solche des Stands der Technik darstellen. Obgleich diese Tabelle Werte darstellt, die bei einer Düse mit einer Doppelgelenkanordnung, wie unter Bezugnahme auf 4 beschrieben, erhalten werden, werden ähnliche Vorteile bei der unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschriebenen Düse erreicht, bei der lediglich ein Drehpunkt vorgesehen ist.
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Es versteht sich, dass das Wort „umfassen“ bzw. „umfasst“ weitere Schritte oder Elemente und der unbestimmte Artikel „ein“ bzw. „eine“ eine Mehrzahl nicht ausschließt. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Maßnahmen in gegenseitig unterschiedlichen Unteransprüchen aufgezählt wurden, weist nicht darauf hin, dass eine Kombination aus diesen Maßnahmen nicht zum Vorteil verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Ansprüchen sollten nicht als den Anwendungsbereich der vorliegenden Neuerung einschränkend ausgelegt werden.
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Obgleich Ansprüche in dieser Anmeldung auf bestimmte Kombinationen aus Merkmalen abgefasst sind, versteht es sich, dass der Anwendungsbereich der Offenbarung der vorliegenden Neuerung ebenfalls neuartige Merkmale oder neuartige Kombinationen aus Merkmalen, die hier explizit oder implizit offenbart sind, oder eine Verallgemeinerung davon, unabhängig davon, ob sie sich auf die gleiche Neuerung, wie hier in den Ansprüchen beansprucht, bezieht oder irgendwelche oder alle von der Hauptneuerung angesprochenen technischen Probleme mildert, einschließt. Die Anmelderin weist hiermit darauf hin, dass für solche Merkmale und/oder Kombinationen von Merkmalen während der Verfolgung der vorliegenden Anmeldung oder einer von dieser abgeleiteten weiteren Anmeldung neue Ansprüche abgefasst werden können.
