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I. Anwendungsgebiet
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Die Erfindung betrifft einen Staubsauger bzw. eine Staubabsauganlage zum Entfernen von Staub mittels Absaugen.
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II. Technischer Hintergrund
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Vor allem in industriellen Produktionsbereichen besteht häufig das Problem, dass leicht und häufig verstaubende Umgebungsbereiche durch Absaugen des Staubes gereinigt werden müssen, was im Wesentlichen die einzige Methode ist, um Staub, der sich lose auf Oberflächen abgelagert hat, ohne Aufwirbeln zu beseitigen.
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Zu diesem Zweck sind einerseits robuste Industrie-Staubsauger bekannt, die einen Staubauffangbehälter mit vorgelagertem Filter umfassen sowie ein meist elektrisch betriebenes Saug-Gebläse als Unterdruckerzeuger, mit dessen Unterdruck das Saugrohr beaufschlagt wird, in dessen vordere Ansaugöffnung der abgelagerte Staub eingesaugt wird.
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Da sowohl der Staubauffangbehälter als auch das Unterdruck-Sauggebläse samt antreibendem Motor relativ groß bauen, kann ein solcher Industrie-Staubsauger – abhängig vom Fassungsvermögen des Staubbehälters – ein Volumen von 2 m3 und auch mehr besitzen und ein Gewicht – vor allem im vollen Zustand – von mehreren Zentnern.
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Die Handhabung eines so großen Industrie-Staubsaugers auf einer Ebene ist mittels daran befestigter Laufrollen noch akzeptabel, aber spätestens beim Verbringen auf verschiedene Höhen und Ebenen sind hierfür passende Hubmittel erforderlich.
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Hinzu kommt, dass auch bei noch so großem Fassungsvermögen des Staubbehälters dieser irgendwann voll ist, zum Leeren an eine geeignete Leerungsstelle verbracht werden muss und zu diesem Zweck der volle und schwere Staubsauger ebenfalls wieder aufwändig dorthin transportiert werden muss.
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Ebenso muss der integrierte Filter von Zeit zu Zeit kontrolliert und gereinigt werden, was ebenfalls manuell geschieht und zeitaufwändig ist, vor allem wenn entsprechende Ersatzfilter nicht sofort zur Verfügung stehen.
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Andererseits sind – auch im privaten Wohnbereich – Absaugsysteme bekannt, bei denen der größte Teil des Absaugrohres, der Unterdruckerzeuger, der Filter und der Staubbehälter stationär verbaut sind, wobei die Absaugrohre meist unsichtbar in den Wänden oder im Boden verlaufen und in jedem Raum ein oder mehrere Anschlussöffnungen zum Ankuppeln einer weiteren, meist flexiblen, Absaugleitung vorhanden sind.
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Die abgesaugte, staub beladene Luft wird somit entlang der Rohrleitungen in den Wänden zu dem stationären Filter mit Staubbehälter transportiert, der sich beispielsweise im Keller des Gebäudes befindet. Wegen der langen Wege der Saugleitungen in den Wänden muss dort ein relativ starker Unterdruck erzeugt werden, was jedoch angesichts der stationären Montage hinsichtlich Gewicht und auch Geräuschentwicklung in diesem Fall akzeptabel ist.
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Die Saugrohrleitung, die dann in dem zu reinigenden Raum an die Anschlussöffnung der fest verlegten Saugrohre angeschlossen wird, enthält dann keinen eigenen Unterdruckerzeuger mehr.
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In der Industrie gibt es jedoch auch die Situation, dass in einem Produktionsbetrieb eine Absauganlage für ein Gas, insbesondere Luft, mit Luftfilterung vorhanden ist, welche auch mit Unterdruck beaufschlagt ist, da hierüber beispielsweise Absaughauben über staubintensiven Arbeitsplätzen oder Produktionsmaschinen abgesaugt werden, jedoch ist der an den Ansaugöffnungen vorhandene Unterdruck nicht stark genug, um einen kompakt liegenden Haufen oder eine Schicht von abgelagertem Staub aufsaugen zu können.
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Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird generell von Luft gesprochen, jedoch soll dies auch jedes andere Gas sein können, also die Erfindung nicht auf die Behandlung von Luft beschränken.
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Diese Situation trifft man häufig in extremer Form in Gießereien, in denen Metall aufgeschmolzen und vergossen wird:
Da die Luft in einer Gießerei stark staubbeladen ist, lagert sich auf allen Flächen viele Zentimeter dick der Staub ab, beispielsweise auf der den Schmelztiegel umgebenden Ofenplattform, auf dem dortigen Unterstand, auf sämtlichen horizontal verlaufenden Kabeln und Leitungen, Stahlträgern, Führungen und Schienen usw.
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Durch auftretende Luftströmungen kann dieser Staub immer wieder aufgewirbelt werden, was zum einen arbeitsschutzrechtlich wegen der dann zu hohen Staubbeladung der Atemluft nicht zulässig ist, und auch für das Arbeitsergebnis des Produktionsvorganges, hier beispielsweise des Gussteiles, sich nachteilig auswirken kann.
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Da der Schmelztiegel in der Regel nicht nur mit einem Ofendeckel, sondern zusätzlich mit einer Absaughaube abgedeckt ist, die die aus dem Schmelztiegel austretenden heißen und oft staubbeladenen Gase auffängt, über einem Absaugkanal abtransportiert und filtert, steht hier auch eine Absauganlage zur Abfuhr und Filterung sowie Endlagerung des zu entfernenden Staubes zur Verfügung, deren Unterdruck jedoch für das Aufnehmen des bereits abgelagerten Staubes ebenfalls nicht ausreicht.
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III. Darstellung der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, einen Staubsauger, sowie eine Absauganlage zur Verfügung zu stellen, die trotz einfachen und kostengünstigen Aufbaus eine schnelle und einfache Handhabung und Reinigung von Oberflächen von darauf abgelagertem Staub ermöglicht.
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b) Lösung der Aufgabe
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Hinsichtlich des Staubsaugers wird diese Aufgabe gelöst, indem in der Saugrohrleitung des Staubsaugers ein so starker Unterdruck erzeugt wird, dass nicht nur frei in der Luft schwebender Staub angesaugt werden kann, sondern auch bereits auf dem Untergrund abgelagerter Staub, wofür eine höhere Saugkraft notwendig ist.
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Für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung soll an dieser Stelle klargestellt werden, dass unter einer Saugrohrleitung sowohl ein festes, unbiegsames Rohr als auch eine flexible Schlauchleitung zu verstehen ist, oder eine Kombination aus derartigen Abschnitten der Saugrohrleitung.
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Der angesaugte Staub wird durch den Anschluss an die Absaug- und Filteranlage übergeben und dort, also stationär, gefiltert und der im Filter anfallende Staub gesammelt, sodass in dem Staubsauger selbst kein großer und schwerer Filter und Staubsammelbehälter vorhanden sein muss, der dann zusammen mit dem Staubsauger bewegt werden muss.
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Der Staubsauger ist deshalb sehr klein, leicht und kompakt, sodass er im Idealfall ohne jegliches Hilfsgerät rein manuell zur benötigten Position getragen werden kann und an die Absaug- und Filteranlage angeschlossen werden kann, wofür es nicht nur eine, sondern auch mehrere verschiedene Anschlussöffnungen geben kann.
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Vorzugsweise weist der im Saugrohr eingebaute Unterdruckerzeuger einen vollständig freien Durchgang für das anzusaugende und abzutransportierende Gas auf, womit gemeint ist, dass sich im Strömungsweg des Gases kein bewegliches Hindernis, insbesondere überhaupt kein Hindernis befindet.
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Ein Unterdruckerzeuger, der dieses Merkmal nicht erfüllt, ist beispielsweise ein Sauggebläse, denn hierbei würde sich der rotierende, den Unterdruck erzeugende Propeller des Unterdruckventilators im Strömungsweg des Gases befinden und diesen nicht nur reduzieren, sondern vor allem würde der Propeller durch das stark staubbeladene Gas einem hohen Verschleiß unterliegen, denn die Staubpartikel würden ja in Kontakt mit dem Propeller geraten.
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Auch die für den Propeller vorhandene mechanische Lagerung ist nachteilig, wie jedes mechanisch bewegte Teil, denn der enthaltene Staub würde über kurz oder lang in das Lager eindringen und das Lager zerstören.
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Vorzugsweise wird deshalb als Unterdruckerzeuger eine Bauform verwendet, die ohne bewegte Teile auskommt und/oder nicht von der zu reinigenden Luft durchströmt wird, insbesondere eine Druckluft-Ejektordüse.
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Bei einer Druckluft-Ejektordüse handelt es sich um eine in die Saugrohrleitung des Staubsaugers eingebaute Hülse mit einem freien, insbesondere mittigen, Durchlass etwa in der Größe der Saugrohrleitung und damit fluchtend, die mit einem Druckluftanschluss ausgestattet ist. Die Hülse weist insbesondere im Innenumfang Ausströmöffnungen für die Druckluft in den freien Durchlass hinein auf, und zwar gerichtet in Richtung der gewünschten Strömungsrichtung.
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Die in die Düse einschießende Druckluft erzeugt im freien Durchlass eine Saugwirkung, die das Gas an der Ansaugöffnung ansaugt. Je nach Position und Ausbildung der Ausströmöffnungen in der Hülse kann die Effizienz der Druckluft-Ejektordüse optimiert werden.
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Ein Vorteil besteht darin, dass der Unterdruck an dieser Stelle nur mit Hilfe von Druckluft erzeugt wird, also beispielsweise kein elektrischer Anschluss an dieser Stelle und am Saugrohr insgesamt benötigt wird, was vor allem in heißer Umgebung wie etwa an einem Schmelzofen sehr wichtig ist.
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Ein weiterer Vorteil jedoch besteht darin, dass eine solche Druckluft-Ejektordüse keine bewegten Teile enthält, die einem Verschleiß unterliegen, und auch ein vollständig freier Durchlass für das anzusaugende Gas möglich ist, in dem sich kein mechanisches Hindernis befindet, mit dem die im Gas enthaltenen Partikel kollidieren könnten.
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Der Hauptvorteil einer solchen Druckluft-Ejektordüse besteht jedoch darin, dass diese – meist aus Aluminium hergestellte – Ejektordüse vom Durchmesser her kaum größer ist als die Saugrohrleitung selbst, und auch nur unwesentliches zusätzliches Gewicht besitzt und somit wesentlich leichter und kompakter ist als beispielsweise ein Druckluft-Sauggebläse.
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Der Nachteil einer druckluftbetriebenen Unterdruckerzeugung besteht lediglich darin, dass die in Form von Druckluft zur Verfügung gestellte Energie teurer ist als die gleiche als elektrischer Strom zur Verfügung gestellte Energiemenge. Dies ist jedoch gerade bei Anwendungen, bei denen der Staubsauger nur immer über begrenzte Zeit betrieben wird, unerheblich gegenüber den damit erzielbaren Vorteilen.
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Besonders vorteilhaft wird hier eine Druckluft-Ejektordüse verwendet, bei der der Sauganschluss für die anzusaugende Luft zentral angeordnet ist und ein oder mehrere Druckluft-Strahlen ringförmig darum herum in die Ejektordüse zugeführt werden, und in diesen entweder eine ringförmige Strahldüse oder mehrere über den Umfang verteilte Strahldüsen ausgebildet sind, die von der Druckluft durchströmt werden, um den notwendigen Unterdruck zu erzeugen.
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Die stromabwärts der Misch-Stelle, also Ansaugstelle, vorhandene Fangdüse der Ejektordüse ist wie üblich auch hier zentral im Querschnitt der Druckluft-Ejektordüse angeordnet.
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Vorzugsweise besteht das Saugrohr zumindest teilweise, meist in seinem mittleren Abschnitt, aus einem Schlauchabschnitt, während der hintere Teil, der Heck-Abschnitt, anschließend an seine Abgabeöffnung entweder ebenfalls als Schlauchabschnitt oder als starres Rohr ausgebildet ist, welches wenigstens in dem Kupplungsteil zum Anschließen an der Anschlussöffnung des Absaugkanales besteht.
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Die Druckluft-Ejektordüse ist vorzugsweise am Übergang zwischen dem hinteren Ende des Schlauchabschnittes und dem Heck-Abschnitt des Saugrohres angeordnet und/oder Bestandteil eines als hinteres starres Rohr ausgebildeten Heck-Abschnittes.
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Dies hat den Vorteil, dass die für den Unterdruckerzeuger, insbesondere die Druckluft-Ejektordüse, benötigte Druckluft nur zu diesem Heckabschnitt des Saugrohres geliefert werden muss, der insbesondere fest am Absaugkanal positioniert ist, wenn er an einer bestimmten Anschlussöffnung des Absaugkanales befestigt ist, sowie den weiteren Vorteil, dass das Zusatzgewicht durch diesen Unterdruckerzeuger, wie etwa die Druckluft-Ejektordüse, nicht von dem Bediener, der ja den vorderen Bereich des Saugrohres in der Hand hält, getragen und bewegt werden muss, sondern insbesondere gegenüber dem hinteren Ende des Saug Rohr des mittels einer Ablehnung wie etwa einer Kette getragen wird.
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In der Regel ist auch der der Ansaugöffnung benachbarte, vordere Bereich des Saugrohres als festes Rohr, das Frontrohr, ausgebildet, und besitzt vorzugsweise einen Handgriff für das sichere Ergreifen und Halten durch den Bediener.
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Im hinteren Bereich, vorzugsweise am hinteren Ende, der Abgabeöffnung des Saugrohres, besitzt dieses eine Kupplung, die dem zumindest schnellen, werkzeuglosen Fixieren und Lösen des Saugrohres an bzw. von der Anschlussöffnung des Absaugkanales dient.
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Der Druckluftanschluss des Saugrohres kann ebenfalls eine solche schnelle, werkzeuglos zu öffnende und zu schließende Druckluft-Kupplung aufweisen.
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Vorzugsweise sind die Kupplung zum Anschließen des Saugrohres und die Kupplung zum Anschließen am Druckluftanschluss funktionsvereinigt zu einer kombinierten Kupplung, sodass zum Anschließen des Saugrohres an die Anschlussöffnung des Absaugkanals nur eine einzige Kupplung geschlossen werden muss, um den Staubsauger funktionsfähig anzuschließen.
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Vorzugsweise ist vor der Ansaugöffnung des Saugrohres ein Gitter angeordnet, welches verhindern soll, dass zu große Partikel vom Saugrohr des Staubsaugers angesaugt werden können, die das Saugrohr verstopfen können.
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Insbesondere besitzt das Gitter Maschen mit einem größten freien Querschnitt, der maximal 2/3, besser maximal die Hälfte, besser nur maximal 1/4 und besser nur maximal 1/10 des kleinsten freien Durchmessers im Verlauf des Saugrohres betragen.
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Im Saugrohr ist vorzugsweise eine Verschlussklappe angeordnet, die die Unterdruckbeaufschlagung an der Ansaugöffnung des Saugrohres durch Schließen der Verschlussklappe beenden kann und vom Bediener des Saugrohres von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand verbracht werden kann. Zu diesem Zweck befindet sich die Verschlussklappe vorzugsweise am Frontrohr des Saugrohres und/oder vorzugsweise am oder in der Nähe des für das den Bediener am Saugrohr, insbesondere dem Frontrohr, vorgesehenen Handgriff.
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Die Verschlussklappe wird dabei mechanisch geöffnet und geschlossen über einen Betätigungshebel, der vom Bediener ergriffen und bewegt werden kann, wobei die Verschlussklappe vorzugsweise in der geöffneten Stellung entweder verrastet werden kann oder durch den anliegenden Unterdruck im Saugrohr in der geöffneten Stellung gehalten wird.
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Auch die umgekehrte Lösung ist vorstellbar, dass die Verschlussklappe in die geschlossene Stellung vorgespannt ist, insbesondere durch den das Saugrohr beaufschlagenden Unterdruck, und auch in dieser geschlossenen Stellung verrastbar ist, und durch aktive Betätigung durch den Bediener in die geöffnete Stellung verbracht werden muss, in der sie entweder gehalten werden muss oder verrastet werden kann.
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Vorzugsweise ist auch im Druckluftanschluss ein betätigbares Schließventil vorhanden, welches vom Bediener wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann.
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Dadurch ist es möglich, dass die Zeiten, in denen Unterdruck im Saugrohr erzeugt werden soll, aktiv vom Bediener festgelegt werden, unabhängig von der Anschlusssituation des Saugrohres an einen Absaugkanal.
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Hinsichtlich der Staubabsaug-Anlage wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der vorstehend beschriebene Staubsauger an eine Absaug- und Filteranlage für staubbeladenes Gas angeschlossen wird, wie sie insbesondere der Absaughaube eines Metall-Schmelzofens nachgeschaltet ist:
Denn diese spezielle Staubabsaug- und Filteranlage ist hinsichtlich des von ihr erzeugten Unterdruckes so ausgelegt, dass sie die in der Absaughaube ankommenden Gase absaugen kann, auch mit dem darin schwebenden Staub, und die entsprechenden, meist heißen, Gase werden stromabwärts, meist weit entfernt, in einem Filter gefiltert und der ausgefilterte Staub gesammelt und weiterverarbeitet.
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Der Unterdruck dieser Absauganlage ist jedoch nicht ausreichend, um bereits abgelagerten Staub anzusaugen und aufzunehmen.
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Mit Hilfe des angeschlossenen Staubsaugers, der einen stärkeren Unterdruck erzeugt, als er in der Staubabsaug-Anlage herrscht, durch seinen eigenen eingebauten Unterdruckerzeuger aufbringt, wird ein Staubsauger geboten, der auch große Mengen bereits abgelagerten Staubes auf der Ofenplattform oder anderen Oberflächen aufsaugen kann, ohne dass ein voluminöses und schweres Gerät samt Filter und Staubsammelbehälter hierfür in Position gebracht werden muss.
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Der Staubsauger wird lediglich an eine entsprechende Anschlussöffnung der vorhandenen Absaug- und Filteranlage, also an den Absaugkanal dieser Anlage, angeschlossen, und über den Druckluftanschluss der zusätzliche Unterdruckerzeuger im Staubsauger in Gang gesetzt.
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Die Anschlussöffnung ist dabei stromabwärts aller beweglichen Teile des Absaugkanals angeordnet, denn der Absaugkanal führt meist von der beweglichen Absaughaube über ein oder mehrere Gelenkstellen zu einem fest montierten Absaugkanal, und erst in diesem befindet sich vorzugsweise die Anschlussöffnung für den Staubsauger.
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Vorzugsweise befindet sich die Anschlussöffnung nicht direkt in der Wandung des Absaugkanals, sondern in einem von dem Absaugkanal wegführenden, rohrförmigen Anschlussstutzens, dessen freies Ende die Anschlussöffnung darstellt,
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Die Anschlussöffnung besitzt auch eine automatische Verschlussmöglichkeit, welche die Anschlussöffnung immer dann geschlossen hält, wenn kein Staubsauger angeschlossen ist, beispielsweise eine in die Schließstellung vorgespannte Verschlusskappe, die durch den angesteckten Staubsauger in der geöffneten Stellung gehalten wird.
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Vorzugsweise befindet sich die Anschlussöffnung für den Staubsauger im Absaugkanal auch stromabwärts der in aller Regel im Absaugkanal vorhandenen Reduzierklappe, über welche die Größe des Unterdrucks in der Absaughaube je nach Betriebszustand des Schmelzofens geregelt wird.
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Vorzugsweise kann nahe an oder insbesondere integriert in die Anschlussöffnung des Absaugkanals eine Druckluft-Zufuhrleitung vorgesehen sein.
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Die Anschlussöffnung im Saugkanal für den Staubsauger umfasst vorzugsweise, insbesondere auf ihrer Außenseite, ein Kupplungsteil zum Anschließen des Staubsaugers, und ebenso kann die Druckluft-Zufuhrleitung ein solches Kupplungsteil auf Seiten des Absaugkanales aufweisen.
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Vorzugsweise sind beide Kupplungsteile funktionsvereinigt, sodass mit entsprechend ausgebildeten funktionsvereinigten Kupplungsteilen sowohl auf der Seite des Staubsaugers also auf der Seite des Saugkanales der Staubsauger durch Schließen nur einer einzigen Kupplung funktionsfähig am Absaugkanal angeschlossen werden kann.
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c) Ausführungsbeispiele
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Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
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1: einen Schmelzofen einschließlich dessen Absaug- und Filteranlage und daran angeschlossenen Staubsauger;
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2: die Arbeitssituation eines Bedieners mit dem Staubsauger auf einer Ofenplattform in perspektivischer Ansicht;
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3a, b, c: diese Arbeitssituation in Seitenansicht, Frontansicht und Aufsicht von oben;
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4a, b: den Staubsauger in perspektivischer Ansicht und in der Seitenansicht;
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4c, d: Längsschnitte durch einen Teil des Staubsaugers mit verschiedenen Druckluft-Ejektordüsen.
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1 zeigt einen typischen Schmelzofen 30, von dem mehrere in einer Halle einer Gießerei stehen können und 2 in vergrößerter Darstellung einen Teil der Ofenplattform 33, die etwa auf Höhe der oberen Öffnung des Schmelztiegels 34 um diese Öffnung umläuft. Die Öffnung ist in den meisten Betriebszuständen des Schmelzofens 30 von einer auf dessen Öffnung aufliegenden Absaughaube 31 mit integriertem Deckel verschlossen, über die die im Schmelztiegel 34 entstehenden heißen und oft giftigen, und staubbeladenen, Gase über einen Absaugkanal 20a einer Absaug- und Filteranlage 20 einem Filter 20b zugeführt werden, bevor sie an die Umgebung entlassen werden.
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Da die Absaughaube 31 von der dargestellten geschlossenen Stellung einerseits in eine geöffnete Stellung gegenüber dem Schmelztiegel 34 verschwenkbar ist und darüber hinaus der gesamte Schmelztiegel 34 zum Entleeren schwenkbar sein muss, sind die an die Absaughaube 31 anschließenden Teile des Absaugkanals 20a über gelenkige Kupplungs-Abschnitte beweglich ausgebildet, und lediglich der in 1 gestrichelt dargestellte Teil dieses Absaugkanals 20 ist positionsfest und unbeweglich.
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In 2 ist lediglich dieser in 1 gestrichelt dargestellte positionsfeste, unbewegliche Teil des Absaugkanals 20a dargestellt, an dem auch der erfindungsgemäße Staubsauger 1 angeschlossen wird – entweder dauerhaft oder nur beim Bedarf vom Bediener 100 – damit der Bediener 100 die sich auf der Ofenplattform 33 und auch anderen Teilen in der näheren Umgebung des Absaugkanals 20a ständig bildenden Staub-Ablagerungen 50 mittels des Staubsaugers 1 durch Absaugen entfernen zu können, wie es außer aus 2 in der perspektivischen Darstellung auch aus den einzelnen Ansichten der 3a, b, c noch besser ersichtlich ist.
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Daraus wird klar, dass der mittlere Teil des Saugrohres 2 als Schlauchabschnitt 2.2 ausgebildet ist, damit der Bediener 100 die vordere Ansaugöffnung 2a des Saugrohres 2 an beliebige Positionen bringen kann, um mit der Ansaugöffnung 2a die zu entfernenden Ablagerungen 50 erreichen zu können.
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Zu diesem Zweck ist der sich an die Ansaugöffnung 2a anschließende Teil des Saugrohres 2 als starres Frontrohr 2.3 ausgebildet, mit einem Handgriff 8 an dessen hinterem Ende, welches der Bediener 100 dadurch mit der Hand gut ergreifen und halten kann. Von dem Handgriff 8 aus kann der Bediener 100 auch – vorzugsweise mit derselben Hand – eine im Saugrohr 2 angeordnete Verschlussklappe 7 betätigen, mit der er den inneren freien Querschnitt des Saugrohres 2 verschließen kann
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Das Frontrohr 2.3 soll – wie bei jedem von Hand geführten Staubsauger – die Distanz zwischen dem von dem stehendem Bediener 100 in der Hand gehaltenen Handgriff 8 und dem Untergrund überbrücken, auf dem der Bediener steht und auf dem sich die Ablagerungen 50 befinden.
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Auch der von der Ansaugöffnung 2a am weitesten entfernte, der Abgabeöffnung 2b des Saugrohres 2 benachbarte, hintere, stromabwärts liegende Heck-Abschnitt des Saugrohres kann als starres Rohr, das Heckrohr 2.1, ausgebildet sein, da hierdurch zum Einen die Befestigung und der Anschluss am Absaug-Kanal 20a erleichtert wird und auch die Anordnung der als zusätzlichem Unterdruckerzeuger 4 benutzten Druckluft-Ejektordüse 4 im Saugrohr 2. Vorzugsweise besteht dieser Heck-Abschnitt jedoch ebenfalls aus einem flexiblen Schlauch. In beiden Fällen verläuft dieser Heck-Abschnitt parallel neben dem Absaugkanal 20a.
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Die Druckluft-Ejektordüse 4 befindet sich zwischen dem Heckabschnitt 2.1 und dem mittleren Schlauchabschnitt 2.2, weshalb dort auch eine Druckluft-Zufuhrleitung 5‘ an dem Heckrohr 2.1 angeordnet ist. Dabei kann die Druckluft-Ejektordüse 4 am hinteren Ende des Saugrohres 2, insbesondere dem dortigen Kupplungsteil 11, mittels einer Abhängung 14 wie etwa einer Kette 14 abgehängt sein, die das Gewicht dieser Druckluft-Ejektordüse 4 trägt, so dass diese nicht den Heck-Abschnitt 2.1 des Saugrohres belastet.
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Eine erste Bauform einer solchen Druckluft-Ejektordüse 4 ist in 4c in einem entlang der Durchströmungsrichtung 10 verlaufenden Längsschnitt durch die Druckluft-Ejektordüse 4 dargestellt, die – ebenso wie in der Regel der gesamte Rest des Saugrohres 2 – vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
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Die Druckluft-Ejektordüse 4 besitzt einen Druckluft-Anschluss 5, der hier in der Seitenwand der rohrförmigen Druckluft-Ejektordüse 4 angeordnet ist. Der Grundkörper 4a der Druckluft-Ejektordüse 4 ist ein Rohrstutzen mit Befestigungsflanschen an seinen beiden stirnseitigen Enden und einer an beiden Stirnseiten offenen, in Durchströmungsrichtung 10 verlaufenden Durchgangsöffnung 13 als freiem Durchlass 6, durch den die an der Ansaugöffnung 2a des Saugrohres 2 angesaugte, staubbeladene Luft 40 hindurchströmen soll.
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Diese freie Durchgangsöffnung 13 besitzt eine Verengung in Form einer Fangdüse 13a, die meist den geringsten freien Querschnitt der Druckluft-Ejektordüse und meist insgesamt des ganzen Saugrohres 2 darstellt.
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Diese Fangdüse 13a dient der Beschleunigung des Gemisches aus angesaugter staubbeladener Luft und über den Druckluftanschluss 5 zugeführter Luft, die an der Strahldüse der Druckluftzufuhr stattfindet, die sich stromaufwärts der Fangdüse 13a befindet:
Von dem in der Seitenwand angeordneten Druckluftanschluss 5 wird die Druckluft über eine L-förmige, als Winkelstück ausgebildete, Druckluftdüse in die Durchgangsöffnung 13 geführt, wobei der eine Schenkel des Winkelstücks sich mit seiner Ausströmöffnung für die Druckluft, die Strahldüse 13b, zentrisch und in Durchströmungsrichtung 10 verlaufend im Inneren der Durchgangsöffnung 13 befindet, und stromaufwärts des geringsten freien Querschnittes 12, der Fangdüse 13a, endet.
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Der andere Teil des Winkelstückes überbrückt die Distanz von der Mitte der Durchgangsöffnung 13 zur Seitenwand des Grundkörpers 4a und schließt mit ihrem stirnseitigen freien Ende dicht an dieser Seitenwand an.
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Die von der Eingangsöffnung der Druckluft-Ejektordüse 4, die in 4c unten liegt, angesaugte staubbeladene Luft 40 muss lediglich diese Druckluftdüse in Form des L-förmigen Winkelstückes umströmen, die nur einen geringen Widerstand darstellt und insbesondere ein unbewegtes Teil ist.
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Durch die aus der Strahldüse 13b mit hoher Geschwindigkeit austretende Druckluft wird die ringförmig darum zugeführte staubbeladene Luft mitgerissen und beide gemeinsam durch die Fangdüse 13a hindurchgeführt und dort gemischt und beschleunigt, wodurch an der Ansaugöffnung 2a des Saugrohres 2 der gewünschte starke Unterdruck erzeugt wird.
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Die zweite Bauform der Druckluft-Ejektordüse (4) gemäß 4d unterscheidet sich von der Darstellung und Bauform gemäß 4c dadurch, dass die durch die Ansageöffnung 2a angesagte Luft 40 bis zur Fangdüse 13a überhaupt kein Hindernis umströmen muss, sondern geradlinig bis zur Fangdüse 13a strömen kann.
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Die Druckluft 5 wird dennoch auch hier radial von außen an die Fangdüse 13a und um diese herum verteilt zugeführt, sei es wiederum in Form einer Ringdüse oder in Form von mehreren einzelnen, über den Umfang verteilten, Druckluft-Strahlen.
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Der Vorteil dieser zweiten Bauform besteht darin, dass die angesagte Luft 40 bis zur Fangdüse 13a ungestört strömen kann. Der Nachteil besteht darin, dass sich dadurch ein größerer Außendurchmesser der Druckluft-Ejektordüse (4) ergibt, wenn die Ansaugöffnung 2a gleich groß sein soll
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Dem Druckluftanschluss 5 kann die Druckluft über eine Druckluft-Zufuhrleitungleitung 5‘ zugeführt werden, die meist als Rohrleitung starr fixiert an Bauteilen der Umgebung verläuft.
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Vor allem in der 1, aber auch in 2 sowie den 3a bis 3c ist der Anschluss des Staubsaugers 1 und insbesondere dessen Saugrohres 2 an dem Absaug-Kanal 20a ersichtlich:
An der Abgabeöffnung 2b des Saugrohres 2 ist ein Kupplungsteil 11a ausgebildet, welches zusammen mit einem an der Anschlussöffnung 21 des Saugkanales 20a dazu passenden anderen Kupplungsteil 11b eine Kupplung 11 bildet, mittels der der Staubsauger 1 und insbesondere dessen Saugrohr 2 schnell und werkzeuglos an einem Anschlussstutzen 25 des Absaug-Kanales 20a angeschlossen werden kann.
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Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Absaug-Kanal 20a in der Regel eine hohe Temperatur von meist deutlich über 100°C, gegebenenfalls 200°C bis 400°C, besitzt, da durch ihn ja sehr heiße Gase aus dem Schmelztiegel 34 geführt werden.
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Vor allem deshalb wird der Staubsauger 1 nicht direkt an den Absaug-Kanal 20a angeschlossen, sondern von diesem ragt ein rohrförmiger Anschlussstutzen 25 ab, der einen wesentlich kleineren Durchmesser als der Absaug-Kanal 20a besitzt, nämlich etwa den Durchmesser des Saugrohres 2, indem er über den Großteil seiner Länge im Abstand und parallel zum Absaug-Kanal 20a geführt wird. Das freie, stirnseitige Ende des Anschlussstutzens 25, dass dadurch bereits eine deutlich geringere Temperatur besitzt als die Wandung des Absaug-Kanals 20a, stellt dann die Anschlussöffnung 21 für den Staubsauger 1 dar.
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Da an der Absaughaube 31 nicht immer der maximale Unterdruck benötigt wird, ist im Verlauf des fest montierten Teils des Absaug-Kanals 20a eine – in diesem Fall um eine quer zur Durchströmungsrichtung 10 im Absaug-Kanal 20a verlaufende Schwenkachse 32‘ schwenkbare – Reduzierklappe 32 angeordnet. Die Reduzierklappe 32 kann zwischen einer den freien inneren Querschnitt des Absaug-Kanales 20a fast vollständig freigebenden oder fast vollständig verschließenden Lage verschwenkt werden, was in der Regel mittels des in den 2 sowie 3a bis 3c sichtbaren Stellantriebes 24 erfolgt, der einen Elektromotor umfasst sowie für die Notbetätigung ein Handrad.
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Da bei geschlossener Reduzierklappe 32 stromaufwärts der Reduzierklappe kaum Unterdruck in dem Absaug-Kanal 20a anliegt, ist die Anschlussöffnung 21 für den Staubsauger 1 stromabwärts dieser Reduzierklappe 32, selbstverständlich jedoch stromaufwärts des in dem Absaug-Kanal 20a angeordneten Filters 20b, angeordnet, denn die staubbeladene, vom Staubsauger 1 angesaugte, Luft soll ja ebenfalls in diesem Filter 20b gereinigt werden.
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Da jedoch der Stellantrieb 24 und damit die Reduzierklappe 32 in einer von einem Bediener 100 gut erreichbaren Höhe über der Ofenplattform 33 positioniert ist, kann in der Regel auch die nicht wesentlich darüber angeordnete Anschlussöffnung 21 und die darin mündende Abgabeöffnung 2b des Saugrohres 2 zum Zwecke des Ankuppelns vom Bediener 100 noch gut erreicht werden.
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1 zeigt ferner die stirnseitige Anschlussöffnung 21 des Anschlussstutzens 25, die – meist von der Innenseite des Anschlussstutzens 25 her – von einer Verschlussklappe 22 verschließbar ist und insbesondere automatisch schließt, wenn an die Anschlussöffnung 21 kein Staubsauger 1 angeschlossen ist.
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Häufig wird ein solcher Staubsauger 1 vom Bediener 100 wechselweise eingesetzt an unterschiedlichen Anschlussöffnungen 21 und nach Bedarf an- und abgekuppelt, beispielsweise an auf unterschiedlichen Seiten des gleichen Absaug-Kanals 20a vorhandenen Anschlussöffnungen 21 oder sogar an den Absaug-Kanälen 20a unterschiedlicher Schmelzöfen 30.
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Die Verschlussklappe 22 ist dabei vorzugsweise in die verschließende Stellung vorgespannt, und wird nur bei angeschlossenem Staubsauger 1 in der geöffneten Stellung gehalten, entweder durch den an der Anschlussöffnung dann anliegenden, vom Staubsauger 1 stromabwärts von dessen Unterdruckerzeuger 4 produzierten Überdruckes gegenüber dem Druck im Absaug-Kanal 20a oder rein mechanisch durch ein an dem Kupplungsteil des Staubsaugers 1 vorhandenes Betätigungselement, welches bei angekuppeltem Staubsauger 1 die Verschlussklappe 22 in der geöffneten Stellung hält.
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Bei dieser beschriebenen Lösung muss also der Staubsauger 1 für den betriebsfertigen Zustand einerseits mit der Kupplung 11 an die Anschlussöffnung 21 des Absaug-Kanals 20a angeschlossen werden und andererseits an den Druckluftanschluss 5 der Druckluft-Ejektordüse 4 die Druckluft-Zufuhrleitung 5‘ anschlossen werden.
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Wie in 4a dargestellt, kann die in der Druckluft-Ejektordüse 4 mündende Druckluft-Zufuhrleitung 5‘ auch von dort zum Kupplungsteil 11a des Staubsaugers 1, insbesondere dessen Abschnitt 2.1 führen, und in dem nicht dargestellten Kupplungsteil 11b am Absaug-Kanal 20a eine von extern zugeführte Druckluft-Zufuhrleitung 5‘ enden.
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Auf diese Art und Weise ist es möglich, dass entweder zwei getrennte Kupplungen 11 und 11‘ einerseits für den Anschluss des Saugrohres 2 an die Anschlussöffnung 21 und andererseits für die Druckluft-Zufuhrleitung 5‘ an die extern zur Kupplung 11 zugeführte Druckluft-Zufuhrleitung nahe beisammen liegen oder sogar in einer einzigen Kupplung funktionsvereinigt sind, die vorzugsweise mit dem Kupplungsteil 11a lediglich an das Kupplungsteil 11b am Absaug-Kanal 20a angesteckt wird und dadurch beide Anschlüsse – also sowohl Saugrohr 2 als auch Druckluftanschluss 5 – betriebsfertig angeschlossen sind.
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Die von dem Druckluftanschluss 5 der Ejektordüse 4 zu der Kupplung 11 bzw. 11‘ führende Druckluft-Zufuhrleitung 5‘ ist dabei vorzugsweise fest montiert und entlang am oder integriert in das Heck-Rohr 2.1 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Staubsauger
- 2
- Saugrohr
- 2.1
- Heckabschnitt
- 2.2
- Schlauchabschnitt
- 2.3
- Frontrohr
- 2a
- Ansaugöffnung
- 2b
- Abgabeöffnung
- 3
- Kupplung
- 4
- Druckluft-Ejektordüse
- 4a
- Grundkörper
- 5
- Druckluftanschluss
- 5‘
- Druckluft-Zufuhrleitung
- 6
- freier Durchgang
- 7
- Verschlussklappe
- 8
- Haltegriff
- 9
- Querrichtung
- 10
- Durchströmungsrichtung
- 11
- Kupplung
- 11a, b
- Kupplungs-Teil
- 12
- freier Querschnitt
- 13
- Durchgangsöffnung
- 13a
- Fang-Düse
- 13b
- Strahl-Düse
- 14
- Abhängung, Kette
- 20
- Absaug- und Filteranlage
- 20a
- Absaugkanal
- 20b
- Filter
- 21
- Anschlussöffnung
- 22
- Verschlussklappe
- 23
- Druckluft-Zufuhrleitung
- 24
- Stellantrieb
- 25
- Anschlussstutzen
- 30
- Schmelzofen
- 31
- Absaughaube
- 32
- Reduzierklappe
- 33
- Ofenplattform
- 34
- Schmelztiegel
- 40
- Luft
- 50
- Ablagerung
- 100
- Bediener
