DE2341233A1

DE2341233A1 - Motorgeblaese fuer staubsauger

Info

Publication number: DE2341233A1
Application number: DE19732341233
Authority: DE
Inventors: Laurent Wilfred Beaudoin; Christopher Robin Smallbone
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1972-08-18
Filing date: 1973-08-16
Publication date: 1974-02-28
Also published as: FR2196681A5; JPS4985608A; CA977909A

Description

Patentanwalt· Or. Ing. A. vmn dar «forth Or. r. Udmr

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1 3. AUG. 1973

General Signal Corporation Box 600, Rochester, New York 14602, USA

Motorgebläse für Staubsauger

Priorität: 18* August 1972, Kanada, Fr. 149,745

Die Erfindung bezieht sich auf eiiB Motorgebläseeinrichtung oder -apparat und insbesondere auf eine solche, welche in einem Staubsauger oder ähnlichem Gerät brauchbar ist«

Die Erfindung befasst sich mit einem solchen Typ von Motorgebläse, wie er üblicherweise benutzt wird um eine Umkehrströmung zu erzeugen zwecks Bewirkung der erforderlichen luftbewegung für das Kühlen des Motors der Einrichtung« Ein Beispiel einer Umkehrströmung-Motorgebläseeinrichtung findet sich in der US-PS 3 096 929. Aus dieser Patentschrift ist ersichtlich, dass der Arbeitsluftstrom und der Kühlluftstrom an verschejidenen Stellen eintreten. Die Kühlluft tritt an dem einen Ende des Motors ein und wird durch seine verschiedenen !Teile durchgeleitet, während die Arbeitsluft an einer Seite des Motors eingebracht wird· Die zwei Luftwege kommen an einem gemeinsamen Gebläseeinlass zusammen und die Luft wird ein wenig weiter unten an der Seite der Einrichtung ausgestossen»

Allgemein gesprochen besitzt eine Umkehrluftströmungsein-

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richtung den bekannten Vorteil, dass, weil die für das Kühlen des Motors verfügbare Luft nicht vorerhitzt ist bei ihrem Durchgang durch das Gebläserad, höhere Arbeitskraftgrade für den Motor hierdurch ermöglicht sind. Jedoch sind Nachteile vorhanden, welche dazu neigen die Vorteile einer solchen Einrichtung aufzuheben» Insbesondere wurde gefunden, dass eine solche Umkehrströmungseinrichtung unter einem Übelstand leiden kann, welcher den Betrieb üblicherer Motorgebläseeinrichtungen beeinträchtigt, näm- lichj dass unter normalen Arbeitsbedingungen es sich mitunter ereignet, dass die Temperatur der Feldwicklung steigt. Beispielsweise in einem üblichen Staubsauger, welcher eine Standardteppichdüsenanordnung besitzt, kommt es vor, dass wenn die Teppichdüse auf den Fussboden zum Aufnehmen von Staub und anderem Schmutz gebracht wird, die Luftströmung zum Teil behindert wird_e Infolgedessen ist der Motor anfänglicher Belastung unterworfen, d.h. der Motor arbeitet gegen diese behinderte Luftströmung. Überdies treten mitunter Extra-Belastungsbedingungen auf wodurch geringe oder sogar 70 ?6ige Abdichtung stattfinden kann, z.B. wenn verschiedene Zusatzgeräte bei dem Staubsauger eingesetzt werden, wie z.B. ein Werkzeug zum Absaugen von Ritzen, Polstermöbeln, Vorhängen und dergleichen. In solchen Fällen können 70 # der Luftströmung behindert sein und infolgedessen wurden sich die Motorfeldwicklungen noch weiter erhitzen.

Sogar noch stärkere Anforderungen werden an einem Staubsaugermotor gestellt wenn Bedingungen für eine völlige Abdichtung vorhanden sind, so dass die Strömung der eingezogenen Luft zu dem Motor völlig unterbunden ist. Dies tritt mitunter bei Staubsaugern für das Aufnehmen von Wasser ein. Unter solchen Bedingungen beschleunigt sich der Motor infolge des Umstände, dass die Gebläse Luft nicht einziehen können, weil der Motor auf Kühlluft aus der einen verfügbaren Einlassquelle angewiesen ist. Infolgedessen, wenn Bedingungen für eine völlige Abdichtung eintreten und der Staubsauger unter diesen Bedingungen für mehrere Minuten

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verbleibt, werden sich die Feldwicklungen in einem solchen Ausmass erhitzen, dass der Motor ausbrennen würde_o In zur Aufnahme von Wasser bestimmten Staubsaugern tritt diese Bedingung völliger Abdichtung auf, wenn Wasser bis zu einer bestimmten Höhe in einem Behälter aufgenommen wurde; ein Wasserkugelventil schliesst sich hierdurch und schliesst Luftströmung vollständig ab«

Demgemäss ist es ein Hauptziel der Erfindung die Gefahr zu überwinden, welche unter den vorerwähnten Arbeitsbedingungen bei den bekannten Geräten aufgetreten sindο

Ein besonderes Ziel besteht darin, die durch Erhitzungsanstieg bewirkte Gefahr zu überwinden, wie sie bei den bekannten Einrichtungen beobachtet wurde wenn solche in Staubsaugern unter normalen Arbeitsbedingungen und aueh bei teilweiser oder vollständiger Verstopfung betrieben wurden.

Ein anderes Ziel besteht darin, die erwähnte Gefahr zu überwinden um sicherzustellen, dass der Motor unter allen Arbeitsbedingungen kühl laufen wird, aber unter Erfüllung, solcher Zwecke unter Schaffung einer ungewöhnlich vereinfachten Konstruktion unter Einschluss gemeinsamer Auslassöffnungen.

Die vorstehenden Ziele werden verwirklicht in Übereinstimmung mit einem allgemeinen Merkmal der Erfindung gemäss welchem der Luftstrom zum Kühlen des Motors vollständig unabhängig von dem Hauptluftstrom gemacht wird, d_oh« einunabhängiger Strömungsweg ist für die Arbeitsluft oder das Vakuum vorgesehen, so dass sogar, wenn der Arbeitsluftstrom völlig abgeschnitten ist, der Motor dennoch weiter kühl oder kühler läuft.

Mehr im besonderen bewirkt die Erfindung, dass die Motorkühlluft von einem Ende der Einrichtung eintritt, wobei die GebläseZusammenstellung zur Erzeugung dieses Luftstroms an dem gegenüber liegenden Ende, in dem von den Motor entfernten Abschnitt oder Abteil des Gehäuses,; ferner ist eine

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andere Gebläsezusaienenstellung in dem gleichen Gehäuseabschnitt in der Nähe der ersten Gebläsezusammenstellung angebracht und ihr Zweck "besteht darin, den Hauptluft strom im Gegensatz zu dem Kühlluftstrom zu liefern_e Ein gemeinsamer Auslass für "beide Gebläse ist vorgesehen in- der Nähe <ier Entleerungsstelle für beide Gebläse · , an welcher Stelle sieh die entgegengesetzt gerichteten Luftströaie treffen»

Jedoch, obwohl selbst ein gemeinsamer Auslass vorgesehen ist, vermischen sich die beiden luftströme nicht, sondern sind isoliert gehalten, so dass keine Neigung für die Arbeitsluft, welche Staubteilchen oder Wasser enthalten könnte, besteht, in den Abschnitt des Abteils des Gehäuses hindurch zu gehen wo der Kotor angebracht ist·

Eine andere besondere Seite der Erfindung besteht genau in dem Mechanismus der Isolierung der zwei Luftströmungen unter Ermöglichung der Verwendung gemeinsamer Auslassöffnungen Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass das Motorgebläsegehäuse in die vorerwähnten zwei Abteile unterteilt ist, welche durch eine Leitplatte getrennt sind.

Das erste Abteil bzw. Abschnitt enthält den Kotor, welcher in geeigneter Weise darin angeordnet ist. Das zweite Abteil enthält die zwei im vorstehenden erwähnten Zusammenstellungen und der gemeinsame Auslass steht in Verbindung mit dem zweiten Abteil. Me zwei Abteile stehen mittels einer regelbaren in der ^eitplatte ausgebildeten Öffnung in Verbindung» Als ein Ergebnis dieser besonderen Anordnung, wie noch näher aus dem Folgenden sich ergeben wird, ist sichergestellt, dass die Arbeitsluft die Anker und das Feld des

., , nicht . .
Motors rerreicüen

Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen offenbar werden, welche darstellen:

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Fig. 1 eine Längsansicht, teilweise im Schnitt, eines erfindungsgemässen Motorgebläses,

Fig. 2 eine abgebrochene Längsansicht des Gehäuses des Motorgebläses, insbesondere zur Erläuterung der darin befindlichen AuslaSluftschlitze,

Fig. 3 eine Teilansicht zur Erläuterung der Auslalschlitze.

3-emäss den Zeichnungen umfasst das erfindungsgemässe Motorgebläse den Motor M und den Gebläseteil oder -abschnitt F· Motor und Gebläseabschnitt sind innerhalb eines einstückigen Gestellglieds oder Gehäuses TO mit einem U-förmigen Abschnitt 12 untergebracht, worin der Motor (ein Umschaltmotor) montiert ist. Der Motor besitzt einen Rotor 14 niit Welle 16, drehbar gelagert an jedem Ende in Lager 18 und 20 in Buchsen 22 "und 24 des Gehäuses 10.

Der Motor besitzt auch eine Feldwicklung 26 und eine Bürstenanordnung 28. Die üblichen Feldwicklungen und Bürstenverstellungen wurden zwecks grö'sserer Klarheit ausgelassen.

Der Gebläseabschnitt F des Motorgebläses umfasst eine Umkehrgebläse Zusammenstellung und eine Yorwärtsgebläsezu-3ammensteilung. Die ümkehrgebläsezusammen3tellung ist von einem einzelnen Gebläseelement 30 gebildet, während die YorwärtsgebläsezusaTnmensteilung die zwei Gebläseräder 34 und 36 umfasst.

Die allgemeine Konstruktion für das Gebläserad 30 der Umkehrgebläsezusammenstellung ist sehr ähnlich derjenigen für die Gebläseräder 34 und 36 der Yorwärtsgebläsezusammen3teilung. Jedoch hat das "Jmkehrgebläserad 30 kleineren Durchmesser als die Gebläseräder 34 und 36. Jedes Gebläserad umfasst eine Metallblechscheibe 38 mit zentraler Öffnung für die Motorwelle 16, eine Mehrzahl von getrennten Flügeln 40, getragen von der Scheibe 38, und eine ringförmige 31echmetallscheibe 42, versehen mit einer Gebläseradöffnung oier Einlass 44. Die Flügel 40 sind von gekrümmter Gestalt und erstrecken sich in Spiralform von dem Umfang

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der Scheibe 38 zur Einlassöffnung. 3ei einer Drehung, entgegengesetzt zur Uhrzeigerbewegung, aller Gebläseräder 30, 34 und 36, gesehen von dem unteren, d.h. von dem Arbeitsluftende der Vorrichtung ist zu erkennen, dass die Flügel für die Sebläseräder 34 und 36 ihre konvexen Seiten nach vorn in der Drehrichtung haben, wobei die inneren Enden der Flügel vor den äusseren Enden angeordnet 3ind, Andererseits hat das G-ebläserad 30 seine Flügel umgekehrt. Infolgedessen wird die gewünschte Luftströmung erzeugt, nämlich in entgegengesetzten Richtungen, wie durch die Pfeile angedeutet, für die Motorkühlung und die Arbeitsluft.

Der innere Lauf von Lager 20 stösst wie ersichtlich an einem Ende gegen einen Bund auf Welle 16 des Motors. Das andere Ende de3 inneren Laufs stösst gegen das obere Ende eines Kragenflansches 46. Die Gebläseradscheibe 38 des Umkehrgebläses 30 und die G-ebläs erads cheibe des Vorwärtsgebläses 34 sind beide zwischen dem Flansch auf dem Kragen 46 und einen spulenartigen Abstandhalter 48, unter Wahrung eines geeigneten Abstands zwischeneinander, angeordnet. An dem anderen Ende der Spule 48 ist die Gebläseradscheibe 38 dee Vorwärtsgebläses 36 angeordnet, wobei eine klemmende Dichtungsscheibe 50 und eine Klemmmutter 52 vorgesehen sind, sodass alle diese Teile fest auf der Welle 16 verklemmt sind.

Eine fest angeordnete Flügel- und LeitZusammenstellung bekannter und üblicher Konstruktion sc-hliesst eine ringförmige Scheibe 54 mix· einer zentralen öffnung in dichter Mähe mit Laufspiel vom unteren Ende der Spule 48 ein. Eine Reihe von am Kreisumfang getrennten Leitflügeln 56 sind vorgesehen und eine Platte 58, welche min den Flügeln 56 verbunden ist, erstreckt sich zur Peripherie des Gehäuses und endet in einem sich axial erstreckenden Teil 58A, in welchem eine Auslassöffnung 583 angebracht X3t. Somit dient Platte 58 als eine Leitfläche und begrenzt

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die Luftströmung auf dem gewünschten Pfad im Innern der flügel 56.

Die Plaxte 58 hat eine groase zentrale öffnung 60 von ähnlicher Form wir die Gecläseradöffnungen und dient dazu, die aus der ersten Stufe des Yorwärtsgebläses sich entleerenden Luft, d.i. Gebläse 36, zu seiner zweiten Stufe, d.i. zu Gebläse 34-, zu leiten.

Das obere Ende des Gebläse-Gehäuseabschnitts ist begrenzt durch eine Platte 62, welche in wirksamer Weise als eine Leitfläche dient- Die Platte 62 erstreckt sich von einer Stelle nahe der Öffnung 44 in der ringförmigen Scheibe von Umkehrgebläse 30 zu der äusseren Peripherie des Gehäuses, an welcher Stelle sie Leitpiatte 58 an der Spitze der · Öffnung 585 darin trifft.

Luftstrcmungsverbiniung zwischen dem Eotorabsehnitt- oder -abteil unä dem Gebiäseabschnitt oder -abteil ist durch die Öffnung 62A in der !»eitplatte 62 vorgesehen. Diese Öffnung ist von regelbarer Dimension, um die richtige Ee-. schränkung der Luftströmung sicherzustellen. Dies wird bewerkstelligt indem man dem Durchmesser der öffnung in der Leitplatte 62 eine Grosse gibt, welche so berechnet ist, um eine erforderliche Geschwindigkeit zu ergeben. Weil die Kotorkühiluft, welche durch das kleine "mkehrgebläse 30 aus der Spitze des Kotors eingezogen wird, ein kleineres CFK (Xubikfuss pro I'inute) als die Geschwindigkeit der Arbeitsluft besitzt, welche aus dem Boden der Vorrichtung eintritt, bewegt durch die zwei grcsseren Gebläse 34 und 36, ist es notwendig die Geschwindigkeit der durch aas kleinere Gebläse bewegten Luft wesentlich höher als die Geschwindigkeit der durch die zwei grcsseren Gebläse bewegten Luft zu machen. Diese hohe Geschwindigkeit, verursacht eurer, den Venturi effekt infolge r.er geregelten öffnung 62A, wird aer Arbeitsluft nicht erlauben, welche Staubteilchen oder Wasser enthalten könnte, über die Öffnung 62A r.inaus hindurchzugehen.

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Aus Figur 1 ist auch, ersichtlich, dass beide Luftströme in einer Zone 63 an der Peripherie des Gebläseabteils zusammenkommen. Aus dieser Zone entleeren sich "beide Luftströme zusammen durch die gleiche Öffnung 58B. Die Arbeitsluft, weil sie ein höheres CS¹M hat, erzeugt einen Extraktionseffekt auf die Motorkühlluft und sichert hierdurch doppelt, dass keine Arbeitsluft auf Anker und Feld gelangen kann«,

Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist eine Reihe voneinander getrennter Luftschlitze 57 an der Peripherie des Gebläseabteils vorgesehen. Diese Luftschlitze können integral mit der Leitplatte 58 gemacht sein.

Das untere Ende des Gebläse-Gehäuseabschnitts ist begrenzt durch den becherartigen Deckel 64, welcher mit einer geeigneten Öffnung 66 zum Einsaugen der Arbeitsluft ausgerüstet ist. Der Rand des Deckels 64 stösst gegen einen winkeligen Ansatz auf der Platte 58.

Wie ersichtlich ist die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung eine solche, dass die Hauptziele erreicht werden. So wird die gewünschte unabhängige Luftströmung erzielt wie in Fig. 1 angegeben. Luft wird eingezogen durch die zwei GebläseZusammenstellungen von jedem Ende der Vorrichtung. Das kleine Gebläse 30 mit Umkehrströmung zieht Motorkühlluft von dem Umschaltende ein, welche dabei durch die Bürstenzusammenstellung und die Feldwicklung und den Anker geht, um den geregelten Einlass 62A der ersten Gebläsezusammenstellung zu erreichen. Aus dem Entleerungsende dieses Gebläses 30 wird die Luft durch die Luftschlitze 57 und von da nach aussen durch die Öffnung 58 ausgestossen, nachdem sie sich in Zone 63 mit der unabhängigen Luftströmung aus dem anderen Ende der Vorrichtung,vereinigt hat,

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welche Luftströmung durch die Vorwärtsiausammenstellung verursacht wird, welche die Gebläse 34 und 36 umfasst. Wie aus dem Pfeil auf der Zeichnung ersichtlich geht diese Luftströmung, welche an dem Boden der Vorrichtung entsteht

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und das Arbeitevakuum bildet, weiter durch. Gebläserad 34, von da wird sie durch die Flügel- und Leitplattenzusammenstellung 53 geleitet, umfassend Seheibe 54ι Flügel 56 und Platte 58, worauf die Luftströmung weiter zu dem Gebläserad oder Gebläse 36 geht und sich mit der Luftströmung aus dem Umkehrgebläse 30 vereinigt.

Wie schon angegeben, sind die zwei Luftströme in wirksamer Weise isoliert, d.h. ein Ausgleich der zwei Luftströmungen wird wegen der geregelten schon beschriebenen Öffnungseinrichtung hervorgerufen. Als Ergebnis können keine Feuchtigkeit oder Staubteilchen, eingezogen durch die grösseren Gebläse, in die Umkehrluftströmung des kleineren Gebläses eintreten

Obwohl die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, ist ,es für den Fachmann selbstverständlich, dass sie nicht auf die erläuterte genaue Konstruktion beschränkt ist, weil Veränderungen und Abwandlungen gemacht werden können ohne aus dem Bereich der Erfindung heraus zu kommenβ

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Claims

Patentansprüche

9 Motorgebläse, dadurch gekennzeichnet , dass es umfasst, einen Motor (K), eine erste Gefcläsezusammensteilung zum EinzefLhen von Kühlluft für den Motor (M), sodass die Luft aus einem Ende der Vorrichtung eintritt, wobei diese Gebläsezusammensteilung an dem anderen Ende der Vorrichtung gelegen ist, und einer anderen Gebläsezusammensteilung in der Hähe der ersten G-ebläsezusammensteilung für das Einziehen von !Duft engegengesetzt zu der KühluTigsluft aus dem anderen Ende der Vorrichtung, einem gemeinsamen Auslass (58B) für beide Gebläsezusammenstellungen, gelegen nahe der Entleerungszone (63) für beide Grebläsezusammenstellungen, an welcher Zone (63) sich die beiden entgegengesetzt gerichteten Luftströme treffen.

2„ Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeic hnet, dass die erste G-ebläsezusammenstellung ein einziges Gebläserad (30) und die zweite Gebläse Zusammenstellung zwei Gebläseräder (34-, 36) umfasst.

3 _β Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der gemeinsame Auslass (58B) an der Seite der Vorrichtung gelegen ist«

4» Vorrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet ,dass sie einschliesst eine Flügel- und Leitzusammenstellung (53), umfassend eine Ringscheibe (54), eine Reihe von Flügeln (56) und eine weitere Platte (58), wobei diese Zusammenstellung (53) zwischen den zwei Gebläsen (34, 36) der Vorwärtsgebläsezusammenstellung angeordnet is to

5 β Motorgebläse, dadurch gekennzeichnet , dass es umfasst, einen Motor (M), eine erste Gebläsezusammenstellung für das Einziehen von Kühlluft für den Mo-

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tor (M), sodass die Luft an einem Ende der Vorrichtung eintritt, wobei die Gebläsezusammenstellung in der Uähe des anderen Endes der Vorrichtung gelegen ist, einer anderen Gebläsezusammenstellung in der Nähe der ersten Gebläsezusammenstellung für das Einziehen im Gegenstrom zu der Kühlluft aus dem anderen Ende der Vorrichtung, ein Gehäuse (10) für die Vorrichtung, eine Leitplatte (62), welche das Gehäuse (10) in mindestens ein erstes und ein zweites Abteil teilt, wobei der Motor (M) in dem ersten Abteil und die GebläsezusammenstelluBgen in dem- zweiten Abteil angeordnet sind, wobei die Leitplatte (62) eine so dimensionierte Öffnung (62A) besitzt, um eine höhere Geschwindigkeit für den Luftstrom aus der ersten Gebläsezusammenstellung als die Geschwindigkeit des Luftstroms aus der zweiten Gebläsezusammenstellung hervorzurufen.

6· Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gebläsezusammenstellung ein einziges Gebläserad (30) und die zweite Gebläsezusam-' mensteilung zwei Gebläseräder (34» 36) umfasst.

7 β Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der-gemeinsame Auslass (58B) an der Seite der Einrichtung gelegen ist«

8β Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Flügel- und Leitzusammenstellung (53) einsehliesst, umfassend eine. Ringscheibe (54), eine Reihe von Flügeln (56) und eine weitere Platte (58), wobei die Zusammenstellung zwischen"den zwei Gebläsen (34, 36) der Vorwärtsgebläsezusammenstellung angeordnet ist.

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Leersei te