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Die
Erfindung betrifft eine Düse
für einen Staubsauger,
insbesondere für
einen Elektro-Staubsauger, mit einem Düsenrand, welcher bei Gebrauch einer
Saugfläche
zugeordnet ist.
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Derartige
Staubsaugerdüsen
sind in einer Vielzahl im Stand der Technik bekannt. Es ist bspw. auf
die
EP 302 515 B1 verweisen.
Hieraus ist ein Düsenrand
bekannt, der aus einer drehbaren Walze besteht, wobei die Walze
Nockenstrukturen aufweist. Im Einzelnen sind die Nockenstrukturen
auch so vorgesehen, dass sie in einzelnen Abschnitten gegeneinander
phasenversetzt sind, so dass im Bereich einer Nockenstruktur immer
ein Durchlass, durch einen gewissen Abstand zu einer Saugfläche, gegeben
ist.
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Zum
Stand der Technik ist auch auf die
JP 52-126067 A zu verweisen. Am vorderen Düsenrand der
hieraus bekannten Staubsaugerdüse
ist eine elastische Walze ausgebildet, um Staub mit möglichst
starker Saugkraft aufnehmen zu können.
Des Weiteren ist es aus der
JP
1-181826 (A) bekannt, zur Verstärkung der Saugkraft bei Eckabsaugungen
an einer Wand einen Auslöseknopf
in der Düse
vorzusehen, der beim Heranfahren an die Wand betätigt wird und eine Zusatzöffnung freigibt,
zur Erhöhung
der Saugkraft.
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Es
besteht ein Bedürfnis,
eine Düse
wie eingangs angegeben für
einen Staubsauger so auszubilden, dass einerseits eine hohe Saugleistung
erreicht wird, andererseits aber auch Grob-Schmutzpartikel aufgenommen
werden können.
Darüber
hinaus es auch erwünscht,
insbesondere in Eckbereichen eine gute Saugleistung sicherzustellen.
Im Hinblick auf die Aufnahme von Grob-Schmutzpartikeln muß der Düsenrand
von der Saugfläche
relativ weit entfernt sein, um eben den Durchsatz der Grob-Schmutzpartikel
zu ermöglichen.
Andererseits wird aber angestrebt, daß sich der Düsenrand
möglichst
nahe an einer Saugfläche
befindet, um eben im Bereich des Düsenrandes durch die Absaugung
eine hohe Strömungsgeschwindigkeit
und damit ein Mitreißen
von Staub- und/oder Schmutzteilchen zu erreichen.
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Das
aufgezeigte technische Problem ist beim Gegenstand des Anspruches
1 der Erfindung gelöst.
Hierbei ist gemäß dem Lösungsgedanken darauf
abgestellt, daß der Düsenrand
durch ein sich mit der Drehachse in Richtung des Düsenrandes
erstreckendes Zellenrad gebildet ist. Bei dem Zellenrad ist eine
einzelne Zellenwand bzw. deren Außenkante, durchgehend in Kontakt
mit der Saugfläche
bzw. befindet sich in einem minimalsten Abstand darüber. Lediglich
durch die Drehung des Zellenrades, welche durch ein Fortbewegen
des Sauggerätes
hervorgerufen wird, erfolgt zeitweise eine gewisse Öffnung,
bis die nächste
Zellenwand des Zellenrades in Wirkung tritt. Dieses Zellenrad ist
vorzugsweise sich über
die gesamte Länge
des Düsenrandes
erstreckend ausgebildet. Hierbei reicht es bei einem Staubsauger
bekanntlich aus, wenn der vordere Düsenrand durch dieses Zellenrad
ausgebildet ist. Der hintere Düsenrand
kann durch auf dem Boden oder der Saugfläche aufliegende Bürsten gebildet
sein. Durch die Fortbewegung des Zellenrades, das sich um eine Drehachse
dreht, können
in den einzelnen Zellen gleichsam schleusenartig auch größere Partikel überrollt
und mitbewegt werden und dem Inneren der Düse zugefördert werden. In Ausgestaltung
der Erfindung ist jedoch auch vorgesehen, daß das Zellenrad insgesamt in
vertikaler Richtung bewegbar ist. Wenn sich bspw. Grob-Schmutzpartikel
auf der Saugfläche
befinden, die größer sind
als der Radius des Zellenrades, kann das Zellenrad insgesamt sich
vertikal bewegen und hierdurch die Grob-Schmutzpartikel überlaufen. Auch
ist es bevorzugt, daß das
Zellenrad insgesamt auf einem Kreisbogen bewegbar ist. Hierdurch
kann es praktisch nicht zu einer Blockade des Zellenrades kommen.
Das Zellenrad kann jeweils nach hinten und damit auch nach oben
ausweichen, wenn gewisse Grob-Schmutzpartikel einzusaugen oder zu überlaufen
sind. Auch ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, daß das Zellenrad
in einer Düsenrandwandung
aufgenommen ist und das Zellenrad zusammen mit der Düsenrandwandung
bewegbar ist. Die Lagerung des Zellenrades ist also in der Düsenrandwan dung
geeigneterweise verwirklicht. Dadurch, daß die Düsenrandwandung insgesamt mit
dem Zellenrad bewegbar ist, kann vermieden werden, daß sich durch
die vertikale Bewegung oder die Kreisbewegung des Zellenrades Spalte
ergeben, die die Saugleistung zeitweise etwa herabsetzen würden. Die
Düsenrandwandung
kann insgesamt auch klappenartig ausgebildet sein und ein oberhalb
der Drehachse sich befindendes Teil der Klappe kann entlang einer im
Querschnitt kreisbogenförmigen
Fläche
bewegt sein, wie dies weiter unten noch im einzelnen beschrieben
ist. In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß an der
Düsenrandwandung
ein in einem Winkel, vorzugsweise spitzen Winkel zur Vertikalen (bei
gewöhnlicher
Betriebsstellung) sich erstreckender Winkel-Düsenrand ausgebildet ist. Dieser
Winkel-Düsenrand
ist in Kombination mit dem beschriebenen Zellenrad ausgebildet,
bei nicht ausgelenkter Anordnung im Hinblick auf eine übliche Bewegungsrichtung
des Staubsaugers vorne vorgelagert zu dem Zellenrad. Hierbei kann
das Zellenrad auch etwa entsprechend der Walze in der oben erwähnten
EP 302 515 B1 ausgebildet
sein. Die Verschwenkung kann also so weit erfolgen, daß der Winkel-Düsenrand
bis in eine Vertikale hineinbewegt wird. Durch diese Anordnung ist
es insbesondere vorteilhaft möglich,
Kanten oder Eckbereiche auszusaugen. Wenn bspw. der Winkel-Düsenrand
bei einer Saugbewegung gegen eine Wandkante in Kontakt mit der Wand
tritt (wobei eine entsprechende konstruktive Vorverlagerung des Winkel-Düsenran des
im Normalzustand natürlich
erforderlich ist) wird bezüglich
der Wandkante durch den Winkel-Düsenrand
ein geschlossener Saugraum gebildet, indem der Winkel-Düsenrand
an der vertikalen Fläche
zur Anlage kommt bzw. nahezu zur Anlage, wodurch die sich rechtwinklig
hierzu erstreckende Saugfläche
bis in die Ecke hinein sich im Saugraum des Staubsaugers befindet.
Im weiteren kann hierbei auch der Winkel-Düsenrand, da er eben beweglich
angeordnet ist, eine Zurückschwenkung erfahren
in Richtung einer vertikalen Ausrichtung oder bis hin zu einer vertikalen
Ausrichtung. Gegebenenfalls auch darüber hinaus. Bezüglich dieses
Winkel-Düsenrandes
ist es auch in einer einfachen Ausführung nicht erforderlich, daß dieser
oder der (eigentliche) Düsenrand
beweglich sind. Durch eine geeignete Einstellung des Saugspaltes
läßt sich
auch schon ein gewisser Erfolg bei Unbeweglichkeit erreichen. In
bevorzugter Ausgestaltung ist eben der Winkel-Düsenrand zusammen mit dem beschriebenen Zellenrad
vorgesehen. Im Querschnitt ergibt sich eine Y-förmige Gestalt des Gesamt-Düsenrandes, wobei
auf dem einen Zweig des Y am Ende das beschriebene Zellenrad angeordnet
ist, während
der andere Zweig eben den Winkel-Düsenrand bildet. Die Drehachse
kann geeigneterweise etwa im Wurzelpunkt der Zweige des Y ausgebildet
sein. Insgesamt bildet diese im Querschnitt Y-förmige Struktur somit einen
Klappenkörper,
wobei das Zellenrad ein Teil dieses Klappenkörpers ist. Die Drehachse des Klappenkörpers ist
eine Gesamt-Drehachse, um welche das Zellenrad hierbei auch insgesamt
drehbar ist. Der sich oberhalb der Gesamt-Drehachse befindende Teil
des Klappenkörpers
kann auch in diesem Zusammenhang noch eine besondere Funktion erfüllen. Insbesondere
dann, wenn der obere Teil rückwärts geneigt
ist in bezug auf eine übliche
Vorwärtsbewegung
des Staubsaugers, kann er als Kontergewicht dienen, da der Unterdruck
in der Saugdüse
das um die Gesamt-Dreh achse bewegliche Zellenrad zunächst natürlich nach
innen zu saugen sucht und damit den Saugquerschnitt in bezug auf
die Saugfläche vergrößern würde. Darüber hinaus
kann zusätzlich oder
alternativ auch eine Federvorspannung des Klappenkörpers vorgesehen
sein. Bezüglich
ersterer Lösung
empfiehlt es sich insbesondere, daß der oberhalb der Gesamt-Drehachse
ausgebildete Teil des Klappenkörpers
flächenmäßig (projizierte
Fläche)
größer ist.
Da auf diesen Teil des Klappenkörpers
geeigneterweise auch der Unterdruck der Saugdüse wirkt, ist allein durch
das Größenverhältnis die gewünschte (Normal-)
Ausrichtung des Klappenkörpers
sichergestellt.
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Nachstehend
ist die Erfindung des weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die jedoch
lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellt, erläutert.
Hierbei zeigt:
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1 eine
Vorderansicht einer Saugdüse
für einen
Staubsauger;
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2 einen
Querschnitt entlang der Linie II-II in 1;
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3 die
Saugdüse
gemäß 1 bzw. 3 in
Kontakt mit einer Wand;
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4 einen
Querschnitt durch eine Saugdüse
analog 1, in einer zweiten Ausführungsform;
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5a–f
die Saugdüse
gemäß 4,
in einer Querschnitts-Teilansicht, unter Darstellung der Sequenz
eines Überlaufens
und Aufsaugens von größeren Schmutzpartikeln;
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6a,b die Saugdüse gemäß 4 in Kontakt
mit einer Wand, analog der Darstellung der 3.
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Dargestellt
und beschrieben ist zunächst
mit Bezug zu 1 eine Saugdüse 1 eines gewöhnlichen
Staubsaugers. An dem Anschlußschaft 2 kann bspw.
ein Sauggerät
mit einem Elektromotor angeschlossen werden.
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Die
Saugdüse 1 besitzt
einen Gehäusekörper 3 und
einen Düsenrand 4.
Der Düsenrand 4 schließt beim
Aufsetzen auf einen Boden vorderseitig die auf der Unterseite der
Saugdüse 1 geschaffene Saugfläche SF ab.
Seitlich ist der Abschluß durch den
Gehäusekörper 3 gegeben,
wobei ein unterer Stirnrand des Gehäusekörpers nicht unmittelbar auf der
Saugfläche
SF aufsitzen muß,
sondern auch in einen gewissen Abstand darüber auslaufen kann.
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Aus
der Schnittdarstellung gemäß 2 ist der
Aufbau des Düsenrandes
im einzelnen zu erkennen.
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In
einer Vorderwand 3' des
Gehäusekörpers 3 ist
ein Zellenrad 5 gelagert. Das Zellenrad 5 besitzt eine
Drehachse 6, die sich in Richtung des Düsenrandes 4 bzw. parallel
zu der Saugfläche
SF erstreckt. Das Zellenrad besteht beim Ausführungsbeispiel aus 6 sternförmig angeordneten
Zellenwänden 5', die von einem
mittigen Achsenkörper 5'' ausgehen. Die Zellenwände 5' bilden einzelne,
im wesentlichen dreieckförmige
Zellen Z. Ein eingeschlossener Winkel β zwischen zwei Zellenwänden 5 liegt
vorzugsweise zwischen 20 und 40, beim Ausführungsbeispiel bei 30°.
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Im
einzelnen ist das Zellenrad 5 in einem Wandabschnitt 7 an
seinen Enden 8 bzw. 9 gelagert. Der Wandabschnitt 7 erstreckt
sich in gewöhnlicher Lage
etwa vertikal und besitzt einen verdickten Endbereich 10,
der in einer Lageraufnahme 11 des Wandabschnittes 3' drehbar aufgenommen
ist. Weiter ist in dem Wandabschnitt 3' eine Feder 12 befestigt,
welche den Wandabschnitt 7 in die in 2 dargestellte – im wesentlichen
vertikale – Betriebslage vorspannt.
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Über die
Breite der Saugdüse 1 können auch mehrere
Segmente jeweils mit einem Zellenrad vorgesehen sein, anstelle des
dargestellten einen Zellenrades, das sich über die gesamte Breite der
Saugdüse
erstreckt.
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Durch
eine Drehung des Wandabschnitts 7 um die Drehachse 13 ist
das Zellenrad 5 auf einem Kreisbogen bewegbar, wie dies
insbesondere aus einem Vergleich der 2 und 3 ersichtlich
ist. Hierdurch ist das Zellenrad 5 insgesamt in vertikaler Richtung
bewegbar.
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An
den Wandabschnitt 7 ist weiter, wie aus der Querschnittsdarstellung
gemäß 2 bzw. 3 ersichtlich
ist, ein Winkel-Düsenrand 14 angeformt.
Dieser verläuft
zu dem Wandabschnitt 7 in einem spitzen Winkel Alpha. Beim
Ausführungsbeispiel
beträgt
der Winkel Alpha etwa 65°.
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Wenn
mit der Düse 1 im
Zuge eines Saugvorganges gegen eine Wand 15 gefahren wird,
erfolgt eine Verschwenkung des Wandabschnittes 7 und des
Winkel-Düsenrandes 14,
wie in 3 angedeutet. Wesentlich ist hierbei, daß durch
die Anlage des Winkel-Düsenrandes 14 an
der Wand 15 auch ein Bereich b der Saugfläche SF,
der ansonsten nicht in den Saugraum S mit eingeschlossen werden
könnte,
in diesen mit eingeschlossen wird. Durch die Verschwenkung wird
nämlich
das Düsenrad 5 auf
dem Kreisbogen bewegt und vertikal angehoben, so daß bis in
eine Ecke 16 hin ein der Saugraum S unterhalb des Gehäusekörpers 3 erstreckt
ist.
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Es
ist ersichtlich, daß der
Winkel-Düsenrand 14 durch
einen Kontakt mit einer Wand 15 oder dgl. vertikal nach
unten bewegbar ist. Er ist auch so weit bewegbar, daß eine Stirnkante 17 des
Winkel-Düsenrandes 14 in
Kontakt mit der Saugfläche 5 kommt. Die
Drehachse 13 ist sowohl die Drehachse für die Kreisbewegung des Zellenrades 5 als
auch für
eine Kreisbewegung des Winkel-Düsenrandes 14.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß den 4 bis 6 ist
das Zellenrad 5 Teil eines Klappenkörpers 18. Der Klappenkörper ist
in dem Gehäusekörper 3 derart
aufgenommen, daß er
in der gewöhnlichen
Betriebsstellung an einem Anschlag 19 anliegt. Bei einem
Verschwenken des Klappenkörpers 18, wie
dies bspw. in 5, insbesondere 5d dargestellt ist,
kann der Klappenkörper 18 zur
Anlage an einem vorderen Anschlag 20 kommen, der in diesem
Fall durch eine Innenwand der vorderen Gehäusekörperwand 3' gebildet ist.
Bei dieser Ausgestaltung ist wesentlich, daß der im Saugraum S herrschende
Unterdruck sowohl auf den Randabschnitt 7, in welchem das
Zellenrad 5 gelagert ist, wirkt, wie auch auf den sich über die
Drehachse 13 hinaus erstreckenden Klappenteil 21.
Wenn dieser gleich groß oder
größer ist,
kann hierdurch eine Vorspannung allein aufgrund des Unterdrucks
des Klappenkörpers 18 in
die in 4 dargestellte Stellung erreicht werden.
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Auch
bei der Ausgestaltung gemäß 4 ist ein
Winkel-Düsenrand 14 ausgebildet,
der in einem Winkel Alpha zu dem Wandabschnitt 7 bzw. – bezogen
auf die Darstellung gemäß 4 zu
einer Vertikalen V verläuft.
Der Winkel Alpha ist bevorzugt ein spitzer Winkel.
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Bei
allen Ausführungsformen
ist im übrigen auch
wesentlich, daß der
Winkel-Düsenrand 14 in der
Betriebsstellung gemäß 4 der
am weitesten nach vorne vorragende Teil der Düse 1 ist. Hierdurch ist
sichergestellt, daß bei
einem Kontakt mit einer Wandfläche,
wie dies weiter unten noch in bezug auf 6 auch erläutert ist,
die gewünschte
Verschwenkung und vertikale Absenkung erfolgt.
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In
den 5a bis f ist exemplarisch der
Vorgang beim Überrollen/Überfahren
eines Schmutzteiles SC dargestellt, das größer ist als der Radius des Zellenrades 5.
Wenn das Schmutzteil SC gemäß 5b zur
Anlage an das Zellenrad 5 kommt, wird dieses gegebenenfalls
durch einen Blockierungsvorgang, wie dargestellt, angehoben werden
gemäß 5c.
Hierdurch erfolgt eine Drehung des gesamten Klappenkörpers 18 um
die Drehachse 13. Durch diese Drehung wird der Winkel-Düsenrand 14 nach unten
geschwenkt, gleichfalls um die Drehachse 13. Wesentlich
ist, daß ein
Spalt SP sowohl im Bereich des Zellenrades 5 wie auch im
Bereich des Winkel-Düsenrandes 14,
zwischen der Stirnkante 17 und der Saugfläche 5 immer
möglichst
klein bleibt, so daß die
Saugwirkung im Saugraum S möglichst
erhalten bleibt. Im weiteren Verlauf kommt, gemäß 5d, die
Stirnkante 17 sogar in Berührung mit der Saugfläche 5.
Sodann befindet sich das Schmutzteil SC im Inneren des Saugraumes
S und der Klappenkörper 18 schwenkt
zurück – 5e –.
In 5f ist die Ausgangsstellung gemäß 5a wieder erreicht.
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Dadurch,
daß eine
Innenfläche 22 des
Gehäusekörpers 3 zwischen
den Anschlägen 19 und 20 im
Querschnitt kreisbogenförmig
gestaltet ist, mit einem Radius ausgehend von der Drehachse 13,
ist hier auch im wesentlichen bei einer Verschwenkung des Klappenkörpers 18 immer
eine Dichtigkeit gegeben. Weiter ragt der Gehäusekörperrand 3' bis in den Bereich
der Drehachse 13, sich annähernd vertikal nach unten erstreckend.
Hierdurch ist verhindert, daß etwa
ein sich in dieser Höhe
befindliches Teil der Wohnung oder dgl. gegen den oberen Teil des
Klappenkörpers
fährt und
eine Verschwenkung des Klappenkörpers
etwa blockieren könnte.
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In
den 6a und b ist die Bewegung des Klappenkörpers 18
beim Anfahren des Staubsaugers oder der Düse 1 gegen eine Wand 15 dargestellt.
Wie vergleichweise in bezug auf die 2 und 3 erläutert, erfolgt
auch hier ein Kontakt zwischen dem Winkel-Düsenrand 14 und der
Wand 15, wodurch eine Verschwenkung um die Drehachse 13 erfolgt und
das Düsenrad 5 angehoben
und der Winkel-Düsenrand 14 gleichzeitig
abgesenkt wird. Der Saugraum S wird hierdurch wieder bis in die
Ecke 16 erstreckt, so daß eine vollständige Aussaugung
erfolgen kann.
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Wie
aus der Beschreibung und den Zeichnungen deutlich ist, ist gleichsam
ein Zellenrad 5 geschaffen, das Teil einer einzelnen weiteren
Zelle ist, die von dem Wandabschnitt 7 und dem Winkel-Düsenrand 14 jeweils
begrenzt ist. Bei größeren Schmutzteilen
SC wird (der Teil) des größeren Zellenrades
insgesamt verschwenkt, während
bei kleineren Schmutzteilen – was
im einzelnen zeichnerisch nicht dargestellt ist – nur das Zellenrad 5 bewegt ist.