-
Hintergrund der Erfindung
-
1. Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Staubsammeleinheit zur
Verwendung in einem Staubsauger, und insbesondere auf eine Staubsammeleinheit
zur Verwendung bei einem Staubsauger, der so aufgebaut ist, dass
ein Luftströmungsweg
in einem Hauptkörper
des Staubsaugers vereinfacht werden kann, indem ein Zyklonverfahren
zum Sammeln von Stäuben
eingesetzt wird.
-
Beschreibung des Standes
der Technik
-
Ein
Staubsauger ist so aufgebaut, dass Fremdstoffe enthaltende Luft
in einen Hauptkörper des
Staubsaugers mittels einer Saugkraft eingesaugt wird, die von dem
Hauptkörper
erzeugt wird, indem die Fremdstoffe ihrerseits herausgefiltert und
die reingefilterte Luft dann aus dem Hauptkörper nach außen abgeführt wird.
Zu diesem Zweck ist ein Motor zum Erzeugen der Saugkraft und dgl.
in dem Hauptkörper
des Staubsaugers installiert. Ein Filtermittel zum Herausfiltern
der in diesen eingesaugten Luft ist ebenfalls in dem Hauptkörper des
Staubsaugers installiert. Ein Staubsammelbeutel, der aus Papier
gebildet ist, wird allgemein ein herkömmliches Filtermittel verwendet.
Der Staubsammelbeutel gestattet, dass nur Luft durch ihn strömt, dass
aber die Fremdstoffe, wie Stäube,
darin gesammelt werden.
-
Nachdem
jedoch die Fremdstoffe, wie z.B. Stäube und dgl., in dem Staubsammelbeutel
gesammelt worden sind, wird der Staubsammelbeutel mit den darin
enthaltenen Fremdstoffen im allgemeinen entsorgt. Damit ist Materialverschwendung
verbunden. Insbesondere besteht ein entscheidender Nachteil darin,
dass die Staubsammeleffizienz des Staubsaugers weiter gesenkt wird,
wenn die Stäube
in dem Staubsammelbeutel gesammelt werden.
-
Um
die obigen Probleme zu lösen,
ist eine Staubsammeleinheit vom Zyklontyp entwickelt worden. Die
Zyklon-Staubsammeleinheit
ermöglicht
die Erzeugung einer spiralförmigen
Strömung
in deren Gehäuse,
wenn die Fremdstoffe enthaltende Luft in das Gehäuse eingeleitet wird.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, ist auf einer Seite eines Hauptkörpers 1 eines
Staubsaugers eine Staubsammeleinheit 2 installiert, die
so aufgebaut ist, dass eine Primärstaubsammlung
mittels des Zyklonverfahrens und eine Sekundärstaubsammlung mittels eines
Filters durchgeführt
werden kann. Demgemäß wird bei
Betrieb des Staubsaugers Fremdstoffe enthaltende Luft, die durch
eine Saugdüse 4 aufgesaugt wird,
durch ein Verlängerungsrohr 6 und
einen Verbindungsschlauch 8 in den Hauptkörper 1 des
Staubsauger eingeleitet.
-
Wie
in den 2 und 3 gezeigt ist, wird die durch
eine Einlassöffnung 21 in
die Staubsammeleinheit 2 eingeleitete Luft in einem Gehäuse 22 zu
einer Spiralströmung
umgebildet. Relativ schwere Fremdstoffe fallen infolge ihres eigenen
Gewichts nach unten. Die Luft, aus der die schweren Fremdstoffe
entfernt worden sind, wird in einen Filter 23 eingeleitet,
und wird dann über
einen an einem oberen Ende des Filters ausgebildeten Auslass 24 ausgestoßen. Der
Filter 23 ist an einer Bodenfläche einer Abdeckung 25 zum Öffnen und
Schließen
des Gehäuses 22 installiert.
Eine solche Sammeleinheit ist insofern von Vorteil, als die relativ
schweren Fremdstoffe durch die Primärstaubsammlung mittels des
Zyklonverfahrens entfernt werden können, und auch Feinstäube durch
die Sekundärstaubsammlung
mittels des Filters 23 ebenfalls vollständig herausgefiltert werden
können.
-
Im
folgenden wird der Luftstrom nach dem Auslass im Detail unter Bezugnahme
auf 3 beschrieben. Wie in der Figur gezeigt ist, ist
der Auslass 24 an einer oberen Oberfläche der Staubsammeleinheit
vorgesehen. Dementsprechend wird die durch den Auslass 24 ausgetragene
Luft entlang eines Verbindungskanals 26 geleitet, der so
aufgebaut ist, dass er den Auslass 24 und ein in dem Hauptkörper des
Staubsaugers über
der Staubsammeleinheit 2 vorhandenes Motorgehäuse H verbindet.
Demgemäß ist der
Verbindungskanal 26 zum Verbinden des an der oberen Oberfläche der
Staubsammeleinheit 2 positionierten Auslasses und des Motorgehäuses H, das
niedriger als die Staubsammeleinheit in dem Hauptkörper des
Staubsaugers positioniert ist, in einer Richtung vertikal nach unten
ausgebildet. Ein solcher herkömmlicher
Aufbau hat jedoch die die folgenden Nachteile: da der Verbindungskanal 26 zum
Verbindung der Staubsammeleinheit 2 und des Motorgehäuses H verwendet
werden sollte, kann sich an ihren jeweiligen Verbindungsabschnitten
ein Saugkraftverlust ergeben. Da dieser Saugkraftverlust zu einer
wesentlichen Verringerung der Saugwirkung des Staubsaugers führt, hat
er einen nachteiligen Einfluss auf den Staubsauger.
-
Da
ferner der Verbindungskanal 26 zusätzlich installiert ist, wird
die Anzahl von Teilen erhöht und
der Montageprozess wird komplex. Somit ergeben sich Probleme insofern,
als die Produktionskosten erhöht
und die Produktivität
gesenkt wird, siehe z.B. EP-1181886.
-
Abriss der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung soll die oben genannten Probleme im Stand
der Technik lösen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Staubsammeleinheit,
die so aufgebaut ist, dass ein Doppel-Filterprozess mittels eines
Zyklonverfahrens und eines Filters durchgeführt und gleichzeitig der innere
Aufbau eines Hauptkörpers
eines Staubsaugers vereinfacht werden kann, sowie einen Hauptkörper eines
Staubsaugers mit der Staubsammeleinheit bereitzustellen.
-
Um
die Aufgabe zu erfüllen,
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Staubsammeleinheit zur Verwendung in einem Staubsauger
vorgesehen, mit: einem zylindrischen Gehäuse, in dem durch eine Einlassöffnung eingeleitete
Luft zu einer Spiralströmung umgebildet
wird und von dem ein oberes Ende offen ist, einer Abdeckung zum Öffnen und
Schließen
des oberen Endes des Gehäuses,
einem Filter, das an einer Bodenfläche der Abdeckung installiert
und zu der Form eines Zylinders mit einer vorbestimmten Länge ausgebildet
ist, und durch das feine Fremdstoffe herausgefiltert werden können, wenn
die Luft von außen eingeleitet
wird, und durch das die Luft nach unten ausgetragen wird, sowie
einer Abführleitung,
die in engem Kontakt mit einer Bodenfläche des Filters steht und eine
Abführöffnung auf
einer Seitenfläche des
Gehäuses
aufweist, um die Luft von dem Filter aus dem Gehäuse auszutragen.
-
Vorzugsweise
ist die Abführöffnung in
einem unteren Abschnitt der Seitenfläche des Gehäuses ausgebildet.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist eine horizontale Trennplatte in der
Mitte des Gehäuses
installiert, und ein Staubsammelloch ist an dem Außenumfang
der Trennplatte ausgebildet.
-
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst die Trennplatte ein Paar halbkreisförmiger Platten,
und die jeweiligen halbkreisförmigen
Platten werden an einem an einer Außenumfangsposition derselben
ausgebildeten Scharnierende nur nach oben geschwenkt, entsprechend
einer äußersten
Position des Durchmessers derselben.
-
Gemäß dem technischen
Konzept umfasst ein Hauptkörper
eines Staubsaugers gemäß der vorliegenden
Erfindung: ein Motorgehäuse,
das in dem Hauptkörper
des Staubsaugers zur Aufnahme eines Motors zur Erzeugung von Saugkraft
installiert ist, und eine Staubsammeleinheit, die angrenzend an das
Motorgehäuse
installiert ist und eine Abführöffnung aufweist,
wobei durch die nach dem Herausfiltern von Fremdstoffen aus der
durch die Saugkraft des Motors eingeleiteten Luft die gefilterte
Luft ausgestoßen
wird, während
die Abführöffnung der Staubsammeleinheit
auf einer Seite der Staubsammeleinheit ausgebildet ist, so dass
die Luft direkt in das Motorgehäuse
eingeleitet werden kann.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
Die
obigen und weitere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung
gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
in Zusammenhang mit den beigefügten
Zeichnungen hervor, in denen zeigen:
-
1 eine
exemplarische perspektivische Ansicht eines Staubsaugers, auf den
die vorliegende Erfindung anwendbar ist,
-
2 eine
perspektivische Ansicht einer Staubsammeleinheit,
-
3 eine
teilweise weggeschnittene perspektivische Ansicht des Inneren eines
Hauptkörpers eines
herkömmlichen
Staubsaugers,
-
4 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Staubsammeleinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung,
-
5 eine
Schnittansicht eines Hauptkörpers
eines Staubsaugers gemäß der vorliegenden Erfindung,
und
-
6 eine
Längsschnittansicht
der Staubsammeleinheit gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
-
Nachstehend
werden bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
-
4 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Staubsammeleinheit 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung, und 6 ist eine Längsschnittansicht der Staubsammeleinheit 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Wie in den Figuren gezeigt ist, umfasst die Staubsammeleinheit 100 ein
Gehäuse 130,
von dem ein oberes Ende offen ist, und eine Abdeckung 110 zum Öffnen und Schließen des
oberen Endes des Gehäuses.
-
Das
Gehäuse 130 legt
einen vorbestimmten Raum darin fest und ist zu einer zylindrischen
Form ausgebildet. Wie später beschrieben
wird, wird aus Luft, welche Fremdstoffe enthält, und die in das Gehäuse 130 eingesaugt
wird, eine Spiralströmung
gebildet, und relativ schwere (große) Fremdstoffe fallen in dem
Gehäuse
infolge ihres Eigengewichts nach unten. Eine Einlassöffnung 134 ist
auf einer Seite des Gehäuses 130 ausgebildet.
Die Einlassöffnung 134 ist
tangential zu einer Innenfläche
des Gehäuses 130 so
gestaltet, dass die durch die Einlassöffnung eingeleitete Luft zu
der Spiralströmung
umgeformt wird, während
sie entlang der Innenfläche
des Gehäuses strömt.
-
Das
Gehäuse 130 ist
mit einem offenen oberen Ende versehen, und die Abdeckung 110 ist
an dem oberen Ende des Gehäuses 130 so
installiert, dass sie das Gehäuse 130 öffnet und
schließt.
Ein Filter 114 ist an einem zentralen Abschnitt einer Bodenfläche der
Abdeckung 110 installiert. Es wird bevorzugt, dass der
Filter 114 so aufgebaut ist, dass er abnehmbar installiert
wird, so dass der Filter einfach ausgetauscht und gereinigt werden
kann. Die Abdeckung 110 ist mit einem Handgriff 116 versehen,
so dass ein Benutzer den Handgriff fasst, wenn er sie (die Abdeckung)
von dem Hauptkörper
des Staubsaugers trennt, und zwar dann, wenn der Filter mit Fremdstoffen,
wie z.B. Stäuben,
gefüllt
ist. Ein solcher Handgriff kann auch am Gehäuse 130 ausgebildet
sein.
-
Der
Filter 114 dient zum Herausfiltern von feinen Fremdstoffen,
wie z.B. Stäuben,
die in der in das Gehäuse
eingeleiteten Luft enthalten sind. Der Filter 114 ist in
der Form eines hohlen Zylinders ausgebildet. Um die vorher erwähnten Feinstäube und
dgl. wirksam herauszufiltern, wird bevorzugt, dass ein Kontaktbereich
des Filters mit der Luft so groß wie möglich ist.
In der gezeigten Ausführungsform
wird der Filter mit mehreren Vertikalfaltungen, die an dessen Außenfläche ausgebildet
sind, benutzt, um einen ausreichenden Kontakt des Filters mit der
Luft zu induzieren, so dass die Stäube wirksam gesammelt werden
können.
-
Der
Filter ist so aufgebaut, dass die feinen Fremdstoffe, die in der
Luft enthalten sind, herausgefiltert werden, während die Luft in dem Gehäuse 130 von
außen
ins Innere des Filters passiert und die gefilterte Luft von der
Staubsammeleinheit über
eine nachstehend zu beschreibende Abführöffnung nach außen ausgetragen
werden kann. Die Abführöffnung ist
an einem unteren Abschnitt des Gehäuses 130 ausgebildet.
Die Abführöffnung 136 dient
zum Abführen
reiner Luft, aus der die Feinstäube
mit dem Filter 114 herausgefiltert worden sind, aus dem
Staubsammelgehäuse
nach außen.
Die Abführöffnung ist
so aufgebaut, dass die Luft von der Abführöffnung 136 in ein
Motorgehäuse
H eingeleitet werden kann, um einen Antriebsmotor in dem Motorgehäuse zu kühlen, wie 5 zeigt.
-
Die
Abführöffnung 136 der
vorliegenden Erfindung ist an einer Seitenfläche des Gehäuses 130 ausgebildet,
wie 4 und 6 zeigen. Die Abführöffnung 136 ist
durch einen Abführkanal 138 gebildet, der
sich von einem vertikalen Mittenabschnitt des Gehäuses 130 nach
unten und dann zu dessen Seitenfläche hin erstreckt.
-
Wie
aus 6 zu ersehen ist, ist ein oberes Ende 138a der
Abführöffnung 138 so
aufgebaut, dass es in engen Kontakt mit einer Bodenfläche des zylindrischen
Filters 114 kommt. Das heißt, die von außen ins
Innere des zylindrischen Filters 114 eingeleitete Luft
kann durch den zentralen Abschnitt der Bodenfläche des Filters 114 ausgetragen
werden, und die ausgetragene Luft kann direkt in die Abführöffnung 138 eingeleitet
werden.
-
Eine
Trennplatte 140 ist in der Mitte der Innenfläche des
Gehäuses 130 gemäß der vorliegenden
Erfindung installiert. Es ist zu ersehen, dass das Staubsammelloch 142 zwischen
einem Außenumfang
der Trennplatte 140 und der Innenfläche des Gehäuses 130 ausgebildet
ist.
-
Wie 4 zeigt,
ist die Trennplatte 140 vorzugsweise in der Form eines
Paars halbkreisförmiger Platten
aufgebaut, und am bevorzugtesten in der Form der Platten, die nach
oben geschwenkt werden können.
Diese Platten werden dazu verwendet, die in dem Staubsammelabschnitt 144 gesammelten Fremdstoffe
nach außen
abzuführen.
-
Der
Aufbau der Trennplatte wird im folgenden detailliert beschrieben.
-
Wie
in einem vergrößerten Abschnitt
der 4 gezeigt ist, ist ein Scharnierende 140a an
einer Außenumfangsposition
entsprechend einer äußersten
Position des Durchmessers der halbkreisförmigen Trennplatte 140 dreh-/schwenkbar
an einem Halterungsabschnitt 130a gehaltert, der an der
Innenfläche
des Gehäuses 130 ausgebildet
ist. Beispielsweise kann der Halterungsabschnitt 130a in
der Form einer vorbestimmten runden Nut bzw. Rille aufgebaut sein,
so dass das Scharnierende 140a der Trennplatte 140 darin
dreh-/schwenkbar gehaltert sein kann. Ferner kann der Halterungsabschnitt 130a in
der Form eines Scharnierlochs ausgebildet sein, das in einer Innenwand
des Gehäuses 130 ausgebildet
ist, um das Scharnierende 140a der Trennplatte 140 zu haltern.
-
Ein
Halterungsvorsprung 130b ist an der Innenfläche des
Gehäuses 130 ausgebildet,
um die Trennplatte 140 zu arretieren und zu haltern. Da
die Trennplatte 140 an dem Halterungsvorsprung 130b angeordnet
und gehaltert ist, kann die Trennplatte 140 im wesentlichen
nicht nach unten geschwenkt werden, sondern kann nur am Scharnierende 140a nach
oben geschwenkt werden.
-
Zusätzlich zu
der obigen Ausführungsform können verschiedene
Modifikationen und Änderungen
am Aufbau vorgenommen werden, bei dem ein Paar halbkreisförmiger Trennplatten 140 in
einem Zustand horizontal gehalten werden, in dem die Staubsammeleinheit
in geeigneter Weise in den Staubsauger eingebaut ist (ein Zustand,
bei dem die Staubsammeleinheit aufrecht steht), während sie
geöffnet
werden, um eine Austragung der Fremdstoffe in dem Staubsammelabschnitt 144 durch
das offene obere Ende des Gehäuses 130 dann
zu ermöglichen, wenn
das Gehäuse
umgekehrt ist.
-
Als
nächstes
wird der Staubsammelvorgang und der periphere Aufbau der Staubsammeleinheit zur
Verwendung in dem Staubsauger gemäß der vorliegenden Erfindung
beschrieben, dessen Aufbau im Detail nachstehend beschrieben wird.
-
Wie
in 5 gezeigt ist, ist die Staubsammeleinheit 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung in dem Hauptkörper 200 des
Staubsaugers installiert. Wenn der Staubsauger zu laufen beginnt,
wird der Antriebsmotor in dem Motorgehäuse H angetrieben, um eine
Saugkraft zu erzeugen, durch die die Fremdstoffe enthaltende Luft über einen
Einlass 202 des Hauptkörpers 200 eingeleitet
wird. Dann wird die Luft, welche die Fremdstoffe, wie z.B. Stäube, enthält, in die
Staubsammeleinheit 100 über
die Einlassöffnung 134,
die auf einer Seite des Gehäuses 130 installiert
ist, eingeleitet. Die eingeleitete Luft wird zu einer Spiralströmung umgeformt,
welche an der Innenfläche
innerhalb des Gehäuses 130 entlangwirbelt.
Während
des Prozesses fallen schwere Fremdstoffe nach unten und werden an
der Bodenfläche des
Gehäuses 130 infolge
ihres Eigengewichts gesammelt.
-
In
der dargestellten Ausführungsform
werden die infolge ihres Eigengewichts herabfallenden schweren Fremdstoffe
an der Bodenfläche
des Gehäuses 130 durch
das Staubsammelloch 142 gesammelt, das am Außenumfang
der Trennplatte 140 ausgebildet ist.
-
Die
Luft, aus der die relativ großen
Fremdstoffe entfernt worden sind, wird in den zylindrischen Filter 114 eingeleitet.
Anschließend
werden die Fremdstoffe, wie Feinstäube, vollständig aus der Luft gefiltert,
während
die Luft das Filter 114 durchströmt. Damit wird die vollständig gefilterte
Luft durch den zentralen Abschnitt der Bodenfläche des Filters 114 ausgetragen.
-
Die
durch den zentralen Abschnitt der Bodenfläche in der Mitte des Filters 114 ausgetragene Luft
wird über
den Abführkanal 138 abgeführt. Dies bedeutet,
dass die Luft über
die am unteren Abschnitt der Seitenfläche des Gehäuses 130 ausgebildete Abführöffnung 136 abgeführt wird.
Die über
die Abführöffnung 136 abgeführte Luft
kann direkt in das Motorgehäuse
H eingeleitet werden, das im wesentlichen parallel zu der und angrenzend
an die Staubsammeleinheit 100 angeordnet ist. Entsprechend kühlt die
Luft den Motor, der in dem Motorgehäuse H installiert ist, um die
Saugkraft zu erzeugen, und wird dann nach außen, das heißt, in einen
Raum ausgetragen. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Abführöffnung 136 der
Staubsammeleinheit 100 an der Seitenfläche des Gehäuses 130 installiert,
so dass die Luft direkt in das Motorgehäuse H eingeleitet werden kann.
So ist zu ersehen, dass ein zusätzlicher langer,
gekrümmter
Verbindungskanal nicht erforderlich ist, da die Luft im wesentlichen
durch den kürzesten
Durchgang in das Motorgehäuse
H eingeleitet werden kann. Da die Staubsammeleinheit direkt mit dem
Motorgehäuse
H verbunden ist, kann ferner die Anzahl von Teilen verringert werden,
und ein etwaiger Saugkraftverlust, der zwischen der Staubsammeleinheit
und dem Motorgehäuse
entsteht, kann minimiert werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung nach
obiger Beschreibung ist die Abführöffnung 136 der
Zyklon-Staubsammeleinheit 100 an
der Seitenfläche
des Gehäuses 130 installiert,
so dass die Abführöffnung direkt
mit dem Motorgehäuse
Hauptkörper
verbunden werden kann. Bei einem solchen Aufbau kann ein etwaiger
Saugkraftverlust wesentlich minimiert werden, da die Luft über den
kürzesten Durchgang
von der Staubsammeleinheit 100 zum Motorgehäuse geliefert
wird. Entsprechend kann der innere Aufbau des Hauptkörpers des
Staubsaugers weiter vereinfacht werden. Daher besteht ein Vorteil darin,
dass die Anzahl von Teilen reduziert werden kann und die Produktivität bei dem
Montageprozess verbessert werden kann.
-
Wie
oben beschrieben wurde, ist es einem Fachmann verständlich,
dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen der vorliegenden Erfindung innerhalb des Schutzumfangs
der Ansprüche vorgenommen
werden können.