DE60212692T2

DE60212692T2 - Abfalltrennvorrichtung für staubsauger

Info

Publication number: DE60212692T2
Application number: DE60212692T
Authority: DE
Inventors: Fabien David; Paul Dancer
Original assignee: SEB SA
Current assignee: SEB SA
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2022-11-30
Also published as: WO2003047412A2; ES2266629T3; BR0214271A; HK1069090A1; DE60212692D1; FR2832915A1; US20050091945A1; WO2003047412A3; FR2832915B1; CN1585616A; CN100387178C; ATE330530T1; AU2002364802A1; RU2004120277A; PL370208A1; PT1450662E; EP1450662A2; RU2308871C2; EP1450662B1; US7160347B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Geräte zum Aufsammeln von Abfällen vom Typ Staubsauger, und insbesondere diejenigen, die eine Trennung der Abfälle durch Schleudern verwenden.
Bei Staubsaugern ist bekannt, die von dem Luftstrom angesaugten Abfälle durch Drehung des Stroms zu trennen, wobei die schwersten Abfälle dann durch Schleudern vom Luftstrom getrennt werden.
Das Dokument WO 96/27446 beschreibt eine Vorrichtung zur Trennung der Abfälle, in der die Luft tangential in einen zylindrischen Behälter eindringt, in dessen Mitte ein mit der Ansauggruppe verbundener Filter angeordnet ist. Die in diesem Behälter in Drehung versetzten Abfälle werden vom anfänglichen Luftstrom getrennt und fallen auf den Boden des Behälters.
Das Vorhandensein der Abfallsammelstelle in der Kammer zur Trennung der Abfälle führt zu einem relativ hohen Platzverbrauch der Vorrichtung. Eine optimale Funktionsweise der Vorrichtung erfordert ferner, wie im Dokument genannt, das Vorhandensein von Bereichen zum Stoppen der Drehung der Abfälle, damit diese nicht erneut zum Filtrierbereich mitgenommen werden.
Aus dem Dokument EP 0 489 468 ist auch eine Reihenanordnung von zwei Filtriersystemen bekannt, wobei das erste System das Zurückhalten der größten Abfälle durch eine filtrierende Siebvorrichtung ermöglicht und das zweite System vom Typ Wirbelsystem ist, indem es eine zylindrische, relativ kleine Trennkammer vorsieht, in deren Mitte eine Leitung zur Rückströmung der gereinigten Luft angeordnet ist. Diese Anordnung verbraucht jedoch viel Platz, und die beiden Filtriersysteme bilden einen relativ komplexen Aufbau. Eine Vorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist in der JP 04288111 beschrieben.
Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen, indem insbesondere der Platzverbrauch der allgemeinen Filtriervorrichtung durch Schleudern verringert wird, ohne die Wirksamkeit der Trennung der Abfälle zu verringern, und dabei der Aufbau vereinfacht wird.
Dieses Ziel wird mit Hilfe einer Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle erreicht, die von einem Luftstrom mitgenommen werden, der von einer Ansauggruppe eines Staubsaugers erzeugt wird, wobei die Vorrichtung eine Lufteinlassleitung aufweist, die gemäß einer Tangentialrichtung in eine Kammer zur Trennung der Abfälle mündet, welche ein im Wesentlichen zylinderförmiges Innenvolumen begrenzt, wobei im mittleren Teil der Kammer mindestens eine Öffnung ausgebildet ist, die in eine mit der Ansauggruppe verbundene Leitung mündet, wobei die Kammer einen Kanal zum Abführen der Abfälle in radialer Richtung aufweist, wobei der Kanal mit einem dichten Behälter zum Auffangen der ausgeschleuderten Abfälle verbunden ist, wobei der Lufteinlasskanal und der Kanal zum Abführen der Abfälle in der Kammer zur Trennung der Abfälle im Wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der diametrale Querschnitt der Kammer zwischen zwei- und zehnmal so groß ist wie der kleinste Querschnitt der Kanäle zum Zuführen der Abfälle aus der Saugvorrichtung.
Unter dem Begriff diametraler Querschnitt ist der Querschnitt der Kammer gemäß ihrem Durchmesser zu verstehen.
Im Betrieb wird nämlich der Luftstrom bei seinem Eintritt in die Trennkammer zentrifugiert und folgt somit einer Kreisbewegung, wobei er die Form einer Zentrifugenader annimmt, deren Querschnitt höchstens dem halben Querschnitt der Kammer gemäß ihrem Durchmesser entspricht.
Um eine Kompaktheit zu bieten, die bei einer Hauptvorrichtung zum Trennen der Abfälle recht ungewöhnlich ist, und dabei eine hohe Geschwindigkeit des Luftstroms beizubehalten, ist es wünschenswert, dass der Querschnitt dieser Ader zur Zirkulierung des Luftstroms zwischen ein- und fünfmal so groß ist wie der Querschnitt der Einlassleitung.
Da der Strom je nach Fall dazu gebracht wird, die Trennkammer mehr als einmal zu umkreisen, wird ferner dem eintretenden Strom der in der Kammer bereits vorhandene Reststrom hinzugefügt. Es ist somit wichtig, dies bei der Dimensionierung der Kammer zu berücksichtigen. Schließlich wird durch eine sehr geringe Vergrößerung des diametralen Querschnitts der Kammer in Bezug auf den Querschnitt der Einlassleitung die Verwirbelung des Stroms bei seinem Eintritt in die Trennkammer begrenzt.
Durch diese Vorrichtung kann ferner insbesondere der Bereich des Ausschleuderns in die zur Richtung der Einleitung der Abfälle querverlaufende Richtung verkleinert werden, d.h. dass die Höhe der Trennkammer verringert wird, wenn die Abfälle horizontal eingeleitet werden. Diese Verringerung des Platzverbrauchs ist durch die physische Trennung des Beckens zum Sammeln der Abfälle und der aktiven Trennkammer möglich, wobei das Becken lediglich über einen Verbindungskanal mit der Kammer verbunden ist. Dies ermöglicht auch einen größeren Spielraum hinsichtlich der Form des Sammelbeckens und seiner Implementierung, da dieses nicht mehr notwendigerweise zylindrisch sein muss.
Durch die Verringerung der Höhe der Trennkammer werden ferner der Vorrichtung zugeordnete Leistungsverluste verringert.
Mindestens ein Filtriermittel ist vorteilhafterweise im mittleren Teil der Kammer angeordnet und trennt das Innenvolumen der Kammer von der mit der Ansauggruppe verbundenen Öffnung, wodurch mehr Abfälle in der Trennkammer gesammelt werden können und somit die Anzahl der verschiedenen Abfallsammelstellen verkleinert wird.
Gemäß den in Betracht gezogenen Konfigurationen können die Filtriermittel verschiedene Formen annehmen und entweder die Form eines Gitter oder die Form eines Filters, eines Schaumstoffs, eines Sacks, usw. haben. Es können mehrere Formen kombiniert werden, um die Filtriermittel zu bilden.
Vorteilhafterweise entspricht die Höhe des mit der Trennkammer verbundenen Endes des Kanals zum Abführen der Abfälle im Wesentlichen der Höhe der Kammer, wodurch an den Wänden, die die Öffnung des Kanals zum Abführen der Abfälle begrenzen, keinerlei Bereiche zum Zurückhalten der Abfälle gebildet werden.
Vorteilhafterweise ist der Querschnitt der Einlassleitung im Wesentlichen kreisförmig und besitzt einen Durchmesser, der zwischen 25 mm und 35 mm beträgt, was weiterhin sehr nah an den Werten liegt, die gewöhnlich für die verschiedenen Leitungen gegenwärtiger Staubsauger verwendet werden, immer im Bestreben, eine hohe Geschwindigkeit des Luftstroms bei seinem Eintritt in die Trennkammer beizubehalten.
Es ist nämlich wichtig hervorzuheben, dass die Trennvorrichtung tatsächlich lediglich für Luftgeschwindigkeiten in der Kammer wirksam ist, die über 30 m/s und vorzugsweise über 50 m/s liegen.
Vorteilhafterweise besitzt die Leitung für den Lufteinlass in die Trennkammer an ihrer Luftverbindung mit der Trennkammer einen verringerten Querschnitt, wodurch es möglich ist, die Luft bei ihrem Eintritt in die Trennkammer zu beschleunigen.
Genauer gesagt ist der Querschnitt der Lufteinlassleitung zwischen ein- und zweimal so groß wie der kleinste Querschnitt zum Zuführen der Abfälle aus der Ansaugvorrichtung. Wie zuvor wiederholt wurde, beträgt der Querschnitt des Kanals für den Lufteinlass in die Trennkammer zwischen etwa 490 und 1400 mm², da der Innendurchmesser der Rohre, die die Ansaugvorrichtung mit dem Gehäuse des Staubsaugers verbinden, bei einer Mehrzahl von Bodenstaubsaugern im Allgemeinen zwischen 25 mm und 30 mm beträgt.
Somit kann dadurch, dass ein Querschnitt für den Lufteinlass in die Trennkammer mit dem gleichen, sogar mit einem kleineren Wert als der Querschnitt zum Zuführen der Abfälle aus der Ansaugvorrichtung vorgeschlagen wird, eine hohe Geschwindigkeit und sogar eine Beschleunigung der Abfälle bei ihrem Eintritt in die Trennkammer und somit innerhalb dieser beibehalten werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform ist eines der Filtriermittel flach, wobei es an dem Ende einer mit der Hauptansauggruppe verbundenen Leitung angeordnet ist. Diese Anordnung ist günstig, um die Größe der Trennvorrichtung noch weiter zu reduzieren.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist eines der Filtriermittel halbkugelförmig, wodurch es möglich ist, eine kompakte Form der Vorrichtung beizubehalten, die dabei einen Filter aufweist, der größer ist als ein flacher Filter.
Bei einer Anwendungsvariante dieser beiden Ausführungsformen weist die Vorrichtung zum Trennen der Abfälle zwei Filtriermittel auf, die einander gegenüber angeordnet und mit einer oder zwei mit der Hauptansauggruppe verbundenen Leitung(en) verbunden sind, wodurch es möglich ist, die Filtrierfläche und die Wirksamkeit der Trennung der Abfälle zu erhöhen, indem der Luftstrom in zwei Teile geteilt wird.
Gemäß einer dritten Ausführungsform ist mindestens ein Filtriermittel zylindrisch.
Durch die zylindrische Form, die das Filtriermittel erhält, können die Verwirbelungen des Luftstroms in der Trennkammer sowie die Bereiche zum Zurückhalten der Abfälle in der Kammer begrenzt werden.
Vorzugsweise erstreckt sich eines der Filtriermittel vom Boden der Trennkammer bis zum oberen Teil der Kammer, wodurch es möglich ist, eine große Filtrierfläche zu bieten.
Gemäß einer vierten Ausführungsform ist die zylindrische Trennkammer als Torus ausgebildet, dessen zylindrische Innenfläche eine Öffnung aufweist, die in eine mit einer Ansauggruppe verbundene Leitung mündet.
Durch die Ausbildung einer derartigen Kammer, die eine starre Innenfläche aufweist, kann die Trennkammer unabhängig von dem Filtriermittel begrenzt werden, was einen größeren Spielraum hinsichtlich der Ausbildung der Vorrichtung ermöglicht.
Vorteilhafterweise ist auf Höhe der Öffnung der zylindrischen Innenfläche ein Filtriermittel angeordnet ist, im Bestreben, so viele Abfälle wie möglich an einer gegebenen Stelle zurückzuhalten.
Vorteilhafterweise ist der diametrale Querschnitt des Torus zwischen ein- und viermal so groß wie der kleinste Querschnitt der Kanäle zum Zuführen der Abfälle aus der Saugvorrichtung, was es ermöglicht, eine hohe Geschwindigkeit der Luft beizubehalten, wie vorher erklärt wurde.
Vorteilhafterweise ist das Filtriermittel ein Gitter, dessen Maschen weniger als 60 μm betragen, wodurch der gesamte stromabwärtige Teil geschützt werden kann, der die Hauptansauggruppe, gegebenenfalls mit einem Feinfilter, aufweist.
Vorteilhafterweise ist die zylindrische Innenfläche jenseits der Höhe der Trennkammer verlängert, wobei der so gekennzeichnete Zylinder durch im Wesentlichen horizontale Wände verschlossen ist, wobei ein Volumen definiert ist, in dem ein zweites, mit der Hauptansauggruppe verbundenes Filtriermittel aufgenommen ist.
Durch das Anordnen von zwei Filtriermitteln in diesem Raum ist es möglich, einerseits die Kompaktheit der Vorrichtung zu erhöhen und dabei andererseits die zur Trennvorrichtung gehörigen Mittel zum Filtern und Auffangen der Abfälle an der gleichen Stelle anzuordnen. Darüber hinaus wird durch das Anordnen dieser beiden Filtriermittel mit einem ausreichenden Abstand zueinander in der Mitte des Torus ein großes Volumen zum Sammeln der feinen Abfälle zwischen diesen beiden Filtriermitteln ausgebildet.
Vorteilhafterweise ist das zweite Filtriermittel ein zylindrischer Filter, der sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Zylinders erstreckt, wodurch die Filtrierfläche erhöht werden kann, was das Verstopfen des Filters verzögert.
Als Ausführungsvariante ist das zweite Filtriermittel als Filter ausgebildet, der in einer Aufnahme angeordnet ist, welche sich unter der Trennkammer befindet und mit dieser in Luftverbindung steht. Eine derartige Anordnung ermöglicht eine Vereinfachung des Aufbaus des Geräts und bietet dabei einen größeren Spielraum hinsichtlich der Ausbildung des Filters.
Vorteilhafterweise weist der Filter eine Oberfläche auf, die mehr als 0,2 m² beträgt, im Wesentlichen durch eine Vergrößerung seines Durchmessers und/oder seiner Höhe, z.B. durch die Verwendung eines Faltenfilters.
Bei einer verbesserten Variante einer der genannten Ausführungsformen kann eines der Filtriermittel regeneriert werden, was die Wartung der Vorrichtung vereinfacht. Unter dem Begriff regeneriert ist zu verstehen, dass das Mittel behandelt werden kann, um erneut seine Funktionen und Eigenschaften zu erhalten, die den ursprünglichen nahe liegen. Derartige Behandlungen umfassen das Waschen, das Schütteln des Filters, usw.
Um eine derartige Regenerierung zu vereinfachen, besteht der Filter vorteilhafterweise aus einem fasrigen Träger, der mit einer porösen Membran aus PTFE bedeckt ist. Ein derartiger Filter kann somit durch einfaches Waschen unter Wasser gereinigt werden.
Die vorliegende Erfindung wird mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung, die sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, besser verstanden. Darin zeigen:
1a und 1b eine Schnittansicht von oben entlang B-B bzw. im Profil entlang dem Schnitt A-A des allgemeinen Prinzips der Kammer zum Trennen der Abfälle gemäß der Erfindung,
2, 3 und 6 Ausbildungsvarianten,
4a und 4b die beiden getrennten Teile einer Baugruppe zum Trennen und Auffangen der Abfälle gemäß einer ersten Ausführungsform,
5 in einer perspektivischen Ansicht die Vorrichtung zum Trennen und Auffangen gemäß der ersten Ausführungsform,
7 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
8 eine Schnittansicht entlang der Achse L-L aus 7,
9 eine perspektivische Ansicht der in 8 gezeigten Schnittansicht,
10 eine Draufsicht dieser zweiten Ausführungsform,
11 eine schematische Draufsicht einer Verbesserung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
12 eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung.
Gemäß einem in den 1a und 1b veranschaulichten Fließschema besteht die vorliegende Erfindung aus einer im Wesentlichen kreisförmigen Kammer 2 mit dem Radius R und der Höhe h. Eine Leitung 4 zum Zuführen der Abfälle mündet tangential in diese Kammer.
In der Mitte der Kammer ist eine Luftauslassöffnung ausgebildet, die in eine mit einer Hauptansauggruppe verbundene Leitung mündet. Auf Höhe der Öffnung 11 ist zwischen der Leitung und der Trennkammer ein Filter 12 angeordnet.
Diese Kammer befindet sich auch über eine kleine Leitung 8, die eine radiale Öffnung bildet, mit einem Sammelbecken 10 in Luftverbindung.
Diese Öffnung ist nämlich im Wesentlichen radial, um Wirbel im Becken zu begrenzen. Sie kann eine kleine Tangentialkomponente gemäß der Drehrichtung der Abfälle besitzen, um das Einleiten der Abfälle in das Becken zu vereinfachen.
Die Leitung 4 zum Zuführen der Abfälle ist gemäß einer Standardausbildung zylindrisch und besteht typischerweise aus einem Rohr, das den Rohren ähnlich ist, die die Verbindung der Staubsauger-Ansaugvorrichtung mit dem Staubsaugerkörper ermöglichen.
Alternativ kann diese Leitung einen Querschnitt haben, der kleiner ist als derjenige der Verbindungsrohre, um den Strom der eintretenden Luft zu beschleunigen.
Eine der Besonderheiten der Vorrichtung besteht einerseits darin, dass sie ein Becken 10 zum Auffangen der Abfälle aufweist, das abnehmbar und von der Trennkammer 2 unabhängig ist. Andererseits weist die Kammer zum Trennen der Abfälle das Merkmal einer geringen Höhe in Bezug auf ihren Radius R auf. Der Wert der Höhe h der Kammer liegt nämlich nahe dem Wert des Durchmessers der Einlassleitung 4 in die Trennkammer, d.h. zwischen 25 bis 35 mm, während der Radius R der Trennkammer vorzugsweise zwischen 40 mm und 100 mm beträgt.
Durch diese Besonderheit kann ein zu großer Geschwindigkeitsverlust der ausgeschleuderten Abfälle verhindert werden, der die Wirksamkeit ihrer Trennung vom Hauptluftstrom verringern würde.
Folglich ist die Leitung 8 für den Auslass der Abfälle zum Auffangbecken in der Trennkammer auf gleicher Höhe angeordnet wie die Einlassleitung 4. Diese Sichtweise ist natürlich zu betrachten, wenn die Höhe h der Kammer vertikal angeordnet wird, auch wenn je nach Ausbildung des Geräts die Kammer verschiedene Positionen einnehmen kann, die nicht horizontal sind.
Im Betrieb kommt die mit Abfällen beladene Luft tangential über die Leitung 4 gemäß Richtung F an. Die schwersten, in Drehung versetzten Abfälle werden ausgeschleudert. Die Luft tritt in der Mitte der Kammer gemäß Richtung J aus, nachdem sie gemäß Richtung K durch den Filter 12 geströmt ist. Die gefilterte Luft wird dann über die Leitung 14 zu einer Hauptansauggruppe transportiert.
Da die Stäube und Abfälle gegen die Wand der Trennkammer gedrückt werden, können sie nicht wie die Luft eine Wendung in der Mitte durchführen, um auszutreten. Ihre Drehung an der Innenfläche der Wand zur Begrenzung der Kammer führt sie zur radialen Öffnung, über die sie gemäß Richtung G zum Sammelbecken 10 abgeführt werden.
Der Filter 12 kann mehrere Ausführungsvarianten umfassen. Es kann sich um ein einfaches flaches Gitter handeln, wie in 1b dargestellt. Dieser Filter kann auch ein halbkugelförmiges Gitter 120 sein, wie in 2 gezeigt. Die Maschen des Gitters können mehr oder weniger breit sein.
In 2 ist auch gestrichelt eine Ausführungsvariante dargestellt, die darin besteht, ein zweites Gitter 121 gegenüber von dem ersten Gitter 120 anzuordnen, wobei das zweite Gitter mit einer Luftleitung 15 verbunden ist, die mit einer Ansauggruppe verbunden ist. Um den Aufbau zu vereinfachen, fügen sich die beiden Leitungen 14, 15 schnell zusammen, um lediglich eine Luftverbindung mit der Ansauggruppe zu bilden.
Somit tritt die Luft etwa im mittleren Teil der Kammer gemäß zwei auf der Achse entgegengesetzten Richtungen aus der Trennkammer aus.
Die 4a, 4b und 5 zeigen eine konkretere Ausführung dieser letzten Konfiguration.
Gemäß dieser Ausführung besteht die Baugruppe, die durch die Kammer 31 zum Trennen der Abfälle, das Becken 37 zum Auffangen der getrennten Abfälle sowie durch die Leitung 33 zum Zuführen der Abfälle und die Luftauslassleitung 35 gebildet ist, aus zwei aus dem Formen hervorgehende Unterbaugruppen, wobei diese beiden Unterbaugruppen im Wesentlichen identisch sind und durch jegliches bekannte Mittel wie etwa Schrauben oder, wie dargestellt, durch elastisches Einsetzen vom Typ Zapfen-Zapfenausschnitt 41 auf dichte Weise so zusammengefügt sind, dass die beiden Unterbaugruppen für ihre Reinigung leicht getrennt werden können.
Jede Unterbaugruppe ist von innen aus gesehen in 4a bzw. 4b gezeigt.
Somit begrenzen die Abschnitte 30a, 30b die im Wesentlichen zylindrische Trennkammer 31. In der Mitte jedes Abschnitts ist eine Öffnung 38a, 38b ausgebildet, die mit den Teilen 34a bzw. 34b verbunden sind, welche die Luftauslassleitung 35 begrenzen. Auf Höhe jeder Öffnung ist ein Filter und/oder ein Gitter, nicht dargestellt, angeordnet, wie zuvor beschrieben.
Die Lufteinlassleitung 33 ist durch die Abschnitte 32a, 32b begrenzt, die tangential in die Trennkammer 31 münden. Die durch Schleudern getrennten Abfälle werden in dem aus den beiden Elementen 36a, 36b bestehenden Auffang 37 aufgefangen. Der Auffang 37 steht über eine Leitung 40, die durch in Bezug auf die Trennkammer 31 im Wesentlichen radial ausgerichtete Wände 39a, 39b begrenzt ist, mit der Trennkammer in Luftverbindung. Diese Wände 39a, 39b dringen geringfügig in den Auffang 37 ein und bilden dabei eine Klappe, die den Staub daran hindert, wieder auszutreten.
Die beiden Unterbaugruppen, die im Wesentlichen symmetrisch sind und eine im Wesentlichen ebene Anschlussdichtung aufweisen, zeigen deutlich, dass sich die Leitung 33 für den Einlass des angesaugten Luftstroms in Bezug auf die wie zuvor definierte Höhe der Trennkammer auf gleicher Höhe befindet wie die Leitung 40 für den Auslass der getrennten Abfälle.
Um den Platzverbrauch der Vorrichtung weiter zu verringern, weist die Luftauslassleitung 35 unmittelbar nach jeder Öffnung 38a, 38b eine Biegung von im Wesentlichen 90° auf, so dass die Luftauslassleitung im Wesentlichen parallel zur Einlassleitung 33 verläuft. In 5 ist die Biegung 42b des Teils 34b der Leitung 35 gezeigt.
Eine derartige Vorrichtung nimmt somit insbesondere in Richtung x-x' aus 5, eine zur Schleuderrichtung senkrechte Richtung, weniger Platz ein. Diese Verringerung des Platzverbrauchs der Vorrichtung wird durch den geringen Durchmesser der Trennkammer verstärkt, der durch den kleinen Querschnitt für den Durchlass der Luft in die Kammer möglich ist, welcher eine hohe Geschwindigkeit des Luftstroms in der Kammer gewährleistet.
Dieser Durchmesser ist auch durch den Querschnitt der Rohre zum Zuführen der Abfälle in die Trennkammer bedingt.
Wenn ein Gitter verwendet wird, wird es einem Mittel zum Filtern oder zum Zurückhalten der feinen Abfälle zugeordnet. Dieses Mittel kann unmittelbar nach dem Gitter oder weiter stromabwärts des Luftkreislaufs, nahe dem Motor angeordnet sein. Dieses Mittel kann ein Filter, Schaumstoff, ein Sack, usw. sein.
Um die Verwirbelung und die Geräusche zu verringern, kann nach dem Filter oder dem Gitter am Luftauslass eine Spirale angeordnet sein, um den Luftstrom auszurichten und entlang einem Spiralabschnitt drehen zu lassen.
3 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsvariante, in der die Trennkammer 21 eine Nebenleitung 22 für das Eintreten von Luft aufweist, das durch ein mittels eines Rückstellmittels 26 am Ende der Leitung 22 angeordnetes Ventil 24 eingestellt wird. Durch diese Lufteinlass-Nebenvorrichtung kann der Betrieb der Trennvorrichtung bei extremen Verwendungen, insbesondere dann, wenn der Benutzer den Hauptlufteinlass zur Trennkammer plötzlich verschließt, besser kontrolliert werden. Dieses Ventil kann jedoch durch einen zweiten Einlass für die mit Abfällen beladene Luft ersetzt werden, wenn z.B. mehrere Ansaugbereiche vorgesehen sind.
Bei der in 6 schematisch gezeigten Variante ist die Trennkammer 20 mit einer Leitung oder mit zwei Leitungen 14, 15 für den Luftauslass zur Hauptan sauggruppe verbunden, wie anhand von 2 erklärt. Diese Leitung(en) ist/sind durch einen zylindrischen Filter 122 von der Trennkammer 20 getrennt, welcher in der Mitte der Kammer im Wesentlichen über die gesamte Höhe der Kammer angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann die Filteroberfläche erhöht werden, was insbesondere die Verstopfungsgefahr verringert.
Vorteilhafterweise unterscheidet sich der Querschnitt 43 für den Einlass von Luft in die Trennkammer von einem kreisförmigen Querschnitt. Der Querschnitt kann rechteckig sein, wie dargestellt, oder quadratisch, trapezförmig, oval, usw. Der Grund für die Wahl eines rechteckigen Querschnitts anstelle eines kreisförmigen Querschnitts besteht darin, dass die Abfälle so weit möglich von der Achse y-y' und somit von dem mittleren Filter entfernt werden.
Die 7 bis 11 zeigen eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung nach dem Konzept von 6.
Somit weist die Vorrichtung 51 zum Trennen der Abfälle eine Lufteinlassleitung 52 auf, die in eine Trennkammer 53 mündet, die einem Torus mit rechteckigem diametralem Querschnitt ähnlich ist. Dieser Durchlassquerschnitt des Stroms ist durch eine kreisförmige Außenwand 54, eine kreisförmige Innenwand 55, eine obere Wand 56 und eine Bodenwand 57 begrenzt.
Gemäß dem vorgeschlagenen Beispiel gehören die Bodenwand 57 und die Außenwand 54 zu ein und demselben Teil, das ein L-förmiges Außenprofil besitzt. Dieses Teil weist ferner eine Bodenwand 62 auf. Auf ähnliche und komplementäre Weise gehören die obere Wand 56 und die Innenwand 55 zu ein und demselben Teil und bilden dabei eine L-Form. Die Bodenwand 60 dieses Teils ist so ausgebildet, dass sie sich in die hohle Bodenwand 62 des vorherigen Teils einfügt, so dass leicht der Torus 53 gebildet wird, wobei die L-Formen der beiden aufeinanderliegenden Teile den rechteckigen Querschnitt des Torus bilden. Ferner verbessert ein Absatz 58 die Bildung des Torus, indem er eine Fläche zur Anlage der oberen Wand 56 vorsieht.
Ein derartiger Aufbau und ein derartiges Anordnen der Teile ermöglichen somit einen vereinfachten Ausbau und eine einfache und schnelle Wartung der Teile durch Waschen, da alle die Trennkammer bildenden Oberflächen leicht zugänglich sind.
Wie insbesondere durch Schraffierung in 9 gezeigt, ist der rechteckige Querschnitt S der Trennkammer ähnlich dem kleinsten Querschnitt zum Zuführen der Abfälle aus der Ansaugvorrichtung, um eine hohe Geschwindigkeit des Luftstroms beizubehalten. Der gezeigte Querschnitt ist beispielsweise rechteckig mit einer Größe von 25 mm mal 35 mm, d.h. einem Querschnitt in der Größenordnung von 875 mm² bei einem minimalen Querschnitt zum Zuführen der Abfälle von 490 mm², was einem Rohr entspricht, dessen Innendurchmesser 25 mm beträgt. Das Verhältnis zwischen dem Querschnitt der Trennkammer und dem kleinsten Querschnitt zum Zuführen der Abfälle aus der Ansaugvorrichtung kann je nach Ausführung der verwendeten Vorrichtungen von dem 1- bis zu dem 4-fachen reichen.
Gemäß dem vorgeschlagenen Beispiel ist die Innenwand 55 über ein Filtriergitter 67, das durch jegliches bekannte Mittel an der Wand befestigt ist, am Innenraum der Wand offen.
Die Luftverbindung mit der Hauptansauggruppe ist durch im Wesentlichen zusammenfallende Öffnungen 61, 63 gewährleistet, die in der Basis 60 bzw. 62 der Teile ausgebildet sind, die die Trennkammer bilden, und in eine nicht dargestellte, mit der Ansauggruppe verbundene Leitung münden.
Die Innenwand 55 ist vorteilhafterweise durch eine Wand 64 vertikal verlängert. Der so gebildete Zylinder ist im oberen Teil durch einen Deckel 66 verschlossen, der in an sich bekannter Weise auf der Wand 64 aufgesetzt ist.
In dem durch die Innenwand 55, die Bodenwand 60 und den Deckel 66 begrenzten Raum ist ein zylindrischer Filter 70 angeordnet, der durch einen Sockel 72 gehalten ist, der an der Basis 60 anliegt. Dieser zylindrische Filter umgibt die Öffnungen 61, 63 der Basen 60, 62. Dichtigkeitsmittel verhindern, dass die Luft, die durch das Filtriergitter 67 dringt, durch die Öffnungen 61, 63 strömt, ohne zuvor von dem zylindrischen Filter 70 gefiltert worden zu sein.
Diese Dichtigkeitsmittel können verschiedene Formen haben, wie etwa eine torische Dichtung, die unter dem Sockel 72 angeordnet ist, und/oder aus der Sockelart hervorgehen, usw.
Derartige Dichtigkeitsmittel sind auch zwischen der oberen Wand 56 und dem Absatz 58 sowie zwischen den Basen 60 und 62 und zwischen der Innenwand 55 und der Bodenwand 57 vorhanden.
Der Sockel 72 weist radiale Verlängerungen 74 auf, deren Abmessungen mit dem Durchmesser der Fläche 55 übereinstimmen, so dass die Positionierung des Filters 70 aufgrund der radialen Verlängerungen in Bezug auf die zylindrische Fläche 55 automatisch zentriert ist. Diese Verlängerungen können durchgehend sein und eine Scheibe bilden. Die Dichtigkeitsmittel können auf Höhe der radialen Verlängerungen angeordnet sein.
Vorteilhafterweise, und wie dargestellt, erstreckt sich der Filter 70 im Wesentlichen über die gesamte Höhe k des durch die Wände 55, 64 und den Deckel 66 begrenzten Zylinders.
Durch eine deutliche Erhöhung der Höhe für die Aufnahme des Filters ist es möglich, die Filtrierfläche zu vergrößern und dabei eine Trennkammer mit geringem Volumen beizubehalten, was eine gute Wirksamkeit hinsichtlich der Trennung der Abfälle gewährleistet.
Ein derartiger Filter kann eine Filtrierfläche von mehr als 0,20 m² bieten. Eine derartige Oberfläche kann durch die Verwendung von Faltenfiltern erhalten werden, durch die die Vorrichtung eine kompakte Form beibehalten kann.
Das Gitter vor dem Filter besitzt eine Oberfläche von 100 cm².
Das Austreten der in der Kammer 53 getrennten Abfälle ist durch eine radiale Öffnung 59 gewährleistet, die über eine Leitung 68 mit einem Sammelbehälter 76 verbunden ist. Dieser Behälter kann von der Trennkammer abgenommen werden. Er ist im Wesentlichen vertikal und weist einen Griff 78 auf, der mehrere Ausführungsformen abdecken kann. Gemäß dem vorgeschlagenen Beispiel liegt eine Gehäusestruktur 82 am hinteren Teil des Sammelbehälters 76 an. Diese Struktur weist Aussparungen 77 auf, die somit den Griff 78 bilden.
Der Sammelbehälter 76 verfügt über einen Deckel 80. Dieser ist bis zur Gehäusestruktur 82 verlängert. Dieser Deckel kann abnehmbar oder angelenkt sein, so dass das einfache und bequeme Abführen der Abfälle ermöglicht wird, wenn der Benutzer die im Behälter enthaltenen Abfälle entfernen möchte.
Im Betrieb schaltet der Benutzer die Hauptansauggruppe ein und saugt die Abfälle auf dem zu reinigenden Boden mit Hilfe einer Leitung an, die in eine Ansaugvorrichtung mündet oder nicht und über die Leitung 52 mit der Trennkammer 53 verbunden ist. Der mit Abfällen beladene Luftstrom dringt dann mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 m/s in das Innere der Trennkammer ein, wobei die hohe Geschwindigkeit durch die Konfiguration der Abmessungen der verschiedenen Teile der Vorrichtung erhalten wird.
Die schwersten Abfälle werden dann durch Zentrifugenwirkung und auch durch das Gitter 67 von dem Hauptluftstrom getrennt. Sie dringen dann über die Öffnung 59, gefolgt von der Leitung 68, in den Auffangbehälter 76 ein, wo sie gesammelt werden.
Die durch das Gitter 67 dringende Luft wird dann von dem zylindrischen Filter 70 gefiltert, der ein Filter ist, welcher eine starkes Filtern ermöglicht, um die feinsten Stäube zurückzuhalten. Die gereinigte Luft wird dann über die Öffnungen 61, 63 der Basen 60, 62 zur Ansauggruppe gerichtet.
Alternativ können stromaufwärts des Gitters 67 gemäß der Luftstromrichtung flügelförmige Stäbe angeordnet sein, die die Erhöhung der Filtrierqualität ermöglichen und dabei Leistungsverluste verringern.
11 zeigt eine zusätzliche Variante, die eine bessere Trennung der eingeführten Abfälle ermöglicht. Die vorliegende Variante unterscheidet sich von den vorherigen nämlich durch die Form der Leitung 140 zum Zuführen der Abfälle in die Trennkammer 200, wobei die Leitung eine Biegung 141 aufweist. Durch eine derartige Biegung wird die Wahrscheinlichkeit verringert, dass einige Abfälle beim Eintreten in die Leitung 140 direkt auf den mittleren Filter treffen. Somit werden die gemäß Richtung F1 eingeführten Abfälle zwangsläufig durch die Biegung 141 gemäß Richtung F2 umgeleitet und dann der Zentrifugenkraft ausgesetzt.
Ferner wird der Behälter 100 zum Sammeln der Abfälle durch eine Leitung 110 mit einer geringen, jedoch signifikanten Länge von der Kammer 200 entfernt, wobei die Leitung die Abfälle gewissermaßen einfängt und verhindert, dass die Luft in den Behälter 100 strömt, wie zuvor erklärt wurde.
12 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Erfindung, die sich im Wesentlichen durch die Anordnung der Elemente von der in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsvariante unterscheidet.
Somit mündet die Lufteinlassleitung 52 der Vorrichtung 91 zum Trennen der Abfälle in eine Trennkammer, die einem Torus ähnlich ist und über eine kreisförmige Innenwand verfügt, die durch ein kreisförmiges Gitter gebildet ist. Diese Kammer weist ferner eine Bodenwand sowie einen Deckel 66 auf. Eine wie zuvor beschriebene Leitung 93 führt zu einem nicht dargestellten Behälter zum Auffangen der getrennten Abfälle. Durch eine Dichtung 94 kann die Dichtigkeit mit dem Behälter gewährleistet werden.
Gemäß dieser Variante befindet sich der Filter, der nach der Trennung der Abfälle in der Kammer angeordnet ist, wie etwa der Filter 70 in den 8 und 9, nicht in der Kammer, sondern unter dieser in einem Gehäuse 95, das sich über ein Gitter 97 einerseits mit der Trennkammer und andererseits mit dem Motor in Luftverbindung befindet. Eine Dichtung 99 gewährleistet die Verbindung mit dem Motor.
Durch diese Anordnung kann im Vergleich zu dem in den 8 und 9 gezeigten Aufbau der Durchmesser der Trennkammer verringert werden. Darüber hinaus ist es durch diese Konfiguration möglich, über einen größeren Spielraum hinsichtlich der Dimensionierung des Filters zu verfügen.
Diese Anwendungsform der Erfindung hat auch den Vorteil, die geringe Höhe der Trennkammer in Bezug auf die Leitung 52 für den Einlass der Abfälle deutlich hervorzuheben. Der Querschnitt der Trennkammer bleibt in einem Verhältnis von zwischen dem 0,6- und dem 2,4-fachen des kleinsten Querschnitts zum Zuführen der Abfälle aus der Ansaugvorrichtung.
Um die Eintrittsgeschwindigkeit der Abfälle in die Trennkammer zu erhöhen, kann der Querschnitt der Leitung zum Zuführen der Abfälle lokal verringert werden. Wie in 11 veranschaulicht, weist die Leitung 140 an ihrem Ende, das mit der Trennkammer verbunden ist, eine Schanze 142 auf, die durch die Verringerung des Querschnitts eine Erhöhung der Geschwindigkeit und eine Verbesserung der Trennung der Abfälle in der Kammer ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung bietet somit ein ganz besonders kompaktes System, ohne dabei die Filtriereigenschaft, die hohe Luftgeschwindigkeiten erfordert, zu beeinträchtigen.
Diese Eigenschaft wird im Wesentlichen durch das Beibehalten einer hohen Geschwindigkeit in der Trennkammer erhalten, insbesondere durch niedrige Werte einerseits des Querschnitts für den Durchlass der Luft in die Trennkammer und andererseits des Lufteinlassquerschnitts 52.

Claims

Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle, die von einem Luftstrom mitgenommen werden, der von einer Ansauggruppe eines Staubsaugers erzeugt wird, wobei die Vorrichtung eine Lufteinlassleitung (4, 33, 52, 140) aufweist, die gemäß einer Tangentialrichtung in eine Kammer (2, 20, 31, 53, 200) zur Trennung der Abfälle mündet, welche ein im Wesentlichen zylinderförmiges Innenvolumen begrenzt, wobei im mittleren Teil der Kammer (2, 20, 31, 53, 200) mindestens eine Öffnung (11, 38a, 38b, 61, 63) ausgebildet ist, die in eine mit der Ansauggruppe verbundene Leitung mündet, wobei die Kammer (2, 20, 31, 53, 200) einen Kanal (8, 40, 68, 110) zum Abführen der Abfälle in radialer Richtung aufweist, wobei der Kanal (8, 40, 68, 110) mit einem dichten Behälter (10, 37, 76, 100) zum Auffangen der ausgeschleuderten Abfälle verbunden ist, wobei der Lufteinlasskanal (4, 33, 52, 140) und der Kanal (8, 40, 68, 110) zum Abführen der Abfälle in der Kammer (2, 20, 31, 53, 200) zur Trennung der Abfälle im Wesentlichen auf gleicher Höhe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der diametrale Querschnitt der Kammer (2, 20, 31, 53, 200) zwischen zwei- und zehnmal so groß ist wie der kleinste Querschnitt der Kanäle zum Zuführen der Abfälle aus der Saugvorrichtung.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Filtriermittel (12, 67, 70, 120, 121, 122) im mittleren Teil der Kammer (2, 20, 31, 53, 200) angeordnet ist und das Innenvolumen der Kammer von der mit der Ansauggruppe verbundenen Öffnung (11, 38a, 38b, 61, 63) trennt.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des mit der Trennkammer verbundenen Endes des Kanals (8, 40, 68, 110) zum Abführen der Abfälle im Wesentlichen der Höhe der Kammer (2, 20, 31, 53, 200) entspricht.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Einlassleitung (4, 33, 52, 140) im Wesentlichen kreisförmig ist und einen Durchmesser besitzt, der zwischen 25 mm und 35 mm beträgt.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassleitung (4, 33, 52, 140) an ihrer Luftverbindung mit der Trennkammer (2, 20, 31, 53, 200) einen verringerten Querschnitt besitzt.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Lufteinlasskanals zwischen ein- und zweimal so groß ist wie der kleinste Querschnitt zur Zuführung der Abfälle aus der Ansaugvorrichtung.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Filtriermittel (12) flach ist.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Filtriermittel (120) halbkugelförmig ist.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Filtriermittel (120, 121) einander gegenüber angeordnet und mit einer oder zwei mit der Hauptansauggruppe verbundenen Leitung(en) (14, 15) verbunden sind.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Filtriermittel (122) zylindrisch ist.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zylindrische Filtriermittel (122) sich vom Boden der Trennkammer (2, 20, 31, 200) bis zum oberen Teil der Kammer erstreckt.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Trennkammer (53) als Torus ausgebildet ist, dessen zylindrische Innenfläche (55) eine Öffnung (61) aufweist, die in eine mit einer Ansauggruppe verbundene Leitung mündet.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf Höhe der Öffnung der zylindrischen Innenfläche (55) ein Filtriermittel (67) angeordnet ist.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der diametrale Querschnitt (S) des Torus zwischen ein- und viermal so groß ist wie der kleinste Querschnitt der Kanäle zum Zuführen der Abfälle aus der Saugvorrichtung.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtriermittel (67) ein Gitter ist, dessen Maschen weniger als 60 μm betragen.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Innenfläche jenseits der Höhe (h) der Trennkammer (53) verlängert ist, wobei der so gekennzeichnete Zylinder durch im Wesentlichen horizontale Wände (60, 66) verschlossen ist, wobei ein Volumen definiert ist, in dem ein zweites, mit der Hauptansauggruppe verbundenes Filtriermittel (70) aufgenommen ist.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Filtriermittel (70) ein zylindrischer Filter ist, der sich im Wesentlichen über die gesamte Höhe (k) des Zylinders erstreckt.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie über ein zweites Filtriermittel verfügt, das als Filter ausgebildet ist, der in einer Aufnahme (95) angeordnet ist, welche sich unter der Trennkammer befindet und mit dieser in Luftverbindung steht.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Filtriermittel eine Oberfläche aufweist, die mehr als 0,2 m² beträgt.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Filtriermittel ein Faltenfilter ist.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Filtriermittel (12, 67, 70, 120, 121, 122) regeneriert werden kann.
Hauptvorrichtung zum Trennen und Auffangen der Abfälle nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtriermittel (12, 67, 70, 120, 121, 122), das regeneriert werden kann, aus einem fasrigen Träger besteht, der mit einer porösen Membran aus PTFE bedeckt ist.