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Diese
Erfindung betrifft einen Reinigungskopf für einen Staubsauger. Die Erfindung
ist geeignet für
eine Verwendung bei Haushaltstaubsaugern entweder der Handstaubsauger-
oder der Bodenstaubsauger-Bauart.
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Staubsaugerhersteller
bieten möglichen Kunden
häufig
ein Maß der
von ihren Erzeugnissen entwickelten „Luftleistung" an. Dies ist ein
Maß des Sogwertes,
der an der Saugöffnung
des Geräts
bereitgestellt wird, durch die Schmutzluft und Schmutzteilchen angesaugt
werden. Bei Handstaubsaugern wird die Saugöffnung normalerweise in einem
Reinigungskopf bereitgestellt, der unmittelbar an einem Hauptkörper oder
Motorgehäuse
des Staubsaugers angebracht ist. Bei Bodenstaubsaugern wird die Saugöffnung in
einem Reinigungskopf bereitgestellt, der durch ein Bodenwerkzeug
geformt wird, das über eine
Baugruppe aus Schlauch und Handrohr mit dem Hauptkörper verbunden
ist. Ein Nachteil des Bereitstellens eines hohen Maßes an Luftleistung
an der Saugöffnung
ist, dass der Reinigungskopf in einem solchen Ausmaß an die
zu reinigende Oberfläche
gesaugt wird, dass wenig oder keine Luft von außerhalb des Staubsaugers in
die Saugöffnung
eintreten kann. Dies führt
zu einer Verringerung der Wirksamkeit des Staubsaugers, weil es
erforderlich ist, dass ein Luftstrom durch den Staubsauger hindurchgeht,
um Schmutz und Staub vom der Saugöffnung zur Abscheidevorrichtung
zu befördern,
mit deren Hilfe die mit Schmutz beladene Luft gereinigt wird. Eine
andere nachteilige Wirkung ist, dass der Reinigungskopf an der zu
reinigenden Oberfläche „stecken
bleiben" kann und
dann schwer über
die zu reinigende Oberfläche
zu bewegen ist.
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Es
ist ebenfalls der Fall, dass manche Fußbodenbeläge Eigenschaften haben, die
dazu führen, dass
zwischen ihnen und dem Reinigungskopf hohe Reibungskräfte entwickelt
werden, ungeachtet des Luftstroms, der durch den Reinigungskopf
hindurchgeht. Dann sind vergleichsweise hohe Schubkräfte erforderlich,
um den Reinigungskopf über
diese Oberflächen
zu manövrieren,
was folglich eine normale Verwendung eines Staubsaugers schwierig macht.
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Es
ist bekannt, dass ein Nebenluftventil bereitgestellt wird, um zu
ermöglichen,
dass zusätzliche Luft
in den Staubsauger eintritt, um den an der Saugöffnung entwickelten Sogwert
zu verändern
und so zu ermöglichen,
dass der Betrieb des Staubsaugers bewusst in Reaktion auf sich verändernde
Betriebsbedingungen abgestimmt wird. Das Bereitstellen eines zusätzlichen
Luftstroms durch den Staubsauger verringert den an der Saugöffnung entwickelten
Sog und verringert folglich die Kraft, mit welcher der Reinigungskopf
an die Oberfläche
angesaugt wird. Das Verringern dieser Kraft verringert folglich
die Kraft, die erforderlich ist, um den Reinigungskopf über die zu
reinigende Oberfläche
zu manövrieren.
Außerdem stellt
das Bereitstellen eines zusätzlichen
Luftstroms die Fähigkeit
des durch den Staubsauger hindurchgehenden Luftstroms wieder her,
Schmutz und Staub von dem Nebenluftventil zu der Abscheidevorrichtung
zu befördern,
so dass der Staubsauger seinen vorgesehenen Zweck ausführen kann.
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Ein
Staubsauger, der ein Nebenluftventil einschließt, wird in der
US-Patentschrift 2.978.733 beschrieben.
Dieses Dokument illustriert ein Nebenluftventil, das im Griffabschnitt
eines Bodenstaubsaugers angeordnet ist. Die Anordnung ist derart,
dass das Nebenluftventil normalerweise offen ist, aber wenn der
Reinigungskopf in einer Vorwärtsrichtung bewegt
wird, wird die Größe der Ventilöffnung verringert,
was folglich den an der Saugöffnung
entwickelten Sogwert steigert. Wenn der Reinigungskopf in einer
Rückwärtsrichtung
bewegt wird, wird die Größe der Ventilöffnung gesteigert,
um so den an der Saugöffnung
entwickelten Sog zu verringern. Die Wirkung dessen ist, die Kraft
zu steigern, mit welcher der Reinigungskopf nach unten an die zu
reinigende Oberfläche
gesaugt wird, wenn der Reinigungskopf vorwärts bewegt wird, was es schwieriger
macht, den Reinigungskopf vorwärts über die
Oberfläche
zu bewegen. Außerdem
bedeutet das Anordnen des Nebenluftventils in dem Griff des Handrohres,
dass das Einleiten von Nebenluft keine vorteilhafte Wirkung auf
die Fähigkeit
des Staubsaugers hat, Schmutz und Staub von der Saugöffnung zur
Abscheidevorrichtung zu befördern,
da der Luftstrom nicht in der Nähe der
Saugöffnung
ergänzt
wird.
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Eine
abweichende Anordnung wird in
JP 5211962 illustriert,
die wieder einen Bodenstaubsauger betrifft. Es werden verschiedene
Ausführungsformen
illustriert, aber sie ermöglichen
alle, dass zusätzliche
Luft in den Reinigungskopf eingelassen wird, wenn der Reinigungskopf
in einer Vorwärtsrichtung
bewegt wird. Dies wird bei einigen Ausführungsformen erreicht durch
geringfügiges
Anheben der Vorderkante des Reinigungskopfes, wenn der Reinigungskopf
in einer Vorwärtsrichtung
bewegt wird, und bei anderen Ausführungsformen durch Veranlassen,
dass sich ein Nebenlufteinlass öffnet,
wenn der Reinigungskopf ähnlich
vorwärts
bewegt wird. Wenn dies geschieht, wird ermöglicht, dass zusätzliche
Luft in den Reinigungskopf eintritt, und dies wird die Fähigkeit
des Staubsaugers verbessern, Schmutz und Staub von dem Reinigungskopf
zur Abscheidevorrichtung zu befördern.
Die zum Manövrieren
des Reinigungskopfes über
den Fußboden
in einer Vorwärtsrichtung
erforderliche Anstrengung wird ebenfalls verringert, wenn das Nebenluftventil
geöffnet
wird, aber diese Wirkung wird erst erreicht, nachdem der Reinigungskopf
zuerst aus seiner Ruheposition bewegt worden ist. Folglich wird
die Kraft, die erforderlich ist, um den Reinigungskopf am der Ruheposition zu
bewegen, durch die offenbarte Anordnung nicht verringert. Es ist
ebenfalls bewerkenswert, dass das Einleiten von zusätzlicher
Luft in den Reinigungskopf bewusst verhindert wird, wenn der Reinigungskopf
in einer Rückwärtsrichtung
bewegt wird. Wenn folglich der Reinigungskopf dieser Offenbarung
in einer Rückwärtsrichtung
bewegt wird, besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit,
dass der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken
bleiben" wird und
die Wirksamkeit des Staubsaugers verringert wird.
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Eine
dritte bekannte Anordnung wird in
EP 0898924A illustriert. Bei dieser Anordnung
ist die Saugöffnung
selbst einstellbar gemacht worden, so dass die Saugöffnung auf
glatten Fußböden verhältnismäßig klein
ist, aber wenn der Staubsauger auf Veloursteppichen mit tiefem Flor
verwendet wird, die Hinterkante der Saugöffnung gegen die Wirkung einer
Feder bewegt wird, um die Größe der Öffnung zu steigern.
Dies kann veranlasst werden, wenn sich der Reinigungskopf entweder
vorwärts
oder rückwärts bewegt,
und hat die Wirkung, das Maß des „Soges" zu verringern, mit
dem der Reinigungskopf an dem Fußboden stecken bleibt, sowie
die Wirksamkeit des Staubsaugers zu verbessern. Wie bei der Offenbarung
von
JP 5211962 kann
diese Anordnung nur zum Funktionieren gebracht werden, wenn der
Reinigungskopf tatsächlich über die
zu reinigende Oberfläche
bewegt wird. In beiden Fällen
hat dies den Nachteil, dass, wenn der an der Saugöffnung entwickelte
Sogwert hoch ist, der Benutzer die Kraft überwinden muss, die verursacht,
dass der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche stecken
bleibt, bevor die zusätzliche
Luft in den Reinigungskopf eingelassen werden kann. Folglich wird
die Kraft, die erforderlich ist, um eine Bewegung des Reinigungskopfes über die
zu reinigende Oberfläche
zu beginnen, mit Hilfe der bekannten Anordnungen nicht verringert.
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Es
ist ebenfalls bekannt, dass Nebenluftventile bereitgestellt werden,
die selbsttätig
auf eine Zunahme des im Reinigungskopf entwickelten Saugdrucks reagieren,
der normalerweise eine Situation anzeigt, in welcher der Reinigungskopf
am Fußboden
stecken bleibt. Beispiele dieser Art von Nebenluftventil werden
in
GB 875332 und
JP 2001218710 gezeigt,
wobei Drucksensoren verwendet werden, um die jeweiligen Nebenluftventile
zu öffnen.
Solche Anordnungen können
in Situationen helfen, in denen der Luftstrom daran gehindert wird,
in den Reinigungskopf einzutreten, aber sie können keine Entlastung bieten,
wenn der Fußbodenbelag
von einer Art ist, die große
Reibungskräfte
zwischen ihm und dem Reinigungskopf erzeugt.
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DE 2815196 offenbart einen
Reinigungskopf nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Reinigungskopf für
einen Staubsauger bereitzustellen. Es ist eine andere Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, einen Reinigungskopf für einen Staubsauger bereitzustellen,
wobei der Maß der
Kraft, die zum Bewegen des Reinigungskopfes entweder vorwärts oder
rückwärts über eine
zu reinigende Oberfläche
benötigt
wird, verringert werden kann, ohne zuerst eine physische Bewegung
des Reinigungskopfes über
die Oberfläche
zu erfordern. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
einen Reinigungskopf für
einen Staubsauger bereitzustellen, wobei das Maß der Kraft, die zum Bewegen
des Reinigungskopfes über
eine zu reinigende Oberfläche
erforderlich ist, eine Obergrenze hat.
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Die
Erfindung stellt einen Reinigungskopf für einen Staubsauger bereit,
der ein Gehäuse,
eine Saugöffnung
in einer Fläche
des Gehäuses,
die dafür vorgesehen
ist, zu einer Fußbodenfläche zu zeigen, einen
Saugdurchgang, um mit Schmutz beladene Luft von der Saugöffnung durch
den Reinigungskopf zu einem Auslass desselben zu leiten, einen Nebenlufteinlass,
der in dem Gehäuse
angeordnet ist und durch ein Nebenluftventil verschlossen wird,
das geöffnet
werden kann, um zu ermöglichen,
dass über den
Nebenlufteinlass Luft in den Saugdurchgang eingelassen wird, umfasst,
wobei der Reinigungskopf ferner ein Kraftübertragungselement umfasst,
das mit einem Griff verbunden oder dafür eingerichtet ist, mit demselben
verbunden zu sein, mit dessen Hilfe der Reinigungskopf bei Anwendung über die
Fußbodenfläche manövriert wird,
wobei das Kraftübertragungselement
durch eine Verbindung mit dem Gehäuse verbunden ist, die, als
Reaktion auf das Maß der
zum Bewegen des Reinigungskopfes über die Fußbodenfläche erforderlichen Kraft, eine
relative Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem
Gehäuse
ermöglicht,
dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenluftventil dafür eingerichtet
ist, als Reaktion auf das Maß der
relativen Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Gehäuse, ungeachtet
der Bewegungsrichtung des Reinigungskopfes, zu öffnen.
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Bei
der beanspruchten Anordnung wird das Nebenluftventil geöffnet, wenn
mehr als ein vorbestimmtes Maß an
Kraft erforderlich ist, um den Reinigungskopf über den Fußboden zu bewegen. Jedoch ist
keine physische Bewegung des Reinigungskopfes erforderlich, um zu
bewirken, dass das Nebenluftventil öffnet. Die relative Bewegung
zwischen dem Kraftübertragungselement
und dem Gehäuse
kann dazu verwendet werden, zu bewirken, dass das Nebenluftventil öffnet, so
dass eine physische Bewegung des Reinigungskopfes über die
zu reinigende Oberfläche keine
Vorraussetzung für
das Funktionieren des Nebenluftventils ist. Daher gibt es keine
Notwendigkeit, die Kraft zu überwinden,
durch die der Reinigungskopf an dem Fußboden „stecken bleibt", um das Nebenluftventil
zu aktivieren, was wiederum ermöglichen
wird, dass der an der Saugöffnung
entwickelte Sog verringert wird. Dies macht den Betrieb des Staubsaugers,
insbesondere die Manövrierbarkeit des
Reinigungskopfes, viel leichter für den Benutzer, wenn er sich
Bedingungen gegenübersieht,
in denen der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken
bleibt". Bei einer
bevorzugten Ausführungsform
wird das Nebenluftventil ungeachtet der Bewegungsrichtung des Reinigungskopfes
geöffnet, so
dass der Betrieb des Staubsaugers für den Benutzer leichter gemacht
wird, wenn der Reinigungskopf sowohl vorwärts als auch rückwärts bewegt
wird.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform öffnet das
Nebenluftventil erst, wenn das Maß der relativen Bewegung zwischen
dem Kraftübertragungselement
und dem Gehäuse
einen vorbestimmten Wert überschritten
hat. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Nebenluftventil dafür eingerichtet,
um ein Maß zu öffnen, das
von dem Maß der
relativen Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem
Gehäuse
abhängig
ist. Auf diese Weise wird die in den Saugdurchgang eingelassene
Luftmenge selbsttätig
gesteigert, wenn die zum Bewegen des Reinigungskopfes über die
zu reinigende Oberfläche
erforderliche Kraft hoch ist. Der an der Saugöffnung entwickelte Sogwert
wird folglich zunehmend gesteigert, wenn das Maß der relativen Bewegung gesteigert
wird. Schließlich
wird ein Punkt erreicht, an dem die Saugkraft, die bewirkt, dass
der Reinigungskopf an der Oberfläche „stecken bleibt", dadurch überwunden
wird, dass der Benutzer ein annehmbares Maß an Kraft ausübt. Diese
wahrgenommene Abnahme des Maßes
an Kraft, dir zum Bewegen des Reinigungskopfes über die zu reinigende Oberfläche erforderlich
ist, ist für
den Benutzer vorteilhaft.
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Es
ist vorzuziehen, dass die in den Saugdurchgang eingelassene Luftmenge
die gleiche ist, wenn eine bestimmte Kraft erforderlich ist, um
den Reinigungskopf entweder in einer Vorwärtsrichtung oder in einer Rückwärtsrichtung über die
Fußbodenfläche zu bewegen.
Dies führt
dazu, dass der Staubsauger gleichermaßen leicht zu manövrieren
ist, wenn der Reinigungskopf sowohl in der Vorwärts- als auch in der Rückwärtsrichtung
bewegt wird.
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Es
ist vorzuziehen, dass der Nebenlufteinlass an einer nach vorn zeigenden
Fläche
des Gehäuses
und angrenzend an die Fläche
des Gehäuses angeordnet
ist, die nicht dafür
vorgesehen ist, zu der Fußbodenfläche zu zeigen.
Dies stellt sicher, dass die Nebenluft nahe der Saugöffnung in
den Reinigungskopf eintritt, so dass die Fähigkeit des Staubsaugers zum
Befördern
von Schmutz- und Staubteilchen von der Saugöffnung zur Abscheidevorrichtung so
weit wie möglich
aufrechterhalten wird. Außerdem ermöglicht dieses
Anordnen des Nebenlufteinlasses, dass Schmutz und Staub durch den
Nebenlufteinlass in den Staubsauger eintreten, in dem Fall, dass
der Reinigungskopf angrenzend an eine Wand oder ein anderes Hindernis
verwendet wird, das die Saugöffnung
daran hindert, frei über
einen spezifischen Bereich der zu reinigenden Oberfläche hinweggeht.
Alternativ dazu kann der Nebenlufteinlass an einer oberen Fläche des
Gehäuses
angeordnet sein.
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Es
werden nun Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen, in denen:
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1a eine
Seitenansicht eines bekannten Handstaubsaugers ist,
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1b eine
Seitenansicht des Staubsaugers von 1,
gezeigt in einer Betriebsposition, ist
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2 eine
perspektivische Ansicht eines bekannten Bodenstaubsaugers ist,
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3a eine
schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Reinigungskopfes nach
der Erfindung und besonders geeignet für eine Verwendung mit Bodenstaubsaugern
ist,
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3b und 3c Ansichten, ähnlich 3a,
sind, und die Funktionsweise des darin gezeigten Reinigungskopfes
illustrieren,
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4 eine
schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Reinigungskopfes
nach der Erfindung ist,
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5 eine
schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines Reinigungskopfes nach
der Erfindung ist,
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6 eine
schematische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform eines Reinigungskopfes nach
der Erfindung ist,
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7 eine
schematische Schnittansicht einer fünften Ausführungsform eines Reinigungskopfes
nach der Erfindung ist und
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8a bis 8d eine
schematische Draufsichten des Reinigungskopfes von 7 sind,
die unterschiedliche Positionen desselben illustrieren.
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Ein
bekannter Handstaubsauger 10 wird in 1a und 1b illustriert.
Der Staubsauger 10 schließt einen Hauptkörper 12 ein,
der eine Vorrichtung 14 zum Abscheiden von Schmutz und
Staub aus einem durch den Staubsauger 10 hindurchgehenden Luftstrom
enthält.
Bei dem illustrierten Staubsauger 10 ist die Vorrichtung 14 von
Zyklonbeschaffenheit, es wird aber zu erkennen sein, dass das Abscheiden durch
andere Mittel, zum Beispiel durch einen Filterbeutel, bewirkt werden
kann.
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Der
Hauptkörper 12 wird
an dem Staubsauger 10 durch einen aufrechten Träger 16 getragen, der
einen Griff 18 einschließt, so positioniert und angeordnet,
dass er es einem Benutzer des Staubsaugers 10 ermöglicht,
den Staubsauger 10 über
eine zu reinigende Oberfläche
zu manövrieren.
Der Griff 18 kann abnehmbar hergestellt sein, um eine Baugruppe
aus Schlauch und Handrohr (nicht gezeigt) zu bilden, um es so dem
Benutzer des Staubsaugers 10 zu ermöglichen, eine Reinigung oberhalb
des Fußbodens
auszuführen.
Die Mittel, durch welche dies erreicht werden kann, sind für die vorliegende
Erfindung nicht relevant.
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Ein
Motorgehäuse 20 ist
unterhalb des Hauptkörpers 12 angeordnet
und nimmt eine Einheit aus Motor und Gebläse zum Einziehen von mit Schmutz
beladener Luft in den Staubsauger 10 auf. Räder 22 sind
an dem Motorgehäuse 20 angebracht, um
zu ermöglichen,
dass der Staubsauger über
eine zu reinigende Oberfläche
manövriert
wird. Ein Reinigungskopf 24 ist drehbar so an dem Motorgehäuse 20 angebracht,
dass, wenn der Staubsauger 10, wie in Figur 1b illustriert,
in einem aufrechten Modus verwendet wird, der Reinigungskopf 24 in
Berührung mit
der zu reinigenden Oberfläche
gehalten wird. Der Reinigungskopf 24 schließt ebenfalls
eine Saugöffnung 26 ein,
die in einer Fläche
des Reinigungskopfes 24 angeordnet ist, die zu der zu reinigenden Oberfläche zeigt.
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Leitungen
(nicht gezeigt) werden innerhalb des Staubsaugers 10 bereitgestellt,
um zu ermöglichen,
dass ein Luftstrom von der Saugöffnung 26 zu der
Vorrichtung 14 in dem Hauptkörper 12 und von dort
zu dem Motorgehäuse 20 strömt, bevor
er über einen
Auslass 28 austritt. Die Leitungen können dafür angeordnet sein, zu bewirken,
dass der Luftstrom durch einen oder mehrere Filter (nicht gezeigt) hindurchgeht,
die in der Nachbarschaft des Motors angeordnet sind. Im Betrieb
zieht der Motor mit Schmutz beladene Luft über die Saugöffnung 26 in den
Reinigungskopf 24. Danach wird die mit Schmutz beladene
Luft zu der Vorrichtung 14 geführt, wo in dem Luftstrom mitgerissene
Schmutz- und Staubteilchen aus demselben abgeschieden und gesammelt werden.
Danach wird die gereinigte Luft durch das Gebläse und vorbei an dem Motor
im Motorgehäuse 20 gezogen,
um so eine Kühlung
zu bewirken, bevor sie durch den Auslass 28 ausgestoßen wird.
Wie es gut bekannt ist, wird ein Handstaubsauger der in 1a und 1b illustrierten
Art betätigt
durch Kippen des Hauptkörpers 12 rückwärts in Bezug
auf den Reinigungskopf 24. Der Benutzer ergreift den Griff 18 und übt schiebende
und ziehende Kräfte
auf den Griff 18 aus, um so den Reinigungskopf 24,
normalerweise auf eine hin- und hergehende Weise, über eine
zu reinigende Oberfläche
zu bewegen.
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Ein
bekannter Bodenstaubsauger 30 wird in 2 illustriert.
Der Bodenstaubsauger 30 umfasst einen Hauptkörper 32,
der eine Vorrichtung 34 zum Abscheiden von Schmutz und
Staub aus einem durch denselben hindurchgehenden Luftstrom enthält. Der
Hauptkörper 32 hat
an demselben angebrachte Räder 36,
um zu ermöglichen,
dass sich der Hauptkörper 32 über eine
zu reinigende Oberfläche bewegt.
Ein Reinigungskopf 38 ist über ein Handrohr 40,
in der Form eines hohlen Rohres, und einen flexiblen Schlauch 42 mit
dem Hauptkörper 32 verbunden.
Das Handrohr 40 kann starr oder teleskopartig sein, und
zum Zweck des Aufbewahrens von Zubehörteilen, wie beispielsweise
Bürstenwerkzeugen, Fugenwerkzeugen
usw., kann ein Werkzeughalter 44 am Schlauch 42 bereitgestellt
werden.
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Der
Reinigungskopf 38 schließt eine Saugöffnung 46 ein,
die unmittelbar mit dem Handrohr 40 verbunden ist. Das
Handrohr 40 ist mit dem Schlauch 42 verbunden,
der wiederum mit der Vorrichtung 34 verbunden ist. Der
Auslass der Vorrichtung 34 ist mit einem Motorgehäuse (nicht
gezeigt) verbunden, in dem eine Einheit von Motor und Gebläse untergebracht
ist. Bei Anwendung arbeitet die Einheit von Motor und Gebläse, um mit
Schmutz beladene Luft über
die Saugöffnung 46 in
den Reinigungskopf 38 zu ziehen. Die mit Schmutz beladene
Luft passiert vom Reinigungskopf 38 zum Handrohr 40 und
danach zum Schlauch 42. Der Schmutz wird in der Vorrichtung 34,
die ein Zyklonabscheider oder ein Beutelfilter sein kann, aus dem
Luftstrom abgeschieden, der danach zum Zweck der Kühlung des
Motors von der Vorrichtung 34 zum Motorgehäuse passiert.
Danach wird die Luft über
einen geeigneten Auslass (nicht gezeigt) aus dem Staubsauger 30 ausgestoßen. Wieder
können
in der Nachbarschaft des Motors, stromaufwärts von demselben, stromabwärts von
demselben oder beides, Filter bereitgestellt werden.
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Bei
Anwendung ergreift der Benutzer des Bodenstaubsaugers 30 das
obere Ende des Handrohres 40, das als ein Handgriff 48 geformt
ist, und bewegt den Reinigungskopf 38 über die zu reinigende Oberfläche. Normalerweise
manövriert
der Benutzer den Reinigungskopf 38 in einer hin- und hergehenden
Bewegung, d. h., vorwärts
und rückwärts, über die
Oberfläche.
Mit Schmutz beladene Luft wird über
die Saugöffnung
in den Reinigungskopf 38 gesaugt und zur Vorrichtung 34 geführt, wo
das Abscheiden bewirkt wird.
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Die
obigen Erläuterungen
betreffen bekannte Staubsauger. Einzelheiten der Abscheidevorrichtung,
der Luftstromdurchgänge
und der anderen Teile der Staubsauger, die sich nicht auf den Reinigungskopf
beziehen, bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende
Erfindung ist nur mit der Anordnung des Reinigungskopfes und seiner
Verbindung mit dem Rest des Staubsaugers befasst.
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Wie
in der Einleitung erwähnt
worden ist, bieten viele Hersteller von Staubsaugern den Kunden eine
Anzeige der durch den fraglichen Staubsauger entwickelten „Luftleistung" an. Je höher das
Maß der Luftleistung,
desto höher
ist der an der Saugöffnung entwickelte
Sogwert. Es gibt eine verbreitete Vorstellung, dass ein Staubsauger,
der eine hohe Luftleistung entwickelt, besser arbeitet als ein Staubsauger, der
eine niedrigere Luftleistung entwickelt. Dies hat Hersteller dazu
ermuntert, Staubsauger herzustellen, bei denen das Maß der Luftleistung
so hoch wie möglich
ist. Wenn der an der Saugöffnung
entwickelte Sog jedoch übermäßig ist,
kann es sehr schwierig werden, den Reinigungskopf des Staubsaugers über die
zu reinigende Oberfläche
zu manövrieren.
Praktisch bleibt der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken". Die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung ist es, einen Reinigungskopf bereitzustellen,
der dazu in der Lage ist, eine sehr hohe Luftleistung an der Saugöffnung zu
entwickeln, der aber kein übermäßiges Maß an Kraft
erfordert, um ihn über
die zu reinigende Oberfläche
zu manövrieren.
Praktisch ist es das Ziel, die Kraft zu begrenzen, mit welcher der
Reinigungskopf an dem Fußboden „stecken
bleiben" kann.
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Eine
erste Ausführungsform
eines Reinigungskopfes nach der Erfindung wird schematisch in 3a illustriert.
Der Reinigungskopf 50 ist vorrangig (aber nicht ausschließlich) für eine Verwendung
mit einem Bodenstaubsauger der in 2 illustrierten Art
gestaltet. Der Reinigungskopf 50 schließt ein Gehäuse 52 ein, das eine
obere Fläche 54,
eine vordere Fläche 56 und
eine untere Fläche 58 hat.
Eine Saugöffnung 60 ist
in der unteren Fläche 58 geformt,
und Räder 62 sind
drehbar an dem Gehäuse 52 angebracht.
Das Gehäuse 52 hat, ähnlich dem
in 2 illustrierten Reinigungskopf 38, in
dem Bereich vor den Rädern 62 eine
beträchtliche
Breite. Hinter den Rädern 62 verengt
sich das Gehäuse 52 zu
einem hinteren röhrenförmigen Element 64 hin,
das von einer Hülse 66 umschlossen
wird. Die Hülse 66 ist
auf eine gleitende Weise mit dem röhrenförmigen Element 64 verbunden
und schließt
ein freies Ende 68 ein, das dafür eingerichtet ist, mit einem
Ende des Handrohres 40 des Staubsaugers 30 verbunden
zu werden, in Verbindung mit dem der Reinigungskopf 50 verwendet
werden soll.
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Das
röhrenförmige Element 64 schließt zwei diametral
gegenüberliegende Öffnungen 70 ein,
die sich in Radialrichtung nach außen durch die Wand des röhrenförmigen Elements 64 erstrecken.
Jede Öffnung 70 wird
durch eine sich nach außen
erstreckende Lippe 72 umschlossen. An der Hülse 66 sind zwei
sich nach innen erstreckende ringförmige Lippen 74 angebracht.
Diese Lippen sind so positioniert, dass sie mit Zwischenraum zu
den sich nach außen erstreckenden
Lippen 72 in der Längsrichtung
des röhrenförmigen Elements 64 angeordnet
sind. Folglich ist eine erste der sich nach innen erstreckenden ringförmigen Lippen 74 auf
der den Ruder 62 nächsten
Seite der sich nach außen
erstreckenden Lippen 72 angeordnet, und die zweite sich
nach innen erstreckende ringförmige
Lippe 74 ist auf der dem freien Ende 68 der Hülse 66 nächsten Seite
der sich nach außen
erstreckenden Lippen 72 mit Zwischenraum zu denselben angeordnet.
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An
der Hülse 66 sind
zwischen den ringförmigen
Lippen 74 zwei sich nach innen erstreckende kreisförmige Nebenluftventile 76 angeordnet.
Diese Nebenluftventile 76 sind so eingerichtet und angeordnet,
dass sie dazu in der Lage sind, die Öffnungen 70 zu schließen, wenn
sich die Hülse 66 in
der richtigen Position im Verhältnis
zu dem röhrenförmigen Element 64 befindet.
Zwei spiralförmige
Druckfedern 78 sind um das röhrenförmige Element 64 angeordnet,
wobei ihre Enden an den sich nach außen erstreckenden Lippen 72 bzw.
den sich nach innen erstreckenden ringförmigen Lippen 74 festsitzen. Auf
diese Weise wird die Hülse 66 durch
die Druckfedern 78 in die Position im Verhältnis zu
dem röhrenförmigen Element 64 gedrängt, in
welcher die Nebenluftventile 76 die Öffnungen 70 schließen.
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Zwei Öffnungen 80 werden
in der Hülse 66 zwischen
den sich nach innen erstreckenden ringförmigen Lippen 74 bereitgestellt.
Diese Öffnungen 80 bilden
einen Auslass aus der ringförmigen
Kammer, die innerhalb der Hülse 66 geformt
ist, zur Atmosphäre.
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Es
wird zu erkennen sein, dass die Hülse 66 dazu in der
Lage ist, sich teleskopartig in Bezug auf das röhrenförmige Element 64 zu
bewegen. Falls auf die Hülse 66 eine
Kraft in der Richtung des Pfeils 82, wie in 3b gezeigt,
ausgeübt
wird, wird sich die Hülse 66 dann
in Axialrichtung längs
des röhrenförmigen Elements 64 zu
der in 3b gezeigten Position bewegen.
In dieser Position sind die Öffnungen 70 nicht
mehr vollständig
durch die Nebenluftventile 76 abgedeckt, und Luft kann,
wie durch den Pfeil 84 angezeigt, über die Öffnungen 80 und 70 in
den Reinigerkopf 50 eintreten. Jedoch wird der Bewegung der
Hülse 66 in
Bezug auf das röhrenförmige Element 64 durch
die Wirkung der Druckfedern 78 ein Widerstand entgegengesetzt,
so dass sich die Hülse 66 zurück zu der
in 3a gezeigten Position hin bewegen wird, sollte
die in der Richtung des Pfeils 82 ausgeübte Kraft weggenommen oder
verringert werden.
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Falls
auf die Hülse 66 eine
Kraft in der Richtung des in 3c gezeigten
Pfeils 86 ausgeübt wird,
dann wird sich die Hülse 66 zu
der in 3c gezeigten Position bewegen.
Wieder werden die Öffnungen 70 aufhören, durch
die Nebenluftventile 76 abgedeckt zu werden, so dass Luft,
wie durch den Pfeil 88 angezeigt, über die Öffnungen 80 und 70 in den
Reinigungskopf 50 eingelassen werden kann. Wieder wird
dieser Bewegung durch die Wirkung der Druckfedern 78 ein
Widerstand entgegengesetzt, so dass sich die Hülse 66 zurück zu der
in 3a illustrierten Position hin bewegen wird, falls
die ausgeübte
Kraft entweder weggenommen oder verringert wird.
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Es
wird zu erkennen sein, dass, wenn der Reinigungskopf 50,
wie in 2 illustriert, auf eine beliebige geeignete Weise
mit dem unteren Ende eines Handrohres 40 verbunden ist,
dann die oben erwähnten
Kräfte
den Kräften
entsprechen, die durch einen Benutzer ausgeübt werden, um den Reinigungskopf 50 über eine
zu reinigende Oberfläche
zu manövrieren.
In dem Fall, dass der an der Saugöffnung 60 entwickelte
Sog ausreichend hoch ist, um zu bewirken, dass der Reinigungskopf 50 an
der zu reinigenden Oberfläche „stecken
bleibt", dann wird
das Ausüben
einer Kraft zum Bewegen des Reinigungskopfes entweder vorwärts oder
rückwärts eine
relative Bewegung zwischen der Hülse 66 und
dem röhrenförmigen Element 64 bewirken.
In diesem Fall werden sich die Nebenluftventile 76 von
den Öffnungen 70 weg
bewegen, was folglich ermöglicht,
dass Luft über
die Öffnungen 80, 70 in
den Reinigungskopf 50 eingelassen wird. Zu ermöglichen,
dass Luft auf diese Weise in den Reinigungskopf 50 eingelassen wird,
hat die Wirkung, den an der Saugöffnung 60 entwickelten
Sog zu verringern, so dass es leichter wird, den Reinigungskopf 50 zu
bewegen. In dem Fall, dass der an der Saugöffnung entwickelte Sog nicht
ausreichend verringert wird, um es dem Benutzer zu ermöglichen,
den Reinigungskopf 50 ohne Ausüben zusätzlicher Kraft über die
zu reinigende Oberfläche
zu bewegen, wird dann eine weitere relative Bewegung zwischen der
Hülse 66 und
dem röhrenfömigen Element 64 auftreten,
was folglich ermöglicht,
dass zusätzliche
Luft über
die Öffnungen 80, 70 in
den Reinigungskopf 50 eingelassen wird. Das Einlassen von
weiterer Luft in den Reinigungskopf 50 verringert den an
der Saugöffnung 60 entwickelten
Sog weiter, und schließlich
wird die Saugkraft, die bewirkt, dass der Reinigungskopf an der
zu reinigenden Oberfläche „stecken
bleibt", ausreichend verringert
sein, um zu ermöglichen,
dass der Reinigungskopf 50 bewegt wird.
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Wie
zu sehen ist, ist es unwesentlich, ob der Benutzer des Staubsaugers 10 versucht,
den Reinigungskopf 50 vorwärts oder rückwärts über die zu reinigende Oberfläche zu bewegen.
Die relative Bewegung zwischen dem röhrenförmigen Element 64 und
der Hülse 66 ist
dafür ausreichend,
zu bewirken, dass Luft in den Reinigungskopf 50 eingelassen
wird, um so die gewünschte
Wirkung zu erzeugen, den Sog an der Saugöffnung 60 zu verringern.
Dies wiederum macht es viel leichter, den Reinigungskopf 50 über den
Fußboden
zu bewegen.
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Es
wird ebenfalls zu erkennen sein, dass die Vorspannkraft der Federn 78 überwunden
werden muss, bevor irgendeine relative Bewegung zwischen dem röhrenförmigen Element 64 und
der Hülse 66 stattfinden
kann. Durch Ausstatten der Federn 78 mit einer hohen Federkonstante
muss die durch den Benutzer ausgeübte Kraft verhältnismäßig hoch
sein, bevor die Nebenluftventile öffnen werden. Es wird ebenfalls
offensichtlich sein, dass durch Bereitstellen von Federn mit unterschiedlichen
Federkonstanten auf jeder Seite der Öffnungen 70 unterschiedliche Maße an Kraft
erforderlich sein können,
um die Vorspannkraft der Federn in unterschiedlichen Richtungen
zu überwinden.
Folglich kann, falls gewünscht, die
den Rädern 62 nächste Feder 78 mit
einer höheren
Federkonstante ausgestattet sein als die von den Rädern entfernte
Feder 78. Folglich wird dann eine höher Kraft erforderlich sein,
um die Vorspannkraft zu überwinden,
wenn der Reinigungskopf 50 vorwärts bewegt werden soll als
rückwärts.
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Bei
einer Variation der in 3a, 3b und 3c gezeigten
Ausführungsform,
wobei die Variation nicht spezifisch illustriert wird, ist die Hülse 66 so an
dem röhrenförmigen Element 64 angeordnet, dass
sie dazu in der Lage ist, sich um die Achse des röhrenförmigen Elements 64 in
Bezug auf dasselbe zu drehen. In diesem Fall werden die Druckfedern 78 durch
Torsionsfedern ersetzt, so dass, wenn die Hülse 66 in Bezug auf
das röhrenförmige Element 64 gedreht
wird, die Hülse 66 gegen
die Wirkung der Federn 78 zurück zu der in 3a gezeigten
Position hin gedrängt
wird. Diese Ausführungsform
ermöglicht,
dass sie an der Saugöffnung 60 entwickelte Saugkraft
verringert wird, wenn eine Verdrehungswirkung auf das Handrohr ausgeübt wird,
an dem der Reinigungskopf 50 befestigt ist. Wie weiter
oben beschrieben worden ist, ist die Menge an Luft, die in den Reinigungskopf 50 eingelassen
wird, umso größer, je höher die
Kraft ist, die zum Bewegen des Reinigungskopfes 50 über die
zu reinigende Oberfläche erforderlich
ist.
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Eine
alternative Anordnung eines Reinigungskopfes wird in 4 illustriert.
Bei dieser Anordnung ist der Reinigungskopf 90 dafür vorgesehen, in
Verbindung mit einem Handstaubsauger verwendet zu werden, obwohl
eine Verwendung mit einem Bodenstaubsauger nicht auszuschließen ist.
Der Reinigungskopf 90 schließt ein Gehäuse 92 ein, das eine obere
Fläche 94,
eine untere Flache 96 und eine vordere Flache 98 hat.
Eine Saugöffnung 100 ist
angrenzend an die vordere Flache 98 in der unteren Fläche 96 geformt.
Ein drehbarer Bürstenstab 102 ist über einen
Stützarm 104 so
am Gehäuse 92 angebracht, dass
der Bürstenstab 102,
wie es bekannt ist, in der Saugöffnung 100 angeordnet
ist. Es können
Mittel (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, um den Bürstenstab 102 aktiv
zu drehen.
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Räder 106 sind
am Gehäuse 92 angebracht, um
die Manövrierbarkeit
des Reinigungskopfes 90 über eine zu reinigende Oberfläche zu erleichtern. Außerdem wird
ein Schlauch 108 oder eine andere Leitung am Gehäuse 92 bereitgestellt,
um zu ermöglichen,
das mit Schmutz beladene Luft von dem Reinigungskopf 90 weg
zu der Vorrichtung 14 befördert wird, in welcher der
Schmutz und der Staub aus dem Luftstrom abgeschieden werden. Das
Gehäuse 92 begrenzt
einen Saugdurchgang 110, um die mit Schmutz und Staub beladene
Luft von der Saugöffnung 100 zum
Schlauch 108 zu befördern.
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Ein
Kraftübertragungselement 112 stellt
eine Verbindung zwischen dem Reinigungskopf 90 und dem
Rest des Staubsaugers bereit, mit dem der Reinigungskopf 90 verbunden
ist. Das Kraftübertragungselement 112 kann
mit dem Hauptkörper 12 oder
dem Motorgehäuse 20 eines
Staubsaugers 10 der in 1a illustrierten
Art verbunden sein. Geeignete Verbindungsmittel (nicht gezeigt)
können
an dem freien Ende des Kraftübertragungselements 112 bereitgestellt
werden. Das andere Ende des Kraftübertragungselements 112 ist
schwenkbar mit einer Stange 114 verbunden, deren unteres
Ende durch eine Verbindung 116 schwenkbar mit der unteren
Fläche 96 des
Gehäuses 92 verbunden
ist. Das obere Ende der Stange 114 geht durch eine Öffnung 118 in der
oberen Fläche 94 des
Gehäuses 92 hindurch.
Die Öffnung 118 wird
durch eine hochstehende Wand 120 umschlossen, die von der
oberen Fläche 94 des Gehäuses 92 nach
oben vorsteht. Zwei gegenüberliegende
Druckfedern 122 sind zwischen dem oberen Ende der Stange 114 und
der Wand 120 angeordnet. Ein Nebenluftventil 124 wird
unmittelbar unterhalb der Druckfedern 122 durch die Stange 114 getragen.
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In
dem Fall, dass keine Kraft auf das Kraftübertragungselement 112 ausgeübt wird,
bewirkt die Wirkung der Druckfedern 122, dass die Stange 114 so
angeordnet ist, dass das Nebenluftventil 124 die Öffnung 118 schließt. Falls
jedoch eine Kraft auf das Kraftübertragungselement 112 in
einer der beiden Richtungen des doppelköpfigen Pfeils 126 ausgeübt wird,
dann wird die Stange 114 gezwungen, sich um die Verbindung 116 zu
drehen. Dies wiederum wird bewirken, dass sich das Nebenluftventil 124 von
der in 4 illustrierten Position weg bewegt, so dass die Öffnung 118,
wenigstens zum Teil, geöffnet
wird. In diesem Fall kann Luft von außerhalb dies Reinigungskopfes 90 über die Öffnung 118 in
den Saugdurchgang 110 hindurchgehen.
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Es
wird zu erkennen sein, dass, wenn der Reinigungskopf 90 in
Verbindung mit einem Staubsauger verwendet wird, der Reinigungskopf 90 an
der zu reinigenden Oberfläche „stecken
bleiben" kann, falls
an der Saugöffnung 100 ein übermäßiger Sogwert
entwickelt wird. Wenn der Benutzer des Staubsaugers 90 in
einem Versuch, den Staubsauger über die
zu reinigende Oberfläche
zu manövrieren,
eine Kraft auf den Griff 18 ausübt (siehe 1b)
und falls die ausgeübte
Kraft unzureichend ist, um die Saugkraft zu überwinden, die bewirkt, dass
der Reinigungskopf 90 an der zu reinigenden Oberfläche stecken
bleibt, dann wird eine relative Bewegung zwischen dem Reinigungskopfgehäuse 92 und
dem Kraftübertragungselement 112 ermöglichen,
dass über
die Öffnung 118 Luft
in den Saugdurchgang 110 eingelassen wird. Dies wird den
an der Saugöffnung 100 entwickelten
Sogwert verringern und ermöglichen,
dass der Reinigungskopf über
die zu reinigende Oberfläche
bewegt wird. Es ist zu erkennen, das es, um zu ermöglichen,
dass Luft in den Saugdurchgang 110 eingelassen wird, nicht
notwendig ist, die Saugkraft zu überwinden,
die bewirkt, dass der Reinigungskopf 90 an der zu reinigenden
Oberfläche „stecken
bleibt".
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Eine ähnliche
Anordnung wird in 5 illustriert, Bei dieser Anordnung
schließt
der Reinigungskopf 130 wieder ein Gehäuse 132 ein, das eine
obere Fläche 134,
eine untere Fläche 136 und
eine vordere Fläche 138 hat.
Wie zuvor ist ein Bürstenstab 140 drehbar
so an der oberen Fläche 134 angeordnet, dass
er in der Saugöffnung 142 angeordnet
ist. Das Gehäuse 132 definiert
einen Saugdurchgang 146, der ermöglicht, das mit Schmutz beladene
Luft von der Saugöffnung 142 zu
einem Schlauch 148 befördert
wird. Räder 150 sind
am Gehäuse 132 angebracht.
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Wie
bei der vorherigen Ausführungsform wird
ein Kraftübertragungselement 152 für eine Verbindung
mit dem Hauptkörper
oder dem Motorgehäuse
eines Staubsaugers bereitgestellt. Ein Ende des Kraftübertragungselements 152 ist
schwenkbar mit einer Stange 154 verbunden, die, wie zuvor,
mit Hilfe einer schwenkbaren Verbindung 156 schwenkbar
an der unteren Fläche 136 des
Gehäuses 132 angebracht
ist. Das obere Ende der Stange 154 geht wieder durch eine Öffnung 158 in
der oberen Fläche 134 des
Gehäuses 132 hindurch
und wird durch gegenüberliegende
Druckfedern 160, deren distale Enden an der Wand 162 einer
geschlossenen Abdeckung 164, die einen Teil des Gehäuses 132 bildet,
festsitzen, in eine mittige Position vorgespannt.
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Ein
Nebenluftventil 166 ist in der vorderen Fläche 138 des
Gehäuses 132 angeordnet.
Das Nebenluftventil 166 nimmt die Form einer Klappe an,
die schwenkbar an einem Träger 168 angebracht
ist, der sich von der vorderen Fläche 138 nach innen
erstreckt. Das Nebenluftventil 166 erstreckt sich über den
Träger 168 hinaus
nach oben, und das obere Ende des Nebenluftventils 166 ist
schwenkbar mit einer zweiten Stange 170 verbunden, die
wiederum mit der Stange 154 verbunden ist. Die Verbindung
der Stange 170 mit der Stange 154 stimmt mit der
Verbindung des Kraftübertragungselements 152 mit
der Stange 154 überein.
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Das
Nebenluftventil 166 erstreckt sich ebenfalls nach unten
an dem Träger 168 vorbei,
bis zu der unteren Kante der vorderen Fläche 138, welche die Saugöffnung 142 begrenzt.
Diese untere Kante ist integral mit der vorderen Fläche 138 geformt.
Das Nebenluftventil 166 ist in einer in der vorderen Fläche 138 geformten Öffnung angeordnet,
die einen Nebenlufteinlass bildet. Der Nebenlufteinlass erstreckt sich über den
Großteil
der vorderen Fläche 138 des Reinigungskopfes 130,
so dass große
Teilchen von Schmutz und/oder Fremdkörper, falls erforderlich, durch
den Nebenlufteinlass in den Saugdurchgang 146 gesaugt werden
können.
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Es
wird zu erkennen sein, dass, falls eine Kraft auf das Kraftübertragungselement 152 ausgeübt wird,
dann eine relative Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement 152 und
dem Gehäuse 132 auftreten
wird. Diese Bewegung wird bewirken, dass die Stange 154 gegen
die Wirkung der Druckfedern 160 um die Verbindung 156 gedreht
wird. Jedoch wird die Bewegung der Stange 154 eine Bewegung
der Stange 170 bewirken, die wiederum eine Drehung des
Nebenluftventils 166 um seinen Verbindungspunkt mit dem
Träger 168 bewirken
wird. Eine Bewegung des Kraftübertragungselements 152 nach rechts,
wie in 5 illustriert, wird folglich bewirken, dass sich
das Nebenluftventil 166 im Uhrzeigersinn dreht und folglich
den Nebenlufteinlass öffnet,
um zu ermöglichen,
dass Luft in den Saugdurchgang 146 eingelassen wird. Ähnlich wird
eine Bewegung des Kraftübertragungselements 152 nach
links, wie in 5 gezeigt, bewirken, dass das
Nebenluftventil 166 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird.
Die Wirkung ist ähnlich,
zu ermöglichen,
dass Luft durch den Nebenlufteinlass in den Saugdurchgang 146 eingelassen
wird. Es wird zu erkennen sein, dass das Ausüben einer Kraft, die eine Bewegung
des Kraftübertragungselements 152 nach
links bewirkt, eine Zugkraft darstellt, die den Reinigungskopf 130 dazu drängt, in
einer Vorwärtsrichtung
bewegt zu werden, und eine Kraft, die eine Bewegung des Kraftübertragungselements
nach rechts bewirkt, eine Zugkraft darstellt, die den Reinigungskopf
dazu drängt,
rückwärts bewegt
zu werden. Also kann ungeachtet der gewünschten Bewegungsrichtung des
Reinigungskopfes 130 Luft in denselben eingelassen werden.
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Wie
bei der vorherigen Ausführungsform wird
zu erkennen sein, dass eine physische Bewegung des Reinigungskopfes 130 über die
zu reinigende Oberfläche,
in einer der beiden Richtungen, nicht erforderlich ist, um in dem
Fall, dass der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleibt", ein Einleiten von
Nebenluft in den Saugdurchgang 146 zu erreichen.
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Eine
weitere Ausführungsform
wird in 6 illustriert. Wieder hat der
Reinigungskopf 180 ein Gehäuse 182 mit einer
Saugöffnung 184,
die in einer unteren Fläche
des Gehäuses 182 angeordnet
ist. Viele Merkmale dieser Ausführungsform
sind ähnlich
denen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Jedoch ist in
diesem Fall der Bürstenstab 188 über einen
Träger 190,
der schwenkbar an der oberen Fläche 192 des
Gehäuses 182 angebracht
ist, in der Saugöffnung
angebracht. Das Kraftübertragungselement 194 ist
unmittelbar mit dem Bürstenstab 188 verbunden,
und eine Stange 196 verbindet den Bürstenstab 188 mit
dem Nebenluftventil 198. Das Nebenluftventil 198 wird
schwenkbar in dem Nebenlufteinlass 200 getragen, der in
der vorderen Fläche 202 des
Gehäuses 182 geformt
ist. Die Verbindung zwischen dem Nebenluftventil 198 und
der Stange 196 befindet sich über der schwenkbaren Verbindung zwischen
dem Nebenluftventil 198 und der vorderen Fläche 202.
Zugfedern 204 werden zwischen dem Träger 190 und der oberen
Flache 192 des Gehäuses 182 bereitgestellt,
so dass der Träger 190 in
eine im Allgemeinen mittige Position vorgespannt wird. In dieser
Position schließt
das Nebenluftventil 198 den Nebenlufteinlass 200 im
Wesentlichen.
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Wenn
das Kraftübertragungselement 194 in Bezug
auf das Gehäuse 182 bewegt
wird, wird der Bürstenstab 188 ebenfalls
in Bezug auf das Gehäuse 182 bewegt.
Der Träger 190 wird
gegen die Wirkung der Federn 204 um seine schwenkbare Verbindung mit
der oberen Fläche 192 gedreht.
Die Bewegung des Bürstenstabs 188 und
folglich der Stange 196 bewirkt, dass sich das Nebenluftventil 198 um
seine schwenkbare Verbindung mit der vorderen Fläche 202 dreht. Wenn
das Kraftübertragungselement
nach links bewegt wird (wie in 6 zusehen
ist), dreht sich das Nebenluftventil gegen den Uhrzeigersinn und
ermöglicht
folglich, dass Luft durch den Nebenlufteinlass 200 in den
Saugdurchgang eingelassen wird. Ähnlich
bewirkt eine Bewegung des Kraftübertragungselements 194 nach
rechts eine Drehung des Nebenluftventils 198 im Uhrzeigersinn.
Wieder wird durch den Nebenlufteinlass 200 Luft in den
Reinigungskopf 180 eingelassen. Folglich wird Luft in den Reinigungskopf 180 eingelassen,
wenn die zum Bewegen des Reinigungskopfes 180 über die
zu reinigende Oberfläche
erforderliche Kraft hoch ist, ungeachtet der beabsichtigten Bewegungsrichtung
des Reinigungskopfes 180. Ferner kann durch Steigern der
auf das Kraftübertragungselement 194 ausgeübten Kraft
das Nebenluftventil in einem größeren Ausmaß geöffnet werden,
was folglich ermöglicht,
dass weitere Luft in den Reinigungskopf 180 eingelassen wird.
Je größer die über den
Nebenlufteinlass 200 in den Reinigungskopf 180 eingelassene
Luftmenge ist, desto niedriger ist der an der Saugöffnung 184 entwickelte
Sogwert. Folglich wird, wenn die in den Reinigungskopf 180 eingelassene
Luftmenge gesteigert wird, so das Maß der Kraft, die bewirkt, dass
der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleibt", verringert.
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Eine
weitere Ausführungsform
wird in 7 illustriert, die einen schematischen
Querschnitt eines Reinigungskopfes nach der Erfindung zeigt. Der
Reinigungskopf 210 umfasst ein Gehäuse 212, das eine obere
Fläche 214 und
Seitenwände 216 hat.
Eine Saugöffnung 218 ist
so in dem Gehäuse
angeordnet, dass sie zu der zu reinigenden Oberfläche zeigt.
Eine Öffnung 220 ist
in dem Gehäuse 212 angeordnet, und
eine flexible Leitung 222 ist außerhalb des Gehäuses 212 mit
derselben verbunden. Das Innere des Gehäuses 212, die Öffnung 220 und
die Leitung 222 definieren zusammen einen Durchgang zum
Befördern
von Schmutzluft von der Saugöffnung 218 zu einem
distalen Ende der Leitung 222, wobei das distale Ende der
Leitung 222 einen Auslass des Reinigungskopfes 210 definiert.
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In
der oberen Fläche 214 des
Gehäuses 212 befinden
sich zwei mit Zwischenraum zueinander angeordnete Öffnungen 224,
die zusammen einen Nebenlufteinlass bilden. In jeder der Öffnungen 224 befindet
sich ein Stützbund 226,
der eine äußere Hülse 226a und
eine innere Hülse 226b umfasst,
die mit Hilfe von umlaufend mit Zwischenraum angeordneten Speichen 226c an
demselben getragen werden. Die äußere Hülse 226a stößt eng an
den Umfang der Öffnung 224 an,
in der sich der jeweilige Stützbund 226 befindet.
Die innere Hülse 226b ist
bei der gezeigten Ausführungsform
koaxial mit der äußeren Hülse 226a angeordnet,
obwohl dies nicht wesentlich ist. Außerdem sind bei der gezeigten
Ausführungsform vier
Speichen 226c mit gleichem Winkelabstand zwischen der äußeren und
der inneren Hülse 226a, 226b angeordnet,
obwohl eine abweichende Zahl von Speichen bereitgestellt werden
kann.
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Ein
Nebenluftventil 228 wird in Verbindung mit jeder der Öffnungen 224 und
Stützbünde 226 bereitgestellt.
Jedes Nebenluftventil 228 umfasst ein oberes Element 228a und
ein unteres Element 228b, die durch ein Verbindungselement 228c in
einer feststehenden Abstandsbeziehung gehalten werden. Die oberen
und die unteren Elemente 228a, 228b sind von kreisförmiger Gestalt,
wobei der Durchmesser des oberen Elements 228a dem der äußeren Hülse 226a ähnlich ist
und der Durchmesser des unteren Elements 228b dem der inneren
Hülse 226b ähnlich ist.
Die Länge
des Verbindungselements 228c ist so gewählt, dass, wenn die untere
Fläche
des oberen Elements 228a auf dem oberen Ende des äußeren Bundes 226a ruht,
die obere Fläche
des unteren Elements 228b an das untere Ende der inneren
Hülse 226b gehalten
wird, obwohl eine relative Bewebung zwischen dem Stützbund 226 und
dem Nebenluftventil 228 noch ermöglicht wird.
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Der
Durchmesser des Verbindungselements 228c ist bedeutend
kleiner als derjenige der inneren Hülse 226b. Ein elastischer
Körper 230 nimmt
den Raum zwischen der inneren Hülse 226b und
dem Verbindungselement 228c ein. Der elastische Körper 230 ist
im Allgemeinen von zylindrischer Gestalt, mit einem in demselben
geformten mittigen Durchgang, wobei das Verbindungselement 228c längs des Durchgangs
durch das elastische Element 230 hindurchgeht.
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Eine
Querstange 232 erstreckt sich zwischen den zwei Nebenluftventilen 228 und
ist mit Hilfe von Anbringungsblöcken 234,
die an den oberen Elementen 228a jedes der Nebenluftventile 228 befestigt
sind, mit denselben verbunden. Ein Verbinder 236 ist mit
der Querstange 232 verbunden und stellt ein Mittel zum
Verbinden des Reinigungskopfes 210 mit dem Hauptkörper eines
Staubsaugers bereit. Im Fall eines Bodenstaubsaugers wird der Verbinder 236 das
distale Ende einer Baugruppe von Schlauch und Handrohr, wie weiter
oben beschrieben, aufnehmen oder durch dieselbe aufgenommen werden.
Im Fall eines Handstaubsaugers wird der Verbinder 236, entweder
dauerhaft oder abnehmbar, mit dem Hauptgehäuse oder dem Motorgehäuse verbunden.
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Die
Querstange 232 wirkt, entweder allein oder in Verbindung
mit dem Verbinder 236, als ein Kraftübertragungselement, mit dessen
Hilfe die durch den Benutzer zum Bewegen des Reinigungskopfes 210 über die
zu reinigende Oberfläche
ausgeübten
Kräfte
zum Reinigungskopf 210 übertragen werden.
Wie aus 7 zu ersehen ist, ist das Kraftübertragungselement 232, 234 über die
Nebenluftventile 228 mit dem Gehäuse verbunden. Daher werden,
wenn die zum Bewegen des Reinigungskopfes 210 über die
zu reinigende Oberfläche
erforderliche Kraft die zum Zusammendrücken des elastischen Körpers 230 erforderliche
Kraft überschreitet,
die Nebenluftventile 228 in Berg auf das Gehäuse 212,
insbesondere in Bezug auf die Stützbünde 226,
bewegt. Sobald die Nebenluftventile 228 bedeutend aus der in 7 gezeigten
Position verschoben sind, hören die
oberen Elemente 228a auf, den Kanal zwischen den äußeren und
den inneren Hülsen 226a, 226b zu schließen, und
ermöglichen,
dass entlang derselben Luft in das Innere des Gehäuses 212 gesaugt
wird. Dies verringert den an der Saugöffnung 218 entwickelten
Sog und ermöglicht,
dass der Reinigungskopf 210 über die zu reinigende Oberfläche bewegt
wird, ohne zu erfordern, dass übermäßige Kräfte ausgeübt werden.
Ferner trägt
das Einlassen von zusätzlicher Luft
in den Reinigungskopf 210 dazu bei, die Wirksamkeit des
Staubsaugers aufrechtzuerhalten, durch Aufrechterhalten des zum
Befördern
von Schmutz und Staub vom Reinigungskopf 210 zur Abscheidevorrichtung
verfügbaren
Luftvolumens.
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8a, 8b, 8c und 8d illustrieren
die Bewegung der Nebenluftventile 228, wenn Kräfte in unterschiedlichen
Richtungen auf das Kraftübertragungselement 232 ausgeübt werden.
In jedem Fall zeigt die linke Seite der Figur die Position des oberen
Elements 228a des Nebenluftventils 228, und die
rechte Seite der Figur zeigt die Position des Verbindungselements 228c,
des elastischen Körpers 230 und
des unteren Elements 228b, alle in Bezug auf die Stützbünde 226.
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Bei
einem Blick zuerst auf 8a wird die auf das Kraftübertragungselement 232 ausgeübte Kraft
durch den Pfeil A gezeigt. Das obere Element 228a wird
zusammen mit dem Verbindungselement 228c und dem unteren
Element 228b in der gleichen Richtung verschoben, wodurch
der elastische Körper 230 zusammengedrückt wird.
Ein Abschnitt des Kanals zwischen der äußeren Hülse 226a und der inneren
Hülse 226b wird
folglich zur Atmosphäre
geöffnet,
und es wird ermöglicht,
das Umgebungsluft in das Gehäuse 212 eintritt.
Diese Illustration soll die Situation darstellen, in welcher der
Reinigungskopf 210 in einer Vorwärtsrichtung über die
zu reinigende Oberfläche
bewegt wird.
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Auf
eine sehr ähnliche
Weise ist, wenn eine Kraft ausgeübt
wird, die den Reinigungskopf rückwärts bewegen
soll, die Richtung der ausgeübten Kraft
so, wie durch den Pfeil B in 8b gezeigt.
Das obere Element 228a wird, zusammen mit dem Verbindungselement 228c und
dem unteren Element 228b, gegen die Vorspannwirkung des
elastischen Körpers 230,
wie gezeigt, weg von der mittigen „Ruhe"-Position
bewegt. In beiden Fällen
kehren, wenn die auf das Kraftübertragungselement 232 ausgeübte Kraft
losgelassen wird (oder auf ein Niveau verringert, welches die Vorspannwirkung
des elastischen Körpers
nicht überwinden
kann), die Nebenluftventile 228 zu der in 7 gezeigten
Position zurück. Gleichfalls
kann, falls die im Ergebnis der Verschiebung der Nebenluftventile 228 in
das Gehäuse 212 eingelassene
Luftmenge unzureichend ist, um den an der Saugöffnung entwickelten Sog auf
ein annehmbares Niveau zu verringern, die auf das Kraftübertragungselement 232 ausgeübte Kraft
so gesteigert werden, dass der elastische Körper 230 weiter zusammengedrückt wird,
wodurch die Fläche
des Kanals zwischen der äußeren Hülse 226a und
der inneren Hülse 226b,
durch den Luft eingelassen werden kann, gesteigert wird. Dies ermöglicht,
dass ein größeres Luftvolumen
in das Gehäuse 212 eingelassen
wird, was den an der Saugöffnung 218 entwickelten
Sog weiter verringert.
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Die
weiter oben beschriebene Anordnung ist gleichfalls wirksam, wenn
Querkräfte
auf das Kraftübertragungselement 232 ausgeübt werden. 8c illustriert
die Position, wenn eine Kraft in der Richtung des Pfeils C ausgeübt wird.
Wieder ermöglicht
das Verschieben der oberen Elemente 228a der Nebenluftventile 228,
dass über
den zwischen der äußeren Hülse 226a und
der inneren Hülse 226b geformten Kanal
Luft in das Gehäuse 212 eingelassen
wird. Es wird zu erkennen sein, dass das Ausüben einer Kraft in der entgegengesetzten
Querrichtung die Nebenluftventile 228 in einer zu der in 8c gezeigten entgegengesetzten
Richtung verschieben wird.
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Zuletzt
wird, falls das Kraftübertragungselement
einer Verdrehungskraft, wie beispielsweise der durch den Pfeil D
in 8d gezeigten, ausgesetzt wird, die Verschiebung
der Nebenluftventile 228 so sein, wie in 8d gezeigt.
Im Einzelnen wird das eine der Nebenluftventile 228 in
einer ersten Richtung verschoben werden, und das andere Nebenluftventil 228 wird
in der entgegengesetzten Richtung verschoben werden. Nichtsdestotrotz
wird die erreichte Wirkung die gleiche sein wie in den weiter oben
beschriebenen anderen Situationen.
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Es
wird zu erkennen sein, dass die genauen Einzelheiten der Form und
Konfiguration des Reinigungskopfes, seine Mittel für Stütze und
Manövrierbarkeit über eine
zu reinigende Oberfläche
und seine genauen Mittel für
eine Verbindung mit dem jeweiligen Staubsauger unwesentlich für die vorliegende Erfindung
sind. Das wesentliche Element der Erfindung ist das Bereitstellen
eines Elements, das zu einer relativen Bewegung in Bezug auf den
Reinigungskopf in der Lage ist, so dass, falls der Reinigungskopf
an der zu reinigenden Oberfläche „stecken
bleibt", eine relative
Bewegung stattfinden kann. Diese relative Bewegung wird dann dazu
benutzt, ein Nebenluftventil zu aktivieren, um zu ermöglichen,
das Luft in den Reinigungskopf eingelassen wird, um so den an der
Saugöffnung
entwickelten Sogwert zu verringern. Diese Verringerung des an der
Saugöffnung
entwickelten Sogs verringert das durch den Benutzer auszuübende Maß an Anstrengung,
das erforderlich ist, um den Staubsauger über die zu reinigende Oberfläche zu bewegen.
Das Ergebnis ist ein Staubsauger, der eine verbesserte Manövrierbarkeit
für den
Benutzer hat.