DE925542C - Fahrbarer Staubsauger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Staubsauger vom der Art, welche ein Gestell besitzen, das eine Saugdüse, einen elektrischen Motor und ein hierdurch- betriebenes Gebläse umschließt und so auf Rädern abgestützt ist, daß es mittels einer schwenkbaren Handistange über einen Teppich oder einen ähnlichen Bodenbelag bewegt werden kann, um diesen zu reinigen. Es soll im folgenden angenommen werden, daß die Düse an der Vorderseite des Staubsaugers angeordnet ist. Deshalb werden die näher an der Düse befindlichen Räder als Vorderräder bezeichnet.

Es ist bekannt, daß, wenn ein Staubsauger auf einem weichen dicken Teppich gebraucht wird, die Räder tiefer in den Teppich einsinken, als wenn· er auf einem harten dünnen Teppich benutzt wird.

Wenn infolgedessen die Höhe der Düse im Verhältnis zu den· Rädern ein Optimum bei einem weichen' dicken Teppich ist, wird, dies nicht bei einem harten dünnen Teppich der Fall sein. Gegenstand der Erfindung ist, eine verbesserte Form des automatischen Ausgleichs für die verschiedene Tiefe zu schaffen, bis zu welcher die Räder bei verschiedenen Teppichen einsinken.

Es wird bemerkt, daß bei normalem Gebrauch der Teppich durch die Saugwirkung bis zur Beruhrung mit der Düsenöffnung emporgehoben wird. Deshalb wird der Ausdruck Düsenhöhe im folgenden gebraucht, um den Abstand der Düse vom Boden, vermindert um die Dicke des Teppichs, zu bezeichnen. '

Bei dem fahrbarem Staubsauger gemäß der Erfindung, bei welchem die Laufräder in· festem Abstand von der Düse angeordnet sind, sind die RadabmessTingeii und die Radbelastungen einschließlich. der auf die Düse infolge der Saugkraft einwirkenden Belastung in einer solchen· Weise aufeinander abgestimmt, daß die Vorderräder weniger tief als die Hinterräder in das zu reinigende- Gewebe, insbesondere einen Teppich, einsinken;. Bei ίο einem derartigen Staubsauger mit einer zwischen den, Vorder- -und Hinterrädern schwenkbar anr geordneten Handstange sind die Radabmessungen und -belastuögen einander angepaßt unter Berücksichtigung der zusätzlichen Kräfte, welche bei der Vor- und Rückwärtsbewegung- des Staubsaugers mittels der Handstange entstehen.

Bei Staubsaugern der bekannten Konstruktion werden die Vorderräder im allgemeinen die Neigung besitzen., erheblich tiefer als die Hinterräder einzusinken, da die Last auf den Vorderrädern! im allgemeinen) beträchtlich größer als die auf den Hinterrädern sein wird. Der Schwerpunkt eines Staubsaugers liegt im allgemeinen näher bei den Vorder- als bei den Hinterrädern, aber selbst wenn er in der Mitte zwischen den Rädern liegt, wird der Zug nach unten an der Düse infolge des Gewichte des emporgezogenen Teppichs die Last auf den Vorderrädern erhöhen und auf den Hinterrädern vermindern. Daher würden bei Rädern voo gleichem Ausmaß die Vorderräder tiefer in den Teppich einsinken als die Hinterräder. Infolgedessen würde die Verminderung des· Düsenabstandes sogar größer sein als der Betrag, um welchen die Vorderräder einsinken. Der Gebrauch von Vorderrädern· mit größerer Lauffläche als diejenige der Hinterräder ist bereits bekannt, ebenfalls die Anordnung einer Feder, welche bestrebt ist, die Handstange zu heben und deshalb die Last auf den Hinterrädern zu erhöhen und die auf den Vorderrädern "zu vermindern. Dagegen ist die Erfindung offensichtlich umfassender; insofern sie jedes Mittel einschließt, einen selbsttätigen Ausgleich der Düsenhöhe auf Grund wechselseitiger Beziehung zwischen Radgrößen und Radbelastung zu schaffen. Somit ist die Erfindung nicht notwendigerweise auf Anordnungen beschränkt, 'bei welchen die Vorderräder erheblich breiter als die Hinterräder sind', sondern sie kann auch den Fall umfassen, wobei die Größe der Vorder- und Hinterräder im wesentlichen· gleich ist, aber das Gewicht des Staubsaugers hauptsächlich auf den Hinterrädern ruht.

In der Praxis ist es nicht wichtig, daß die Düsenhöhe konstant ist. In der Tat mag es sogar mitunter wünschenswert sein, daß sie bei verschiedenen Teppichen verschieden¹ ist. Im allgemeinen, soll sie jedoch nicht Null oder gar negativ für einen üblichen Teppich sein.

Um den obigen Bedingungen zu genügen, kann es mitunter notwendig sein, daß das. Einsinken der Vorderräder nicht bloß unwesentlich größer als das der Hinterräder, sondern sogar merkbar weniger ist. Um eine theoretisch konstante Düsenhöhe zu erhalten, wunde es nötig sein, daß das Einsinken eines ; jeden Rades in den Teppich im Verhältnis zu seinem Abstand von der Düse stehen würde. Vorzugsweise sind daher nach der Erfindung die Ausmaße und Belastung der Räder solche, daß dieser Bedingung annähernd ausreichend entsprochen ist und die Düsenhöhe innerhalb der erwähnten Grenzen verbleibt.

Vorzugsweise werden die Kräfte, welche durch die Handstange, wenn der Reiniger vor- mud rückwärts bewegt wird, einwirken, so gerichtet, daß sie nicht die obige Bedingung wieder aufheben:.

Die Art, in welcher die notwendige Belastung erhalten wird, um den gewünschten Ausgleich zu erreichen, wird daher mit der besonderen Konstruktion des Staubsaugers und den besonderen auf ihn einwirkenden Kräften sich ändern. Um indessen die Art und Weise anzugeben·, in welcher die Verteilung der Kräfte bestimmt werden kann, soll ein Beispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben werden, welche darstellen:

Fig. ι ein Schema der Räder und der Düse eines Staubsaugers auf verschiedenen Teppichen,

Fig. 2 ein ähnliches Schema, welches die Kräfte auf den nicht hin und her bewegten Staubsauger angibt,

Fig. 3 ein ähnliches Schema, welches die zusätzlichen Kräfte bei der Vorwärtsbewegung und Fig. 4 bei der Rückwärtsbewegung angibt.

Fig. ι gibt die Düse und die Räder eines Staubsaugers in Stellungen auf verschiedenen Flächen in großer Übertreibung wieder. So berührt eine harte Fläche E die Vorderräder in einem Punkt A und die Hinterräder in einem Punkt B, während die Mitte C der Düse in einem gewissen Abstand oberhalb eines Punktes D dieser Fläche sich befindet. Eis ist zu bemerken, daß die Höhe CD der Düse über der harten Fläche, in· welcher die Räder nicht einsinken, gleich der Höhe der Düse über der Ebene der Räder ist. Sie ist deshalb durch die Konstruktion des Staubsaugers bestimmt.

Wenn der Staubsauger auf einen Teppich gestellt wird, so sinken seine Räder ein. Wenini aber die Höhe des Punktes C über der Fläche E auf dem Teppich immer die gleiche bleibt, wird auch die Ebene der Räder durch den Punkt D gehen. Infolgedessen kann die Ebene der Räder die Lage F einnehmen, wobei die niedrigsten Punkte der Räder A und B in die Lagen A^x und B¹ sinken. Nach dem Satze der ähnlichen Dreiecke muß das Verhältnis des Einisinkens der Vorderräder AA¹ zu dem der Hinterräder BB¹ gleich dem Verhältnis ihrer Abstände von der Düse sein, das ist DA : DB. In ähnlicher Weise muß, wenn auf einem dickeren Teppich die Räder zur Ebene G und die niedrigsten Punkte der Räder zu den Punkten A² und B² einsinken, das EinsMtverhäLtai's. AA² : BB² gleich dem Einsinkverhältniis' AA¹: BB¹ auf dem ersten Teppich und immer noch gleich DA: DB sein.

Während die obigen Betrachtungen! das Einsinkverihältois zwischen den· Rädern 'bestimmen, welches für einen gegebenen Abstand der Räder von der Düsenhöhe notwendig ist, um eine völlig konstante Düsenhöhe zu sichern, ist in der Praxis eine be-

trächtliche Variation in der Düsenhöhe zulässig. Diese tatsächlich, eintretende Variation kann, leicht mittels einfacher geometrischer Sätze berechnet werden, wenn das Einsinken· der Vorder- und der Hinterräder bekannt ist.

Will man das nicht durch Messen zugängliche Einsinken der Räder eines besonderen Reinigers voraussagen, so ist es notwendig, die Belastungen auf den. Rädern zu schätzen, z. B. indem man die

ίο verschiedenen Kräfte betrachtet, welche auf den Staubsauger einwirken und die Belastungen hervorrufen. Die Belastungen müssen betrachtet werden sowohl wenn der Staubsauger nicht bewegt als auch wenn er vor- oder rückwärts bewegt wird. Unter Umständen mag es notwendig sein, besondere Kräfte bei besonderen Staubsaugerkonstruktionen heranzuziehen. Im allgemeinen werden die in Fig. 2 angegebenen/ Kräfte alle solche umfassen, welche normalerweise auf einen nicht'bewegten Staubsauger einwirken. Dies wird auf jeden Fall das Gewicht W des Staubsaugers ohne die Handstange sein. Hinzukommen wird das Gewicht Q des Teils der Handstange, welches nicht von dem. Benutzer aufgenommen wird» Wenn eine Feder vorgesehen ist, um das Gewicht der Handstange aufzunehmen, so wird diese eine Torsion T um den Drehzapfen der Handstange ausüben. Sobald der Motor in Tätigkeit tritt und der Staubsauger eine Verbindung mit dem Teppich erhält, indem er ihn< vom Boden aufhebt, kommt ferner eine abwärts wirkende Kraft S an der Düse infolge der Saugwirkung hinzu. Diese Kräfte werden alle durch die Belastung X auf den Vorder- und Belastung Yauf den-Hinterrädern ausgeglichen. Wenn der Staubsauger vorwärts bewegt wird, kommen weitere Kräfte ins Spiel als Folge des Widerstandes gegenüber der Bewegung. Dieser setzt sich zusammen: aus dem Widerstand 7¹ der Saugdüse, dem Widerstand K¹ der Vorder- und dem Widerstand U- der Hinterräder. Streng genommen und unter der Annahme, daß die Belastung auf den Rädern immer senkrecht auf die Drehzapfen, der Räder einwirkt, sollte der Widerstand gegenüber der Bewegung der Räder auch als einwirkend auf diese Drehzapfen betrachtet werden. Demgemäß wird der kombinierte Widerstand R¹ entlang einer Linie einwirken, welche etwa zwischen den. Drehzapfen und der tragenden Fläche sich befindet. Die mittels der Handistange ausgeübte Kraft wird entlang einer Linie von, der Hand des Benutzers zu dem Drehzapfen der Handstange einwirken und kann in eine horizontale Komponente H¹ und eine vertikale Komponente V¹ zerlegt werden, die an dem Punkt eingreift, wo diese Linie die Linie der Widerstandsresultante R¹ trifft.

Die horizontale Komponente H¹ der an der Hanidstange einwirkenden Kraft muß gleich dem Widerstand gegenüber der Bewegung R¹ sei». Ist daher die Angriffslinie der an, der Handstange wirkenden Kraft bekannt, so· kann· die vertikale Komponente V¹ bestimmt werden. Diese wird durch zusätzliche Belastungeni X¹ und Y¹ auf den Rädern ausgeglichen.

In ähnlicher Weise können beim Rückwärtsfahren

die Widerstände gegenüber der Bewegung J², K² und IJ der Saugdüse, der Vorder- und Hinterräder durch eine Resultante R² ersetzt werden, welche durch die horizontale Komponente H² der an der Handistange wirkenden Kraft ausgeglichen, wird, von weicher die vertikale Komponente V² und hieraus die zusätzlichen Belastungen! X² und Y² auf den Rädern berechnet werden können. In diesem Fall sind die zusätzlichen Belastungen negativ, da infolge der Wirkung des Ziehenis die Handstange bestrebt sein- wird, den Staubsauger vom Teppich hochzuheben.

Es wird nicht für notwendig gehalten, Kurven, zu geben, welche sich auf den Widerstand· gegenüber der Bewegung im Hinblick auf die Belastung der Räder oder auf den Saugzug der Düse beziehen, da dieses in gewissem Umfange von der besonderen Konstruktion, abhängt .und der Widerstand gegenüber der Bewegung über einen gegebenen Staubsauger leicht gemessen werden kann. Es wird indessen darauf hingewiesen, daß, wenn ein rotierender Schlagkörper in- der Düsenöffniung vorhanden ist, diese eine bemerkenswerte Wirkung auf den Widerstand, insbesondere in einer Richtung, ausüben wird.

Um die in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigten Kräfte zu bestimmen, ist es möglich, die Belastung auf den Rädern zu schätzen·, und zwar wenn sie sich· in· Ruhe befinden oder vor- oder rückwärts bewegen.

Um das· Einsinken der Räder in einen Teppich für Belastungen bei einer gegebenen Radgröße, oder statt dessen die Radgröße, welche ein· bestimmtes Einsinken bei solcher Belastung ergeben wird, zu beistimmen, können Kurven für verschiedene typische Teppicharten aufgestellt werden. Dabei zeigt jede Kurve das durch Versuche bestimmte Einsinken eines Rades gegebener Abmessungen· in einem gegebenen Teppich unter verschiedenen. Belastungen an. Verschiedene Kurven können für verschiedene Teppicharten und für Räder verschiedener Abmessungen aufgestellt werden. Es ist ein leichtes, aus solchen Kurvein zu bestimmen, wie tief ein Rad bei einer bestimmten Belastung einsinken, wird, und es mit dem Einsinken eines anderen und einer anderen Belastung unterworfenen Rades zu vergleichen.

Wenn das erwartete Einsinken nicht mit Rädern üblicher Maße eintritt, kann· es notwendig sein, den Entwurf des Staubsaugers abzuändern oder eine oder mehrere der in den Fig. 2, 3 und 4 angegebenen Kräfte zu modifizieren. Die in den Fig. 2, 3 und 4 angegebenen Kräfte können dur-dh Messungen für jede Staubsaugerkonstruktion bestimmt werden.

Im allgemeinen wird man finden, daß der Drehzapfen der Handstange nicht wesentlich vor den Vorderrädern angeordnet werden sollte.

Im einzelnen kann die Anordnung der Handstange schwanken, aber im einer üblichen und gefälligen Anordnung befindet sich der Drehzapfen hinter dem Gehäuse des eine vertikale Achse besitzenden Motors und innerhalb einer gegossenen, das Motorgehäuse bedeckenden Haube.

Die Handstange geht durch eine Öffnung in der Haube und hat eine teilzylindrische oder in anderer

Weise gekrümmte Oberfläche innerhalb der Haube, um den Teil der Öffnung ziu verdecken, welcher nicht durch die Handstange ausgefüllt, aber vorgesehen ist, um sie frei bewegen zu können.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Fahrbarer Staubsauger, bei welchem die Laufräder in festem Abstand von der Düse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Radabmessungen und die Radbelastungen einschließlich der auf die Düse inifolge der Saugkraft einwirkenden Belastung in einer solchen Weise aufeinander abgestimmt sind, daß die Vorderräder weniger tief als die Hinterräder in das zu reinigende Gewebe, insbesondere einen Teppich, einsinken.

   2» Staubsauger nach Anspruch ι mit einer zwischenden Vorder- und Hinterrädern schwenkbar angeordneten Handstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Radabmessungeni und -belastungen einander angepaßt sind unter Berücksichtigung der zusätzlichen Kräfte, welche bei der Vor- und Rückwärtsbewegung des Staubsaugers mittels der Handstange entstehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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