EP0858760A1 - Laufrad für Staubsaugerdüse - Google Patents

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Publication number
EP0858760A1
EP0858760A1 EP98102596A EP98102596A EP0858760A1 EP 0858760 A1 EP0858760 A1 EP 0858760A1 EP 98102596 A EP98102596 A EP 98102596A EP 98102596 A EP98102596 A EP 98102596A EP 0858760 A1 EP0858760 A1 EP 0858760A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
impeller
peripheral surface
ring
support ring
rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98102596A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Hench
Thomas Hessdörfer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Techno Finish GmbH
Original Assignee
Techno Finish GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Techno Finish GmbH filed Critical Techno Finish GmbH
Publication of EP0858760A1 publication Critical patent/EP0858760A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/02—Nozzles

Definitions

  • the invention relates to an impeller for a vacuum cleaner nozzle according to the Generic term of protection claim 1.
  • the impeller is on an underside of a nozzle housing of the vacuum cleaner nozzle arranged.
  • the impeller protrudes into the nozzle housing and rotates around a wheel shaft attached to the nozzle housing. From the bottom of the nozzle housing, the impeller protrudes with a wheel section that is smaller than one wheel half.
  • Such vacuum cleaner nozzles supported by impellers are widely used.
  • the purpose of the impellers is to have a fixed distance between one Intake channel of the vacuum cleaner nozzle and the underside of the nozzle housing secure and the load that is due to the negative pressure between absorbing surface and underside of the vacuum cleaner nozzle results.
  • Impellers for conventional vacuum cleaner nozzles such as those from G 94 18 020.2 are known, form rigid elements and rotate about a rigid one Axis. Such impellers cause when using the vacuum cleaner nozzle clattering, clacking and popping noises when the vacuum cleaner nozzle is led over tiled floors, such as in hospital corridors, public Baths, department store floors, restaurant floors, etc. are common. These noises are perceived as extremely annoying, especially when tiled floors in Hospital corridors or hotel corridors are to be cleaned.
  • the impeller essentially consists of a support ring and a radially outer one attached roll ring, are the functions of load lifting and assigned the function of rolling different ring elements.
  • the rolling ring on only one end of the impeller with the Support ring is connected, the rolling ring can be on the other end the impeller on which it is spaced from the support ring, elastic deform and due to its flexibility the unevenness of one adjust the tiled floor. It is advantageously achieved that the noise is strongly damped with the impeller according to the invention and when rolling no difference in noise between unrolling the wheel on a carpet and unrolling the Impeller is noticeable on a tiled floor.
  • the impeller is the inner peripheral surface of the rolling ring in cross section a radially inwardly concave Line.
  • This cross section of the rolling ring has the advantage that initially at low load only the area of the rolling ring spaced from the support ring is elastically deformed and larger only with increasing load Areas in the axial direction of the rolling ring are elastically deformed until finally the thickening of the rolling ring due to the cross section radially inward curved concave area, the rolling ring on the Support ring comes to rest.
  • the impeller can thus advantageously differ Loads and different jumps, steps and joints adjust in the floor without annoying clattering, rattling or clicking sounds become noticeable.
  • the outer circumferential surface of the support ring a cylindrical surface.
  • This Cylinder surface ensures constant, secure support of the rolling ring, if this is pressed onto the support ring under load or is pressed. Furthermore, this cylinder jacket surface enables production the support ring in an injection mold because of the smooth surface of the cylinder a removal of the finished molded component from the mold easier becomes.
  • Another preferred embodiment of the invention provides that the outer circumferential surface of the support ring is a truncated cone surface and the radius of the peripheral surface from one end face of the impeller to other end of the impeller increases.
  • Another embodiment of the invention preferably has a cross section a radially outwardly concave line for the outer peripheral surface of the rolling ring. With this radially concave to the outside curved line, a cross section is achieved, which is for the largest radius of the rolling ring provides a wide contact surface, so that the rolling ring in Area of its largest diameter does not wear excessively.
  • Another feature of a preferred embodiment of the present Invention is the decrease in the radius of the rolling surface from one end of the impeller towards the other end of the impeller. So that will initially only a small area of the rolling surface when the wheel is loaded dented and this area becomes increasingly larger when the impeller exposed to higher loads until finally the rolling surface in their entire width from one end of the impeller to the other Support wheel rests.
  • This arrangement has another advantage in that Manufacturing technology lies because of the decrease in the radius of the rolling surface from one end face of the impeller to the other end face an injection molding Manufacturing the impeller is facilitated.
  • between the outer peripheral surface of the support ring and the inner peripheral surface of the rolling ring has a wedge-shaped cross-section. This wedge-shaped gap is compressed with increasing load on the rolling ring and has the advantage that it is easily injection molded is feasible.
  • a gap is formed, which initially wedge-shaped in cross section from one end face of the impeller with a larger one, and towards the other with a smaller one Reduced angle.
  • This gradation of the wedge-shaped gap initially a larger angle and subsequently a smaller angle has the Advantage that the rolling ring for very light loads on the impeller can already elastically deform in the area of the larger angle and the area of the smaller angle is only stressed when the load is extremely high becomes. This leaves a wide range of possible burdens when rolling the wheels over a tiled floor carried.
  • the rolling ring between its outer peripheral surface and its inner peripheral surface be solid, so that the rolling ring in the middle of it axial extent has a thickening.
  • the rolling ring can preferably also have support ribs, radially inward from the inner peripheral surface on the outer peripheral surface of the support ring while maintaining a Extend gap between support ribs and support ring.
  • Support ribs of this type have the advantage of saving material and the other Advantage of increased flexibility of the rolling ring in the direction of Support ring. Furthermore, the support ribs prevent complete compression of the rolling ring up to the outer peripheral surface of the support ring.
  • the rolling ring is to ensure noise reduction the fact that it flexibly adapts to the unevenness of a floor Support ring allow and rotates the impeller evenly therefore an axial bore for receiving the wheel shaft.
  • the support ring with radial Spokes that are located between the inner circumferential surface of the Support ring and an axle ring extend.
  • This axle ring is wider formed as the rolling ring and the support ring, so that the end faces of the Impeller is free in the nozzle housing without touching the nozzle housing can rotate and the axial alignment of the impeller in the nozzle housing is guaranteed by the axle ring.
  • the Support ring on the end of the impeller on a bearing cap has the advantage that it is the axle ring, the support ring and connects the rolling ring to each other so that the impeller is preferred can be formed in one piece.
  • This one-piece has the advantage that the impeller can be manufactured in a single injection molding step, with which a strong reduction in price compared to wheels with elastic coatings is achieved.
  • the impeller is made of plastic so that it is corrosion and water resistant.
  • Polypropylene is preferably used as the plastic used, which has a high recyclability as a thermoplastic and can easily be processed by injection molding.
  • Impeller material In terms of smoothness and noise reduction, it is advantageous as Impeller material to use an elastomer, because such materials extremely are compliant and ideal to the bumps of a stone floor or Tile floor can adjust.
  • Fig. 1 shows a cross section through a vacuum cleaner nozzle 1 with the Impeller 2 according to the invention, which on an underside 15 of a nozzle housing 3 of the vacuum cleaner nozzle 1 is arranged.
  • the impeller 2 protrudes into that Nozzle housing 3 into it, so that only one wheel section which is smaller than is a wheel half, protrudes from the bottom 15 of the nozzle housing 3.
  • the impeller rotates about an axis 19 on a wheel shaft 17, the Nozzle housing is attached.
  • the impeller 2 has a radially inner one Support ring 5 with an outer peripheral surface 8.
  • a rolling ring 6 with an inner peripheral surface 7, the outer peripheral surface 8 of the support ring 5 and the inner Circumferential surface 7 of the rolling ring 6 on an end face of the impeller 2, such as can be seen in this cross-sectional drawing of the vacuum cleaner nozzle 1, spaced apart are.
  • the rolling ring 6 and Support ring 5 connected together.
  • FIG. 2a shows a cross section through an impeller 2 according to the invention Axis direction.
  • the impeller 2 rotates around a fixed wheel shaft 17 which is firmly anchored in the housing 3.
  • the support ring 5 has a central bore 16, the inside diameter of which is slightly larger than that Is the outer diameter of the wheel shaft.
  • the support ring has a wheel hub 21 on, which is wider in its axial extent than the impeller, so that the end faces 9 and 10 of the impeller without contact with the Can rotate nozzle housing 3.
  • the Support ring additional radial spokes 14 and is not made of solid material educated. These radial spokes 14 support the outer peripheral surface 8 of the support ring 5 to maintain the shape of the outer peripheral surface 8 of the To ensure support ring 5.
  • the radially outer roll ring 6 is arranged on one end face 9 of the impeller 2 and spaced connected to the support ring 5 on the other end 10 of the impeller 2.
  • the rolling surface of the impeller or outer peripheral surface 11 of the support ring 6 is in axial cross section, as shown in Fig. 2a is bent concavely, so that a unilaterally spherical rolling surface is formed.
  • the inner peripheral surface 7 of the rolling ring 6 forms an axial cross section 1, a concave curved line.
  • a thin flexible lip is formed on the end face 9 of the impeller 2 in an area of the rolling ring that has the largest radius.
  • an end cap 18 is provided.
  • the support ring 5 and the rolling ring 6 and the gap 12 between the two Elements are designed such that the impeller 2 by means of a single Injection mold can be produced in a single injection molding step and at the same time the hub 21 and the spokes 14 arise.
  • a one-piece component is preferably created, which is inexpensive as impeller 2 without post-processing immediately after manufacture in an injection molding system is suitable for installation in the nozzle housing 3.
  • FIG. 2 b shows an end view of the impeller 2 according to FIG. 2 a along the section line A-A.
  • the reference numerals of Fig. 2b correspond to Reference numerals in Fig. 2a.
  • the Support ring 5 is relatively solid and rigid with respect to the rolling ring 6 is.
  • the radial distance between the support ring and the radially outer one Roll-off ring 8 forms a broad one on the end view shown here Gap 12 from that towards the rear end due to the special shape of the radially inner peripheral surface 7 of the rolling ring 6 reduced to a narrow gap 22.
  • the front elastic region of the rolling ring 6 is first deformed and when the load is extremely high, the narrow gap 22 is compressed, so that the radially inner peripheral surface 7 of the rolling ring 6 on the radial outer circumferential surface 8 of the support ring 5 comes to rest.
  • this preferred embodiment is the compliance, flexibility and elastic deformation of the rolling ring 6 limits and ensures that the impeller 2 is not arbitrarily effective in extreme loads Rolling radius can be reduced so that a minimum distance between Underside 15 of the nozzle housing 3 and bottom surface 20 to be machined remains guaranteed.
  • Fig. 3 shows a cross section of a preferred embodiment of the impeller according to the invention 2.
  • the impeller 2 also rotates about an axis 19 with its wheel hub 21 in this case.
  • the design of the impeller is in one piece, with the support ring next to the Wheel hub 21 comprises the spokes 14 and the end cap 18.
  • Rolling ring 6 executed with an approximately constant thickness d, see above that the radially inner peripheral surface 7 of the rolling ring 6 parallel to the radially outer peripheral surface 11 of the rolling ring 6 extends.
  • support ribs 13 is provided, which extends radially from the inner circumferential surface 7 inwards towards the outer circumferential surface 8 of the support ring 5 while maintaining a gap between the support ribs 13 and the Support ring 5 extend.
  • This gap decreases in a wedge shape in cross section initially with a larger angle ⁇ from one end face 9, and with a smaller angle ⁇ towards the other end face 10.
  • the transition from the angle ⁇ to the angle ⁇ is in the middle axial area of the impeller 2.
  • Fig. 4 shows a cross section of a further embodiment of the invention Impeller 2. Also in this embodiment Support ribs 13 in the space between the rolling ring 6 and the support ring 5 provided. In contrast to FIG. 3, however, the reversal point is between the larger angle ⁇ of the wedge-shaped gap 12 to the smaller angle ⁇ of the continuation of the wedge-shaped gap 12 to the end face 9 moved in the axial direction.
  • This embodiment is compared to the embodiment of FIG. 3 stiffer and allows a lower elastic deformation with medium load on the impeller. Also in this embodiment, the impeller 2 is made in one piece, so that the advantages mentioned so far are fully realized.
  • the material for the embodiments according to FIGS. 2, 3 and 4 is preferred Plastic and among the wide range of plastics is preferred a thermoplastic is used, such as polypropylene.
  • the Impellers can also be made of an elastomer in the same construction getting produced. Elastomers have the advantage that the sound and Noise reduction due to the higher flexibility and flexibility of the Elastomers can be further improved.

Abstract

Laufrad (2) für Staubsaugerdüse, das einen radial innen angeordneten Stützring (5) mit einer äußeren Umfangsfläche (8) und einen äußeren nachgiebigen, an den Stützring (5) angefügten Abrollring (6) mit einer inneren Umfangsfläche (7) aufweist. Die äußere Umfangsfläche (8) des Stützrings (5) und die innere Umfangsfläche (7) des Abrollrings (6) sind auf einer Stirnseite (9) des Laufrades (2) beabstandet und auf der anderen Stirnseite (10) des Laufrades (2) verbunden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für eine Staubsaugerdüse gemäß dem Gattungsbegriff des Schutzanspruchs 1.
Das Laufrad ist auf einer Unterseite eines Düsengehäuses der Staubsaugerdüse angeordnet. Das Laufrad ragt in das Düsengehäuse hinein und rotiert um eine Radwelle, die am Düsengehäuse befestigt ist. Aus der Unterseite des Düsengehäuses ragt das Laufrad mit einem Radabschnitt heraus, der kleiner ist als eine Radhälfte.
Derartige, mit Laufrädern gestützte Staubsaugerdüsen sind weit verbreitet. Die Laufräder haben den Zweck, einen festen Abstand zwischen einem Ansaugkanal der Staubsaugerdüse und der Unterseite des Düsengehäuses zu sichern und die Last, die sich aufgrund des Unterdruckes zwischen zu saugender Fläche und Unterseite der Staubsaugerdüse ergibt, aufzunehmen.
Laufräder für Staubsaugerdüsen herkömmlicher Art, wie sie aus G 94 18 020.2 bekannt sind, bilden starre Elemente und drehen sich um eine starre Achse. Derartige Laufräder verursachen beim Gebrauch der Staubsaugerdüse klappernde, klackende und knallende Geräusche, wenn die Staubsaugerdüse über geflieste Böden geführt wird, wie sie in Krankenhausfluren, öffentlichen Bädern, Kaufhausböden, Gaststättenböden usw. üblich sind. Diese Geräusche werden als äußerst störend empfunden, insbesondere wenn geflieste Böden in Krankenhausfluren oder Hotelfluren zu reinigen sind.
Eine Möglichkeit, derartige störende Geräusche zu mindern ist es, die Umfangsfläche der Lufträder mit einer gummierten oder geschäumten Schicht zu versehen. Derartige Beschichtungen haben den Nachteil, daß sie relativ schnell verschleißen und damit die Lebensdauer der Staubsaugerdüse vermindern. Weiterhin haben derartige Beschichtungen den Nachteil, daß sie einen zusätzlichen Fertigungsschritt bei der Herstellung der Laufräder für Staubsaugerdüsen erfordern.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die bekannten Nachteile der beschichteten und unbeschichteten Laufräder zu überwinden und ein Laufrad für eine Staubsaugerdüse anzugeben, das störende Geräusche absorbiert und die Staubsaugerdüse geräuscharm auch über geflieste Böden gleiten läßt.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Gegenstandes des Anspruchs 1.
Da das Laufrad im wesentlichen aus einem Stützring und einem radial außen angebrachten Abrollring besteht, sind die Funktionen der Lastaufnahme und die Funktion des Abrollens unterschiedlichen Ringelementen zugeordnet. Da der Abrollring nur auf einer einzigen Stirnseite des Laufrades mit dem Stützring verbunden ist, kann sich der Abrollring auf der anderen Stirnseite des Laufrades, auf der er beabstandet von dem Stützring ist, elastisch verformen und aufgrund seiner Nachgiebigkeit sich den Unebenheiten eines gefliesten Bodens anpassen. Damit wird vorteilhaft erreicht, daß die Geräuschentwicklung mit dem erfindungsgemäßen Laufrad stark gedämpft ist und beim Abrollen kein Unterschied in der Geräuschentwicklung zwischen dem Abrollen des Laufrades auf einem Teppichboden und dem Abrollen des Laufrades auf einem gefliesten Boden feststellbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Laufrades ist die innere Umfangsfläche des Abrollrings im Querschnitt eine radial nach innen konkav gebogene Linie. Dieser Querschnitt des Abrollringes hat den Vorteil, daß zunächst bei geringer Last nur der vom Stützring beabstandete Bereich des Abrollrings elastisch verformt wird und erst mit Zunehmen der Last größere Bereiche in axialer Richtung des Abrollrings elastisch verformt werden, bis schließlich die Verdickung des Abrollrings aufgrund des im Querschnitt radial nach innen konkav gebogenen Bereichs, der Abrollring auf dem Stützring zu liegen kommt. Damit kann sich das Laufrad vorteilhaft unterschiedlichen Belastungen und unterschiedlichen Sprüngen, Stufen und Fugen im Fußboden anpassen, ohne daß störende klappernde, knatternde oder klackende Geräuse wahrnehmbar werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die äußere Umfangsfläche des Stützrings eine Zylindermantelfläche. Diese Zylindermantelfläche gewährleistet eine gleichbleibende sichere Abstützung des Abrollringes, wenn dieser bei Belastung auf den Stützring gedrückt oder gepreßt wird. Ferner ermöglicht diese Zylindermantelfläche die Herstellung des Stützrings in einer Spritzgußform, da durch die glatte Zylindermantelfläche eine Entnahme des fertiggespritzten Bauteils aus der Form erleichtert wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die äußere Umfangsfläche des Stützringes eine Kegelstumpf-Mantelfläche ist und der Radius der Umfangsfläche von der einen Stirnseite des Laufrades zur anderen Stirnseite des Laufrades zunimmt. Mit dieser Konstruktion wird die spritzgußtechnische Herstellung des Laufrades und des Stützrings erheblich erleichtert, da ein Ausformen oder ein Ausstoßen aus der Spritzgußform durch die Kegelstumpf-Mantelfläche des Stützrings erleichtert wird.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung weist vorzugsweise im Querschnitt eine radial nach außen konkav gebogene Linie für die äußere Umfangsfläche des Abrollrings auf. Mit dieser radial nach außen konkav gebogenen Linie wird ein Querschnitt erreicht, der für den größten Radius des Abrollrings eine breite Auflagefläche liefert, so daß der Abrollring im Bereich seines größten Durchmessers nicht übermäßig verschleißt.
Ein weiteres Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Abnahme des Radius der Rollfläche von der einen Stirnseite des Laufrades zur anderen Stirnseite des Laufrades hin. Damit wird zunächst nur ein kleiner Bereich der Abrollfläche bei Belastung des Laufrades eingedellt und dieser Bereich wird zunehmend größer, wenn das Laufrad höheren Belastungen ausgesetzt ist, bis schließlich die Abrollfläche in ihrer gesamten Breite von der einen zur anderen Stirnseite des Laufrades auf dem Stützrad aufliegt. Diese Anordnung hat einen weiteren Vorteil, der in der Fertigungstechnik liegt, da durch die Abnahme des Radius der Abrollfläche von einer Stirnseite des Laufrades zur anderen Stirnseite eine spritzgußtechnische Herstellung des Laufrades erleichtert wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der äußeren Umfangsfläche des Stützrings und der inneren Umfangsfläche des Abrollrings ein im Querschnitt keilförmiger Spalt ausgebildet. Dieser keilförmige Spalt wird mit zunehmender Belastung des Abrollringes zusammengedrückt und hat den Vorteil, daß er leicht durch Spritzgußtechnik realisierbar ist.
In einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen der äußeren Umfangsfläche des Stützrings und der inneren Umfangsfläche des Abrollrings ein Spalt ausgebildet ist, der sich zunächst von der einen Stirnseite des Laufrades im Querschnitt keilförmig mit einem größeren, und zur anderen Stirnseite hin mit einem kleineren Winkel vermindert. Diese Stufung des keilförmigen Spaltes mit zunächst einem größeren Winkel und nachfolgend einem kleineren Winkel hat den Vorteil, daß sich für sehr leichte Belastungen auf dem Laufrad der Abrollring im Bereich des größeren Winkels bereits elastisch verformen kann und erst bei extrem starker Belastung der Bereich des kleineren Winkels beansprucht wird. Damit wird ein weiter Bereich von möglichen Belastungen beim Abrollen der Laufräder über einen gefliesten Fußboden Rechnung getragen.
Um eine radial nach innen konkav gebogene Linie der inneren Umfangsfläche des Abrollrings zu erreichen oder um Spalte zu bilden mit unterschiedlich keilförmig zulaufenden Winkeln zu erreichen, kann der Abrollring zwischen seiner äußeren Umfangsfläche und seiner inneren Umfangsfläche massiv ausgebildet werden, so daß der Abrollring in der Mitte seiner axialen Erstreckung eine Verdickung aufweist. Anstelle einer derartigen Verdickung kann vorzugsweise der Abrollring auch Stützrippen aufweisen, die sich radial von der inneren Umfangsfläche aus nach innen in Richtung auf die äußere Umfangsfläche des Stützringes unter Beibehaltung eines Spaltes zwischen Stützrippen und Stützring erstrecken. Derartige Stützrippen haben einmal den Vorteil einer Materialeinsparung und zum anderen den Vorteil einer erhöhten Nachgiebigkeit des Abrollringes in Richtung auf den Stützring. Ferner verhindern die Stützrippen ein vollständiges Zusammendrücken des Abrollrings bis auf die äußere Umfangsfläche des Stützrings.
Während der Abrollring eine Geräuschminderung sicherstellen soll, dadurch daß er sich nachgiebig den Unebenheiten eines Fußbodens anpaßt, soll der Stützring ein gleichmäßiges Rotieren des Laufrades ermöglichen und weist deshalb eine axiale Bohrung zur Aufnahme der Radwelle auf. Zur Materialeinsparung und zur Gewichtseinsparung kann der Stützring mit radialen Speichen ausgestattet sein, die sich zwischen der inneren Umfangsfläche des Stützrings und einem Achsring erstrecken. Dieser Achsring ist breiter ausgebildet als der Abrollring und der Stützring, so daß die Stirnseiten des Laufrades sich frei im Düsengehäuse ohne Berührung des Düsengehäuses drehen können und die axiale Ausrichtung des Laufrades im Düsengehäuse durch den Achsring gewährleistet wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Stützring auf der Stirnseite des Laufrades eine tragende Abschlußkappe auf. Diese Abschlußkappe hat den Vorteil, daß sie den Achsring, den Stützring und den Abrollring miteinander verbindet, so daß das Laufrad vorzugsweise einstückig ausgebildet werden kann. Diese Einstückigkeit hat den Vorteil, daß das Laufrad in einem einzigen Spritzgußschritt hergestellt werden kann, womit eine starke Verbilligung gegenüber Laufrädern mit elastischen Beschichtungen erreicht wird.
Vorzugsweise wird das Laufrad aus Kunststoff hergestellt, so daß es korrosions- und wasserfest ist. Als Kunststoff wird vorzugsweise Polypropylen verwendet, das als Thermoplast eine hohe Recyclefähigkeit besitzt und problemlos im Spritzgußverfahren verarbeitet werden kann.
In bezug auf die Laufruhe und Geräuschvermeidung ist es vorteilhaft als Laufradmaterial einen Elastomer einzusetzen, da derartige Werkstoffe äußerst nachgiebig sind und sich ideal den Unebenheiten eines Steinfußbodens oder Fliesenfußbodens anpassen können.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert, in denen:
Fig. 1
ein Querschnitt durch eine Staubsaugerdüse mit dem erfindungsgemäßen Laufrad ist.
Fig. 2a
ein Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Laufrad in Achsrichtung ist.
Fig. 2b
eine Stirnseitenansicht des Laufrades nach Fig. 2a entlang der Schnittlinie A-A ist.
Fig. 3
ein Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laufrades ist.
Fig. 4
ein weiterer Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laufrades ist.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Staubsaugerdüse 1 mit dem erfindungsgemäßen Laufrad 2, das auf einer Unterseite 15 eines Düsengehäuses 3 der Staubsaugerdüse 1 angeordnet ist. Das Laufrad 2 ragt in das Düsengehäuse 3 hinein, so daß lediglich ein Radabschnitt, der kleiner als eine Radhälfte ist, aus der Unterseite 15 des Düsengehäuses 3 herausragt. Das Laufrad rotiert um eine Achse 19 auf einer Radwelle 17, die am Düsengehäuse befestigt ist. Das Laufrad 2 weist einen radial innen angeordneten Stützring 5 mit einer äußeren Umfangsfläche 8 auf. An den Stützring 5 ist ein Abrollring 6 mit einer inneren Umfangsfläche 7 angeordnet, wobei die äußere Umfangsfläche 8 des Stützrings 5 und die innere Umfangsfläche 7 des Abrollrings 6 auf einer Stirnseite des Laufrades 2, wie in dieser Querschnittszeichnung der Staubsaugerdüse 1 zu sehen ist, beabstandet sind. Auf der anderen Stirnseite des Laufrades 2, die in dieser Querschnittszeichnung nicht dargestellt ist, sind der Abrollring 6 und der Stützring 5 miteinander verbunden.
Wenn die Staubsaugerdüse in Betrieb genommen wird, entsteht im Bereich der Ansaugöffnung 4 ein Unterdruck, der sich zwischen der Unterseite 15 des Düsengehäuses 3 und der zu reinigenden Bodenfläche 20 fortsetzt, so daß eine Belastung auf den Abrollring 6 des Laufrades 2 ausgeübt wird. Der Abrollring 6 wird dabei auf der einen Stirnseite, die in Fig. 1 zu sehen ist, elastisch verformt. Diese elastische Verformung paßt sich den unterschiedlichen Unebenheiten einer Bodenfläche an, so daß beim Gebrauch dieser Staubsaugerdüse auf Steinfußböden, gefliesten Böden und anderen harten Oberflächen mit Fugen oder Rissen ein ständiger Ausgleich der Unebenheiten der Bodenfläche 20 in bezug auf das Düsengehäuse 3 ohne störende Geräuschentwicklung erfolgt.
Fig. 2a zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Laufrad 2 in Achsrichtung. Das Laufrad 2 rotiert um eine feststehende Radwelle 17, die in dem Gehäuse 3 fest verankert ist. Dazu weist der Stützring 5 eine zentrale Bohrung 16 auf, deren Innendurchmesser geringfügig größer als der Radwellenaußendurchmesser ist. Außerdem weist der Stützring eine Radnabe 21 auf, die in ihrer axialen Erstreckung breiter ist als das Laufrad, so daß die Stirnseiten 9 und 10 des Laufrades berührungsfrei gegenüber dem Düsengehäuse 3 rotieren können. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Stützring zusätzlich radiale Speichen 14 auf und ist nicht aus Vollmaterial gebildet. Diese radialen Speichen 14 stützen die äußere Umfangsfläche 8 des Stützrings 5, um die Formstabilität der äußeren Umfangsfläche 8 des Stützrings 5 zu gewährleisten. Der radial außen angebrachte Abrollring 6 ist auf der einen Stirnseite 9 des Laufrades 2 beabstandet angeordnet und auf der anderen Stirnseite 10 des Laufrades 2 mit dem Stützring 5 verbunden. Die Abrollfläche des Laufrades oder auch äußere Umfangsfläche 11 des Stützrings 6 ist im axialen Querschnitt, wie er in Fig. 2a gezeigt wird, konkav gebogen, so daß eine einseitig ballige Abrollfläche entsteht. Die innere Umfangsfläche 7 des Abrollrings 6 bildet im axialen Querschnitt in der Ausführungsform nach Fig. 1 eine konkav gebogene Linie. Damit entsteht auf der Stirnseite 9 des Laufrades 2 eine dünne nachgiebige Lippe in einem Bereich des Abrollrings, der den größten Radius aufweist. Diese Lippe gibt bereits bei geringer Belastung nach und verformt sich elastisch, ehe sich ein dicker Bereich des Abrollringes, der sich zwischen der radial äußeren Umtangsfläche 11 und der inneren Umfangsfläche 7 in etwa in der axialen Mitte des Querschnitts des Abrollringes 6 ausbildet, elastisch verformt wird. Schließlich stützt sich bei hohen Belastungen der Abrollring auf dem Stützring ab, indem der Spalt 12 zwischen radial innerer Umfangsfläche 7 des Abrollrings 6 und radial äußerer Umfangsfläche 8 des Stütz-rings 7 im axial mittleren Bereich des Querschnitts des Abrollrings 6 gegen Null geht.
Zur Verstärkung der Stützwirkung der Speichen 14 und zum Verbinden von Abrollring 6 und Stützring 5, dessen Speichen 14 und dessen Radnabe 21 ist in dieser Ausführungsform eine Abschlußkappe 18 vorgesehen.
Der Stützring 5 und der Abrollring 6 sowie der Spalt 12 zwischen beiden Elementen sind derart ausgebildet, daß das Laufrad 2 mittels einer einzigen Spritzgußform in einem einzigen Spritzgußschritt herstellbar wird und gleichzeitig die Nabe 21 und die Speichen 14 entstehen. Mit dieser Ausführungsform wird vorzugsweise ein einstückiges Bauteil geschaffen, das kostengünstig als Laufrad 2 ohne Nachbearbeitung unmittelbar nach der Herstellung in einer Spritzgußanlage für den Einbau in das Düsengehäuse 3 geeignet ist.
Fig. 2b zeigt eine Stirnseitenansicht des Laufrades 2 nach Fig. 2a entlang der Schnittlinie A-A. Die Bezugszeichen der Fig. 2b entsprechen den Bezugszeichen in der Fig. 2a. Mit der Fig. 2b wird deutlich, daß der Stützring 5 relativ massiv und starr gegenüber dem Abrollring 6 ausgebildet ist. Der radiale Abstand zwischen dem Stützring und dem radial äußeren Abrollring 8 bildet auf der hier gezeigten Stirnseitenansicht einen breiten Spalt 12 aus, der sich in Richtung auf die hintere Stirnseite aufgrund der besonderen Ausformung der radial inneren Umfangsfläche 7 des Abrollrings 6 zu einem schmalen Spalt 22 vermindert. Bei geringer Belastung wird deshalb zunächst der vordere elastische Bereich des Abrollrings 6 verformt und bei extrem hoher Last wird der schmale Spalt 22 zusammengedrückt, so daß die radial innere Umfangsfläche 7 des Abrollrings 6 auf die radial äußere Umfangsfläche 8 des Stützrings 5 zu liegen kommt. Mit dieser bevorzugten Ausführungsform wird die Nachgiebigkeit, Flexibilität und elastische Verformung des Abrollringes 6 begrenzt und gewährleistet, daß das Laufrad 2 bei extremer Belastung nicht beliebig in seinem wirksamen Abrollradius vermindert werden kann, so daß ein Mindestabstand zwischen Unterseite 15 des Düsengehäuses 3 und zu bearbeitender Bodenfläche 20 gewährleistet bleibt.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laufrades 2. In dieser Querschnittansicht wird auf die Darstellung der Radwelle und des Düsengehäuses verzichtet. Das Laufrad 2 dreht sich auch in diesem Fall um eine Achse 19 mit seiner Radnabe 21. Die Ausführung des Laufrades ist einstückig, wobei der Stützring neben der Radnabe 21 die Speichen 14 und die Abschlußkappe 18 umfaßt. Gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2a ist in diesem Ausführungsbeispiel der Abrollring 6 mit einer annähernd gleichbleibenden Dicke d ausgeführt, so daß die radial innere Umfangsfläche 7 des Abrollrings 6 parallel zu der radial äußeren Umfangsfläche 11 des Abrollrings 6 verläuft. Eine Verdickung des Querschnitts im Bereich der axialen Mitte, wie er in Fig. 2a gezeigt wird, entfällt, so daß die elastische Nachgiebigkeit und Flexibilität gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2a erhöht wird. Um dennoch die Formstabilität und den Abstand zwischen der Unterseite 15 des Düsengehäuses 3 zur zu bearbeitenden Bodenfläche 20 zu gewährleisten, sind Stützrippen 13 vorgesehen, die sich radial von der inneren Umtangsfläche 7 aus nach innen in Richtung auf die äußere Umfangsfläche 8 des Stützrings 5 unter Beibehaltung eines Spaltes zwischen den Stützrippen 13 und dem Stützring 5 erstrecken. Dieser Spalt vermindert sich im Querschnitt keilförmig zunächst mit einem größeren Winkel α von der einen Stirnseite 9 aus, und mit einem kleineren Winkel β zur anderen Stirnseite 10 hin. Damit wird gewährleistet, daß bei extremer Belastung das Laufrad im Radius nicht beliebig elastisch zusammengedrückt werden kann. In der Ausführungsform nach Fig. 3 liegt der Übergang vom Winkel α zum Winkel β im mittleren axialen Bereich des Laufrades 2.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Laufrades 2. Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind Stützrippen 13 in dem Zwischenraum zwischen Abrollring 6 und Stützring 5 vorgesehen. 1m Unterschied zu Fig. 3 ist jedoch der Umkehrpunkt zwischen dem größeren Winkel α des keilförmigen Spaltes 12 zu dem geringeren Winkel β der Fortsetzung des keilförmigen Spaltes 12 zur Stirnseite 9 hin in axialer Richtung verschoben. Diese Ausführungsform ist gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 3 steifer und erlaubt eine geringere elastische Verformung bei mittlerer Belastung des Laufrades. Auch in diesem Ausführungsbeispiel wird das Laufrad 2 einstückig ausgeführt, so daß die bisher erwähnten Vorteile voll zum Tragen kommen.
Das Material für die Ausführungsformen nach Fig. 2, 3 und 4 ist vorzugsweise Kunststoff und unter der breiten Palette von Kunststoffen wird vorzugsweise ein Thermoplast eingesetzt wie beispielsweise Polypropylen. Die Laufräder können aber in gleicher Konstruktion auch aus einem Elastomer hergestellt werden. Elastomere haben den Vorteil, daß die Schall- und Geräuschdämmung aufgrund der höheren Nachgiebigkeit und Flexibilität der Elastomere weiter verbessert werden kann.

Claims (16)

  1. Laufrad für Staubsaugerdüse, das auf einer Unterseite (15) eines Düsengehäuses (3) der Staubsaugerdüse (1) angeordnet ist und in das Düsengehäuse (3) hineinragt, wobei eine Radwelle (17), um die das Laufrad (2) rotiert, am Düsengehäuse (3) befestigt ist, und das Laufrad (2) mit einem Radabschnitt, der kleiner als eine Radhälfte ist, aus der Unterseite (15) des Düsengehäuses (3) herausragt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Laufrad (2) einen radial innen angeordneten Stützring (5) mit einer äußeren Umfangsfläche (8) und einen äußeren nachgiebigen, an den Stützring (5) angefügten Abrollring (6) mit einer inneren Umfangsfläche (7) aufweist, und daß die äußere Umfangsfläche (8) des Stützrings (5) und die innere Umfangsfläche (7) des Abrollrings (6) auf einer Stirnseite (9) des Laufrades (2) beabstandet sind und auf der anderen Stirnseite (10) des Laufrades (2) verbunden sind.
  2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Umfangsfläche (7) des Abrollrings (6) im Querschnitt eine radial nach innen konkav gebogene Linie ist.
  3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsfläche (8) des Stützrings (5) eine Zylindermantelfläche ist.
  4. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsfläche (8) des Stützrings (5) eine Kegelstumpfmantelfläche ist, wobei der Radius der Umfangsfläche (8) von der einen Stirnseite (9) des Laufrades (2) zur anderen Stirnseite (10) des Laufrades (2) zunimmt.
  5. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umfangsfläche (11) (im folgenden Abrollfläche (11) genannt) des Abrollrings (6) im Querschnitt eine radial nach außen konkav gebogene Linie aufweist.
  6. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Abrollfläche von der einen Stirnseite (9) des Laufrades (2) zur anderen Stirnseite (10) des Laufrades (2) abnimmt.
  7. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Umfangsfläche (8) des Stützrings (5) und der inneren Umfangsfläche (7) des Abrollrings (6) ein im Querschnitt keilförmiger Spalt (12, 22) ausgebildet ist.
  8. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der äußeren Umfangsfläche (8) des Stützrings (5) und der inneren Umfangsfläche (7) des Abrollrings (6) ein Spalt (12, 22) ausgebildet ist, der sich zunächst von der einen Stirnseite (9) des Laufrades (2) im Querschnitt keilförmig mit einem größeren (α) und zur anderen Stirnseite hin mit einem kleineren Winkel (β) vermindert.
  9. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abrollring (6) Stützrippen (13), die sich radial von der inneren Umfangsfläche (7) aus nach innen in Richtung auf die äußere Umfangs-fläche (8) des Stützrings (5) unter Beibehaltung eines Spalts (12, 22) zwischen Stützrippen (13) und Stützring (5) erstrecken.
  10. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (5) eine axiale Bohrung (16) in einer Radnabe (21) zur Aufnahme der Radwelle (17) aufweist.
  11. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (5) radiale Speichen aufweist.
  12. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (5) auf der Stirnseite (10) des Laufrades (2) eine tragende Abschlußkappe (18) aufweist.
  13. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (2) einstückig ausgebildet ist.
  14. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (2) aus Kunststoff ist.
  15. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (2) aus mindestens einem Thermoplast, vorzugsweise einem Polypropylen ist.
  16. Laufrad nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (2) aus einem Elastomer ist.
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