EP2338399A2 - Bodendüse für Staubsauger - Google Patents
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- EP2338399A2 EP2338399A2 EP10401214A EP10401214A EP2338399A2 EP 2338399 A2 EP2338399 A2 EP 2338399A2 EP 10401214 A EP10401214 A EP 10401214A EP 10401214 A EP10401214 A EP 10401214A EP 2338399 A2 EP2338399 A2 EP 2338399A2
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- A47L9/24—Hoses or pipes; Hose or pipe couplings
- A47L9/248—Parts, details or accessories of hoses or pipes
Definitions
- the invention relates to a floor nozzle for vacuum cleaners with an intermediate piece, a suction head which is tiltably connected about a horizontal tilting axis to a first, front end of the intermediate piece, at least one support element, which is arranged at a second, rear end of the intermediate piece, and a suction tube or Saugschlauchan gleich which is connected about a horizontal hinge axis between an upper and a lower stop position in a predetermined angular range pivotally connected to the second, rear end of the intermediate piece, wherein the angle formed above the horizontal hinge axis between the Saugrohran gleich and the intermediate piece angle before the upper stop position increases to the lower stop position.
- Floor nozzles usually have at least one joint between the suction head and the suction pipe connection. This ensures that raising or lowering the suction tube does not lead to tilting of the suction head and an associated reduction in suction power. Such tilting arises in so-called Amsterdamlenkdüsen even when the suction pipe is pivoted about an upper or lower attachment point of the joint.
- a double-jointed nozzle is known in which a flexible hose section is used to reduce the false air, ie air that does not enter through the suction mouth, but columns and cracks of the floor nozzle and thus does not contribute to the suction, extending from the SaugrohranQuery up to the Suction head extends.
- the other properties of the floor nozzle are unchanged compared to a double-joint nozzle without a flexible hose section.
- a nozzle for a canister vacuum cleaner which has a flexible conduit.
- the line is arranged such that axial forces are kept away from the line by a hinge connection.
- the line has a high torsional stiffness, so that rotational movements of a pipe socket are transmitted to the suction head about its axis as a steering movement.
- the invention has for its object to further facilitate handling by the necessary sliding forces are reduced to move the nozzle.
- the object of the invention and solution of the problem is a floor nozzle with the features described above, which is characterized in that between the intermediate piece and the SaugrohranRIC an elastic element is arranged, which generates a torque D between the upper and lower stop position, the connection from intermediate piece and intake manifold connection to smaller angles.
- the present invention is therefore based on the idea to compensate for the force acting on the suction head weight F G and the suction in addition by the negative pressure and acting in the same direction as the weight F G force to compensate at least to some extent for the friction the underside of the suction head and thus to reduce the necessary sliding forces for movement.
- the floor nozzle is thus designed according to the invention such that the torque D at a held suction pipe connection and the support of the floor nozzle on a flat bottom surface on the intermediate piece a force F D , exerts the force acting on the suction head weight F G is opposite.
- the floor nozzle according to the invention is supported in the support on a bottom surface on the one hand by the at least one support element and on the other hand by the underside of the suction head. While the rear-mounted support member receives the introduced via a vacuum cleaner tube vertical sliding forces, the suction head is based on its own weight on the bottom surface. In addition, the weight of the intermediate piece distributed on the one hand on the back support element and on the other hand on the weight acting on the suction head. In contrast, the additional force acting in the vertical direction by the vacuum on the suction head depends on various design and operating parameters, for example the geometry of the suction head, the nature of the floor surface to be cleaned and the power set on a vacuum cleaner.
- a torque is generated between the upper and lower stop position, which generates an upward force on the intermediate piece as a lever and the horizontal tilting axis as a suspension of the suction head, which is opposite to the weight force.
- the stop positions themselves are not to be considered in this consideration, since there takes place via the stop a direct power transmission from the suction pipe connection to the intermediate piece. If no suction tube is connected to the suction pipe connection, the torque generated by the elastic element generally causes the intake pipe connection, which usually has only a comparatively small inherent weight, to be raised to the upper stop position or at least until shortly before the upper stop position.
- the elastic element over the entire angular range or almost the entire angular range by the intake manifold is pivotable relative to the intermediate piece, biased.
- the elastic element is biased in the upper stop position, so that there is a certain force compensation, or relaxed in the upper stop position, which corresponds to no conventional sliding position with a connected intake manifold.
- the elastic element can be designed so that it can be mounted easily and without bias during assembly of the floor nozzle, when the articulated connection between the suction pipe connection and adapter is in the upper stop position, in which case by a deflection from the upper stop position an elastic tension of the element takes place.
- the weight F G counteracting force F D immediately before the upper stop position between 0 N and 10 N preferably between 2 N and 5 N is and increases with increasing angle between intake manifold and adapter.
- the weight force G F counteracting force F D as described above usually greater and is preferably between 10 N and 30 N, more preferably between 15 N and 25 N.
- the counterforce F D generated by the torque is less than or equal to the weight force at every possible angle between intake manifold connection and intermediate piece.
- the weight force F G and the counteracting force F D are the same amount at an average angle. Without the additional force caused by the negative pressure, which pulls the suction head down, the suction head is located at the middle angle just on the bottom surface or floats at a small distance above the bottom surface. In a further bend then the suction head lifts off from the bottom surface. This can be tolerated, since the suction head in the usual suction against the force generated by the torque F D is sucked to the ground.
- linear springs or coil springs may be provided between the intermediate piece on the one hand and the suction pipe connection on the other hand.
- multi-layer wound coil springs there is the advantage that they can be biased so that the torque changes only slightly over the angular range between the upper stop position and the lower stop position.
- the weight force acting on the suction head is largely compensated over the entire pivoting range.
- the arrangement of one or two coil springs, for example, laterally of the articulated connection between the suction pipe connection and the intermediate piece possible.
- a preferred embodiment of the invention is provided as an elastic element leading the suction air and elastic in its longitudinal direction hose, wherein a running in the longitudinal direction of the hose center line substantially perpendicular to the horizontal hinge axis and at a distance therefrom and wherein the hose between the Intermediate piece and the SaugrohranQuery is arranged resiliently.
- the elastic properties are used in the preferred embodiment rather.
- the tube may be formed, for example, as a corrugated hose or bellows, wherein usually a plastic material is used with an injected helix of spring steel. It is then particularly advantageous that the hose has permanently elastic properties.
- the preferred embodiment described makes use of the elastic restoring forces of the hose due to deformation in the longitudinal direction, whereby the hose can also have an additional curvature.
- the center line extending in the longitudinal direction of the tube extends approximately perpendicular to the horizontal hinge axis and has a distance to the hinge axis over its entire course. This is necessary so that the inventively provided torque between the suction pipe connection and the intermediate piece is generated by the elastic restoring forces of the hose.
- the center line of the hose relative to the support surface of the floor nozzle extends to a floor covering to be cleaned above the hinge axis, wherein the hose is then stretched elastically in its longitudinal direction.
- the hose is provided as an elastic element in the described embodiment.
- the connection between the suction head and the first, front end of the intermediate piece can be done in a conventional manner by articulated parts.
- the intermediate piece comprises a suction channel, wherein the suction head to the front end and the hose to the rear end of the suction channel.
- seals for example, seals, molded sealing lips or the like may be provided.
- the suction mouth is formed from a substantially slit suction slot.
- embodiments of the suction mouth are known with a suction slot or with two suction slots. While a suction head with two suction slots through the larger support surface has a lower tendency to tilt, in a design with only one suction slot a more compact design and usually higher pressure gradients and thus improved cleaning effect can be achieved.
- the inventively provided elastic element By the inventively provided elastic element, the sliding force and thus the friction on the underside of the suction head can be significantly reduced. This leads to the fact that the risk of friction-induced, uncontrolled tilting of the suction head is reduced.
- the suction head can be made comparatively short.
- the support member is preferably formed as a roller to allow easy guidance of the floor nozzle.
- the axis of rotation of the roller and the hinge axis coincide.
- the rear, second end of the intermediate piece and the SaugrohranQuery can then be connected to a pin or two pin pieces, the pin or the pin pieces then also carry the at least one roller.
- the tube is arranged eccentrically with respect to the hinge axis in order to allow sufficient torque and thus a force on the intermediate piece.
- the axis of rotation does not coincide with the horizontal hinge axis. So it is advantageous to provide the hinge axis as deep as possible, in which case the tube off-center can be arranged above it, without requiring an excessive height is required.
- the suction head In order to avoid an uncontrolled tilting of the suction head, it can be provided to arrange the horizontal tilting axis, which connects the suction head with the intermediate piece, as deeply as possible. Alternatively, it is also possible to provide a sliding support element on the rear side of the suction head.
- the floor nozzle for vacuum cleaner shown in the figures is designed as a double-jointed nozzle.
- an intermediate piece 1 is tiltably connected to a suction head 2 at its front end about a horizontal tilting axis K.
- the suction head 2 on its underside a sliding sole 3 with a suction mouth 4, which is formed by a single extending in the transverse direction of the suction channel.
- rollers are provided as support elements 5 at a second, rear end of the intermediate piece 1 laterally.
- a suction pipe connection 6 is pivotally connected to a horizontal hinge axis G between an upper stop position (I) and a lower stop position (II) in a predetermined angular range.
- the two stop positions are in the FIG. 1 shown in dashed lines.
- the angle range can be described by an angle ⁇ formed above the horizontal joint axis G between the suction pipe connection 6 and the intermediate piece 1, which starts from a minimum angle ⁇ min increases in the upper stop position to a maximum angle ⁇ max in the lower stop position.
- the Saugrohran gleich 6 is provided in the usual manner with a rotary joint 7 and cranked. Between the intermediate piece 1 and the Saugrohran gleich 6 a suction air leading and elastic in its longitudinal direction hose 8 is provided as 15 elastic element.
- a center line M extending in the longitudinal direction of the tube 8 is arranged substantially perpendicular to the horizontal articulation axis G and at a distance therefrom, so that upon elastic deformation of the tube 8 in its longitudinal direction with respect to the articulated connection about the articulation axis G generates a torque D. 20 becomes.
- the hose 8 is resiliently clamped between the intermediate piece 1 and the suction pipe connection 6 in such a way that a torque D is generated in each angular position between the upper and the lower stop position, urging the connection of the intermediate piece 1 and the suction pipe connection 6 to smaller angles ⁇ .
- the hinge axis G is arranged deep and does not coincide with a rotation axis of the rollers provided as support elements 5.
- the tube 8 is elastically stretched at each angle ⁇ > ⁇ min , whereby a tensile stress acting in its longitudinal direction is generated on the tube 8.
- linear springs or coil springs may be provided to produce the desired torque D.
- the intermediate piece 1 also includes a suction channel 9, at the front end of the suction head 2 and at the rear end of the elastic tube 8 connect.
- the connection between the suction head 2 and the suction channel 9 about the tilting axis K is carried out in a manner known per se with double-jointed nozzles, wherein the tilting axis K is arranged comparatively deep to avoid uncontrolled tilting of the suction head 2 in a forward or backward movement of the floor nozzle ,
- the suction head 2 brush strips 10a, 10b, which are arranged in front of and behind the suction mouth 4 and extend over the entire width of the suction head 2.
- the brush strips 10a, 10b are extendable on the underside of the suction head 2, for which purpose a changeover switch 11 is provided on the upper side of the suction head 2.
- Fadenheberstsammlung 12 are provided from Schrägborstenvelours.
- Fig. 4 purely by way of example in a diagram shows the forces acting on the suction head 2 of the floor nozzle for various embodiments of the invention.
- the angle ⁇ is plotted on the horizontal axis, wherein a movement of the suction pipe connection 6 with respect to the intermediate piece 1 between the angle ⁇ min (corresponding to the upper stop position) and the angle ⁇ max (corresponding to the lower stop position) is possible.
- the amounts of the forces acting on the suction head are plotted on the vertical axis.
- the weight F G which essentially results from the weight of the suction head 2 and proportionately also from the weight of the intermediate piece 1.
- a negative pressure is created on the underside of the suction head 2, which causes an additional downwardly directed force F p .
- the total forces acting downwards on the suction head in the vertical direction add up to F G + F p .
- the weight force F G is a size determined by the construction of the floor nozzle
- the force F p caused by the negative pressure depends on various factors, for example the nature of the floor covering and the suction power. Accordingly, the entire vertically downwardly acting force may vary to some extent depending on the operating conditions involved, which in the Fig. 4 is indicated by the curves of F G + F p and F G + F p .
- a force F D is exerted, which counteracts the weight F G.
- This force F D is caused by the elastic element described above and usually increases with increasing angle ⁇ .
- the Fig. 4 shows, by way of example for different embodiments of the elastic element, the courses of the force F D The effective effective force thus results from the difference between (F G + Fp) on the one hand and F D on the other hand.
- the torque D and the force F D1 increase uniformly, the weight force F G and the counteracting force F D1 being equal in magnitude at an angle ⁇ mid.
- the angle corresponds to a position III (see Fig. 1 ) of the SaugrohranInstitutes, which is taken when it is held with a conventional suction tube with a length between 100 cm and 115 cm at a height between 75 cm and 85 cm. It is between 135 ° and 145 °.
- F D2 shows a course in which due to a bias of the elastic element, a force F D2 opposite to the weight F G is also produced at the angle ⁇ min.
- the elastic element is selected such that F D2 is less than or equal to F G at each angle.
- the suction head 2 is therefore so lifted in any case from the ground. Nevertheless, in a particularly advantageous manner, a very significant reduction in the force acting in the vertical direction downward force and thus a reduction of the necessary for moving the floor nozzle sliding forces is achieved.
- F D3 relates to a course with a particularly flat slope.
- the force F D3 generated by the elastic element is chosen so that over the entire range between ⁇ min and ⁇ max the weight force F G is largely compensated.
- Such a flat course can be achieved for example by a preloaded spiral spring.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Bodendüse für Staubsauger mit einem Zwischenstück, einem Saugkopf, der um eine horizontale Kippachse kippbeweglich an ein erstes, vorderes Ende des Zwischenstücks angeschlossen ist, zumindest einem Stützelement, welches an einem zweiten, hinteren Ende des Zwischenstücks angeordnet ist, und einem Saugrohr- oder Saugschlauchanschluss, der um eine horizontale Gelenkachse zwischen einer oberen und einer unteren Anschlagposition in einem festgelegten Winkelbereich schwenkbar an das zweite, hintere Ende des Zwischenstücks angeschlossen ist, wobei der oberhalb der horizontalen Gelenkachse zwischen dem Saugrohranschluss und dem Zwischenstück gebildete Winkel vor der oberen Anschlagposition zu der unteren Anschlagposition zunimmt.
- Bodendüsen besitzen in der Regel mindestens ein Gelenk zwischen dem Saugkopf und dem Saugrohranschluss. Hierdurch wird sichergestellt, dass ein Anheben oder Absenken des Saugrohrs nicht zu einem Verkanten des Saugkopfes und einer damit verbundenen Verringerung der Saugleistung führt. Ein solches Verkanten stellt sich bei sogenannten Eingelenkdüsen auch dann ein, wenn das Saugrohr über einen oberen oder unteren Anschlagpunkt des Gelenks geschwenkt wird.
- Zur Verhinderung dieser Nachteile sind gattungsgemäße Doppelgelenkdüsen bekannt, beispielsweise aus der
DE-OS 28 46 847 - Aus der
DE 196 24 360 B4 ist eine Doppelgelenkdüse bekannt, bei der zur Reduzierung der Falschluft, d.h. Luft, die nicht durch den Saugmund, sondern Spalten und Ritzen der Bodendüse eintritt und somit nicht zur Saugleistung beiträgt, ein flexibler Schlauchabschnitt eingesetzt wird, der sich von dem Saugrohranschluss unmittelbar bis zu dem Saugkopf erstreckt. Die weiteren Eigenschaften der Bodendüse sind im Vergleich zu einer Doppelgelenkdüse ohne einen flexiblen Schlauchabschnitt unverändert. - Aus der
EP 1 714 599 A1 ist eine Düse für einen Bodenstaubsauger bekannt, die eine flexible Leitung aufweist. Die Leitung ist derart angeordnet, dass durch eine Gelenkverbindung Axialkräfte von der Leitung ferngehalten werden Dagegen weist die Leitung eine hohe Torsionssteifigkeit auf, so dass Drehbewegungen eines Rohrstutzens um seine Achse als Lenkbewegung auf den Saugkopf übertragen werden. - Ausgehend von einer gattungsgemäßen Bodendüse mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Handhabung weiter zu erleichtern, indem die notwendigen Schiebekräfte zur Bewegung der Düse verringert werden.
- Gegenstand der Erfindung und Lösung der Aufgabe ist eine Bodendüse mit den eingangs beschriebenen Merkmalen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen dem Zwischenstück und dem Saugrohranschluss ein elastisches Element angeordnet ist, welches zwischen der oberen und der unteren Anschlagposition ein Drehmoment D erzeugt, das die Verbindung von Zwischenstück und Saugrohranschluss zu kleineren Winkeln drängt. Der vorliegenden Erfindung liegt damit die Idee zugrunde, die an dem Saugkopf wirkende Gewichtskraft FG und die bei dem Saugbetrieb zusätzlich durch den Unterdruck erzeugte und in der gleichen Richtung wie die Gewichtskraft FG wirkende Kraft zumindest zu einem gewissen Maße zu kompensieren um die Reibung an der Unterseite des Saugkopfes und damit die zur Bewegung erforderlichen Schiebekräfte zu verringern. Die Bodendüse ist also erfindungsgemäß derart ausgeführt, dass das Drehmoment D bei einem festgehaltenen Saugrohranschluss und bei der Auflage der Bodendüse auf einer ebenen Bodenfläche über das Zwischenstück eine Kraft FD, ausübt, die der an dem Saugkopf wirkenden Gewichtskraft FG entgegengesetzt ist.
- Die erfindungsgemäße Bodendüse ist bei der Auflage auf einer Bodenfläche einerseits durch das zumindest eine Stützelement und andererseits durch die Unterseite des Saugkopfes abgestützt. Während das rückseitig angeordnete Stützelement die über ein Staubsaugerrohr eingeleiteten vertikalen Schiebekräfte aufnimmt, liegt der Saugkopf mit seinem Eigengewicht auf der Bodenfläche auf. Zusätzlich verteilt sich das Gewicht des Zwischenstückes einerseits auf das rückseitige Stützelement und andererseits auf die an dem Saugkopf wirkende Gewichtskraft. Die zusätzliche durch den Unterdruck an dem Saugkopf in vertikaler Richtung wirkende Kraft hängt dagegen von verschiedenen Konstruktions-und Betriebsparametern, beispielsweise der Geometrie des Saugkopfes, der Beschaffenheit der zu reinigenden Bodenfläche und der jeweils an einem Staubsauger eingestellten Leistung ab.
- Erfindungsgemäß wird zwischen der oberen und der unteren Anschlagposition ein Drehmoment erzeugt, welches über das Zwischenstück als Hebel und die horizontale Kippachse als Aufhängung des Saugkopfes eine nach oben gerichtete Kraft erzeugt, die der Gewichtskraft entgegengesetzt ist. Die Anschlagspositionen selbst sind bei dieser Betrachtung nicht zu berücksichtigen, da dort über den Anschlag eine direkte Kraftübertragung von dem Saugrohranschluss zu dem Zwischenstück erfolgt. Wenn an dem Saugrohranschluss kein Saugrohr angeschlossen ist, bewirkt das durch das elastische Element erzeugte Drehmoment in der Regel, dass der üblicherweise nur ein vergleichsweise geringes Eigengewicht aufweisende Saugrohranschluss bis in die obere Anschlagposition oder zumindest bis kurz vor die obere Anschlagposition angehoben wird.
- Zur Erzeugung des Drehmomentes ist das elastische Element über den gesamten Winkelbereich oder nahezu den gesamten Winkelbereich, indem der Saugrohranschluss gegenüber dem Zwischenstück schwenkbar ist, vorgespannt. Im Rahmen der Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass das elastische Element in der oberen Anschlagposition vorgespannt ist, so dass auch dort eine gewisse Kraftkompensation erfolgt, oder in der oberen Anschlagposition, die keiner üblichen Schiebeposition bei einem angeschlossenen Saugrohr entspricht, entspannt ist. So kann beispielsweise das elastische Element so ausgeführt sein, dass es bei der Montage der Bodendüse leicht und ohne eine Vorspannung montiert werden kann, wenn sich die gelenkige Verbindung zwischen Saugrohranschluss und Zwischenstück in der oberen Anschlagposition befindet, wobei dann durch eine Auslenkung aus der oberen Anschlagposition eine elastische Spannung des Elementes erfolgt.
- Mit zunehmendem Winkel zwischen Saugrohranschluss und Zwischenstück nimmt üblicherweise auch das Drehmoment und damit auch die der Gewichtskraft FG entgegengesetzte Kraft FD zu. Die elastischen Eigenschaften des elastischen Elementes sind dabei unter Berücksichtigung des Gewichtes des Saugkopfes einerseits und der zusätzlich bei dem Saugbetrieb durch den Unterdruck erzeugten Kraft andererseits auswählen. Ausgehend von einer an sich üblichen Form und Ausgestaltung einer Doppelgelenkdüse ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die der Gewichtskraft FG entgegenwirkende Kraft FDunmittelbar vor der oberen Anschlagposition zwischen 0 N und 10 N, vorzugsweise zwischen 2 N und 5 N beträgt und mit zunehmendem Winkel zwischen Saugrohranschluss und Zwischenstück zunimmt. An der unteren Anschlagposition ist die der Gewichtskraft FG entgegenwirkende Kraft FD wie zuvor beschrieben üblicherweise größer und beträgt bevorzugt zwischen 10 N und 30 N, besonders bevorzugt zwischen 15N und 25 N.
- Im Rahmen der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die durch das Drehmoment erzeugte Gegenkraft FD bei jedem möglichen Winkel zwischen Saugrohranschluss und Zwischenstück kleiner oder gleich der Gewichtskraft ist. Für einen Benutzer sind dann zunächst keine Unterschiede zu einer herkömmlichen Bodendüse festzustellen, außer dass die auftretenden Schiebekräfte auf vorteilhafte Weise reduziert sind. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Gewichtskraft FG und die entgegenwirkende Kraft FD bei einem mittleren Winkel betragsgleich sind. Ohne die zusätzliche durch den Unterdruck hervorgerufene Kraft, welche den Saugkopf nach unten zieht, liegt der Saugkopf bei dem mittleren Winkel gerade auf der Bodenfläche auf bzw. schwebt in einem geringen Abstand über der Bodenfläche. Bei einer weiteren Abwinklung hebt sich sodann der Saugkopf von der Bodenfläche ab. Dies kann hingenommen werden, da sich der Saugkopf bei dem üblichen Saugbetrieb entgegen der durch das Drehmoment erzeugten Kraft FD an dem Boden festsaugt.
- Im Hinblick auf das elastische Element ergeben sich im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten, wobei grundsätzlich auch unterschiedliche elastische Elemente kombiniert werden können. So können zwischen dem Zwischenstück einerseits und dem Saugrohranschluss andererseits beispielsweise lineare Federn oder Spiralfedern vorgesehen sein. Bei mehrlagig gewickelten Spiralfedern ergibt sich der Vorteil, dass diese so vorgespannt werden können, dass sich das Drehmoment über den Winkelbereich zwischen der oberen Anschlagposition und der unteren Anschlagposition nur geringfügig verändert. So kann beispielsweise erreicht werden, dass über den gesamten Schwenkbereich die an dem Saugkopf wirkende Gewichtskraft zum größten Teil kompensiert wird. Die Anordnung von einer oder zwei Spiralfedern ist beispielsweise seitlich der gelenkigen Verbindung zwischen dem Saugrohranschluss und dem Zwischenstück möglich.
- Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist als elastisches Element ein die Saugluft führender und in seiner Längsrichtung elastischer Schlauch vorgesehen, wobei eine in Längsrichtung des Schlauchs verlaufende Mittellinie im Wesentlichen senkrecht zu der horizontalen Gelenkachse und in einem Abstand zu dieser verläuft und wobei der Schlauch zwischen dem Zwischenstück und dem Saugrohranschluss elastisch federnd angeordnet ist.
- Während bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen von Bodendüsen ein flexibler Schlauch üblicherweise zur Vermeidung oder Reduzierung von Falschluft vorgesehen ist, werden im Rahmen der bevorzugten Ausgestaltung vielmehr die elastischen Eigenschaften genutzt. Zur Erzeugung einer ausreichenden Elastizität in Längsrichtung kann der Schlauch beispielsweise als Wellenschlauch oder Faltenbalg ausgebildet sein, wobei üblicherweise ein Kunststoffmaterial verwendet wird mit einer eingespritzten Wendel aus Federstahl. Besonders vorteilhaft ist dann, dass der Schlauch dauerhaft elastische Eigenschaften aufweist. Die beschriebene bevorzugte Ausgestaltung macht sich die elastischen Rückstellkräfte des Schlauchs aufgrund einer Verformung in Längsrichtung zunutze, wobei der Schlauch auch eine zusätzliche Krümmung aufweisen kann. Die in Längsrichtung des Schlauches verlaufende Mittellinie verläuft in etwa senkrecht zu der horizontalen Gelenkachse und weist über ihren gesamten Verlauf einen Abstand zu der Gelenkachse auf. Dies ist erforderlich, damit durch die elastischen Rückstellkräfte des Schlauches das erfindungsgemäß vorgesehene Drehmoment zwischen dem Saugrohranschluss und dem Zwischenstück erzeugt wird.
- Vorzugsweise verläuft die Mittellinie des Schlauches bezogen auf die Auflagefläche der Bodendüse auf einen zu reinigenden Bodenbelag oberhalb der Gelenkachse, wobei der Schlauch dann in seiner Längsrichtung elastisch gedehnt ist.
- Wir zuvor erläutert, ist im Rahmen der beschriebenen Ausgestaltung der Schlauch als elastisches Element vorgesehen. Die Verbindung zwischen dem Saugkopf und dem ersten, vorderen Ende des Zwischenstücks kann in herkömmlicher Weise durch gelenkig ineinander gesteckte Teile erfolgen. So kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Zwischenstück einen Saugkanal umfasst, wobei der Saugkopf an das vordere Ende und der Schlauch an das hintere Ende des Saugkanals anschließen.
- Zur Abdichtung der an der horizontalen Kippachse gelenkig verbundenen Teile können beispielsweise Dichtungen, angeformte Dichtlippen oder dergleichen vorgesehen sein.
- Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Saugmund aus einem im Wesentlichen in Querrichtung verlaufenden Saugschlitz gebildet. Aus der Praxis sind Ausgestaltungen des Saugmundes mit einem Saugschlitz oder mit zwei Saugschlitzen bekannt. Während ein Saugkopf mit zwei Saugschlitzen durch 5 die größere Auflagefläche eine geringere Neigung zum Verkippen hat, können bei einer Ausgestaltung mit nur einem Saugschlitz eine kompaktere Bauform und in der Regel auch höhere Druckgradienten und damit eine verbesserte Reinigungswirkung erreicht werden. Durch das erfindungsgemäß vorgesehene elastische Element können die Schiebekraft und damit die Reibung an der Unterseite des Saugkopfes maßgeblich reduziert werden. Dies führt dazu, dass auch die Gefahr eines durch die Reibung bedingten, unkontrollierten Verkippens des Saugkopfes reduziert ist. Schließlich kann der Saugkopf bei einer Ausgestaltung mit lediglich einem Saugschlitz in Saugrichtung, d.h. Längsrichtung, gesehen vergleichsweise kurz ausgeführt werden.
- Das Stützelement ist vorzugsweise als Laufrolle ausgebildet, um eine leichte Führung der Bodendüse zu ermöglichen. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Drehachse der Laufrolle und die Gelenkachse zusammenfallen. Das hintere, zweite Ende des Zwischenstücks und der Saugrohranschluss können dann mit einem Stift oder zwei Stiftstücken verbunden sein, wobei der Stift bzw. die Stiftstücke dann auch die zumindest eine Laufrolle tragen. Wesentlich ist im Rahmen der Erfindung dagegen, dass der Schlauch bezüglich der Gelenkachse außermittig angeordnet ist, um ein ausreichendes Drehmoment und damit eine Krafteinwirkung auf das Zwischenstück zu ermöglichen. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung fällt die Drehachse nicht mit der horizontalen Gelenkachse zusammen. So ist es von Vorteil, die Gelenkachse möglichst tief vorzusehen, wobei dann der Schlauch außermittig dazu oberhalb angeordnet werden kann, ohne dass dafür eine übermäßige Bauhöhe erforderlich wird.
- Um ein unkontrolliertes Verkippen des Saugkopfes zu vermeiden, kann vorgesehen sein, die horizontale Kippachse, die den Saugkopf mit dem Zwischenstück verbindet, möglichst tief anzuordnen. Alternativ ist es auch möglich an der hinteren Seite des Saugkopfes ein gleitendes Abstützelement vorzusehen.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. 10 Es zeigen schematisch:
- Fig. 1
- einen vertikalen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Bodendüse,
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf die Bodendüse gemäß der
Fig. 1 , - Fig. 3
- die Bodendüse gemäß der
Fig. 1 in einer Ansicht von unten, - Fig. 4
- ein Diagramm der an einem Saugkopf der Bodendüse wirkenden Kräfte.
- Die in den Figuren dargestellte Bodendüse für Staubsauger ist als Doppelgelenkdüse ausgeführt. Dabei ist ein Zwischenstück 1 an seinem vorderen Ende um eine horizontale Kippachse K kippbeweglich mit einem Saugkopf 2 verbunden. Gemäß der
Fig. 3 weist der Saugkopf 2 an seiner Unterseite eine Gleitsohle 3 mit einem Saugmund 4 auf, der durch einen einzigen in Querrichtung verlaufenden Saugkanal gebildet ist. - Wie den Figuren zu entnehmen ist, sind an einem zweiten, hinteren Ende des Zwischenstücks 1 seitlich Laufrollen als Stützelemente 5 vorgesehen. An dem zweiten, hinteren Ende des Zwischenstücks 1 ist auch ein Saugrohranschluss 6 um eine horizontale Gelenkachse G zwischen einer oberen Anschlagposition (I) und einer unteren Anschlagposition (II) in einem festgelegten Winkelbereich schwenkbar angeschlossen. Die beiden Anschlagpositionen sind in der
Figur 1 gestrichelt dargestellt. Der Winkelbereich kann durch einen oberhalb der horizontalen Gelenkachse G zwischen dem Saugrohranschluss 6 und dem Zwischenstück 1 gebildeten Winkel α beschrieben werden, der ausgehend von einem minimalen Winkel αmin in der oberen Anschlagposition zu einem maximalen Winkel αmax in der unteren Anschlagposition zunimmt. Der Saugrohranschluss 6 ist in üblicher Weise mit einem Drehgelenk 7 versehen und gekröpft ausgeführt. Zwischen dem Zwischenstück 1 und dem Saugrohranschluss 6 ist ein die Saugluft führender und in seiner Längsrichtung elastischer Schlauch 8 als 15 elastisches Element vorgesehen. Eine in Längsrichtung des Schlauches 8 verlaufende Mittellinie M ist im Wesentlichen senkrecht zu der horizontalen Gelenkachse G und in einem Abstand zu dieser angeordnet, so dass bei einer elastischen Verformung des Schlauches 8 in seiner Längsrichtung bezüglich der gelenkigen Verbindung um die Gelenkachse G ein Drehmoment D erzeugt 20 wird. Der Schlauch 8 ist zwischen dem Zwischenstück 1 und dem Saugrohranschluss 6 derart federnd eingespannt, dass in jeder Winkelstellung zwischen der oberen und der unteren Anschlagposition ein Drehmoment D erzeugt wird, welches die Verbindung von Zwischenstück 1 und Saugrohranschluss 6 zu kleineren Winkeln α drängt. Bei einem festgehaltenen Saugrohranschluss und der Auflage der Bodendüse auf einer ebenen Bodenfläche erzeugt das Drehmoment D über das Zwischenstück 1 als Hebelarm eine Kraft FD, die der an dem Saugkopf 2 wirkenden Gewichtskraft FG entgegengesetzt ist. - Insbesondere in der Schnittdarstellung der
Fig. 1 ist zu erkennen, dass die Gelenkachse G tief angeordnet ist und nicht mit einer Drehachse der als Stützelemente 5 vorgesehenen Laufrollen zusammenfällt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Schlauch 8 bei jedem Winkel α > αmin elastisch gedehnt, wodurch an dem Schlauch 8 eine in seiner Längsrichtung wirkende Zugspannung erzeugt wird. Zusätzlich zu dem Schlauch 8 oder alternativ dazu können auch nicht dargestellte lineare Federn oder Spiralfedern vorgesehen sein, um das gewünschte Drehmoment D zu erzeugen. - Der
Fig. 1 ist des Weiteren zu entnehmen, dass das Zwischenstück 1 auch einen Saugkanal 9 umfasst, an dessen vorderes Ende der Saugkopf 2 und an dessen hinteres Ende der elastische Schlauch 8 anschließen. Die Verbindung zwischen dem Saugkopf 2 und dem Saugkanal 9 um die Kippachse K ist in an sich bei Doppelgelenkdüsen bekannter Weise ausgeführt, wobei die Kippachse K vergleichsweise tief angeordnet ist, um ein unkontrolliertes Verkippen des Saugkopfes 2 bei einer Vorwärts-oder Rückwärtsbewegung der Bodendüse zu vermeiden. - Wie sich aus einer vergleichenden Betrachtung der
Fig. 1 mit derFig. 3 ergibt, weist der Saugkopf 2 Bürstenleisten 10a, 10b auf, die vor bzw. hinter dem Saugmund 4 angeordnet sind und sich über die gesamte Breite des Saugkopfes 2 erstrecken. Die Bürstenleisten 10a, 10b sind an der Unterseite des Saugkopfes 2 ausfahrbar, wozu an der Oberseite des Saugkopfes 2 ein Umschalter 11 vorgesehen ist. In derFig. 3 ist des Weiteren zu erkennen, dass sowohl vor als auch hinter dem Saugmund 4 in an sich bekannter Weise Fadenheberstreifen 12 aus Schrägborstenvelours vorgesehen sind. -
Fig. 4 zeigt rein exemplarisch in einem Diagramm die an dem Saugkopf 2 der Bodendüse wirkenden Kräfte für verschiedene Ausgestaltungen der Erfindung. Auf der horizontalen Achse ist der Winkel α aufgetragen, wobei eine Bewegung des Saugrohranschlusses 6 gegenüber dem Zwischenstück 1 zwischen dem Winkel αmin (entsprechend der oberen Anschlagposition) und dem Winkel αmax (entsprechend der unteren Anschlagposition) möglich ist. Auf der vertikalen Achse sind die Beträge der an dem Saugkopf wirkenden Kräfte aufgetragen. Zu berücksichtigen ist zunächst die Gewichtskraft FG, welche im Wesentlichen aus dem Gewicht des Saugkopfes 2 und anteilig auch aus dem Gewicht des Zwischenstücks 1 resultiert. Bei dem Saugbetrieb entsteht an der Unterseite des Saugkopfes 2 ein Unterdruck, der eine zusätzliche nach unten gerichtete Kraft Fp hervorruft. Die gesamten an dem Saugkopf in vertikaler Richtung nach unten wirkenden Kräfte addieren sich zu FG+Fp. Während die Gewichtskraft FG eine durch die Konstruktion der Bodendüse festgelegte Größe ist, hängt die durch den Unterdruck hervorgerufene Kraft Fp von verschiedenen Faktoren beispielsweise der Beschaffenheit des Bodenbelages sowie der Saugleistung ab. Entsprechend kann die gesamte in vertikaler Richtung nach unten wirkende Kraft abhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen in einem gewissen Maße variieren, was in derFig. 4 durch die Verläufe von FG+ Fp sowie FG + Fp angedeutet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei einem festgehaltenen Saugrohranschluss 6 und der Auflage der Bodendüse auf einer ebenen Bodenfläche über das Zwischenstück 1 eine Kraft FD ausgeübt wird, die der Gewichtskraft FG entgegenwirkt. Diese Kraft FD wird durch das zuvor beschriebene elastische Element hervorgerufen und nimmt üblicherweise mit zunehmendem Winkel αzu. DieFig 4 zeigt exemplarisch für verschiedene Ausgestaltungen des elastischen Elementes die Verläufe der Kraft FD Die effektiv wirksame Kraft ergibt sich damit aus der Differenz von (FG + Fp) einerseits und FD andererseits. - FD1 zeigt einen Verlauf, bei der das Drehmoment D sowie die dadurch erzeugte Kraft in der oberen Anschlagposition bei dem Winkel αmin gleich 0 ist (FD1(αmin) = 0). Davon ausgehend steigen das Drehmoment D und die Kraft FD1 gleichmäßig an, wobei die Gewichtskraft FG und die entgegen gerichtet wirkende Kraft FD1 bei einem Winkel αmittel betragsgleich sind. Der Winkel entspricht einer Position lll (siehe
Fig. 1 ) des Saugrohranschlusses, die dann eingenommen wird, wenn dieser mit einem herkömmlichen Saugrohr mit einer Länge zwischen 100 cm und 115 cm in einer Höhe zwischen 75 cm und 85 cm gehalten wird. Er beträgt zwischen 135° und 145°. Bei einer darüber hinausgehenden Abwinklung wird durch die von dem elastischen Element ausgeübte Kraft FD der Saugkopf 2 vom Boden abgehoben, wenn keine Saugluft strömt. Bei dem Saugbetrieb ist jedoch die zusätzlich durch den Unterdruck erzeugte nach unten wirkende Kraft Fp ausreichend, um den Saugkopf 2 auf dem Boden zu halten bzw. auf den Boden zu drücken. - FD2 zeigt einen Verlauf, bei dem aufgrund einer Vorspannung des elastischen Elementes auch bei dem Winkel αmin eine der Gewichtskraft FG entgegengesetzte Kraft FD2 erzeugt wird. Das elastische Element ist dabei so ausgewählt, dass FD2 bei jedem Winkel kleiner oder gleich FG ist. Der Saugkopf 2 wird damit also in keinem Fall von dem Boden abgehoben. Dennoch wird auf besonders vorteilhafte Weise eine sehr deutliche Reduzierung der in vertikaler Richtung nach unten wirkenden Kraft und damit auch eine Reduzierung der zur Bewegung der Bodendüse erforderlichen Schiebekräfte erreicht.
- FD3 betrifft einen Verlauf mit einer besonders flachen Steigung. Die von dem elastischen Element erzeugte Kraft FD3 ist so gewählt, dass über den gesamten Bereich zwischen αmin und αmax die Gewichtskraft FG weitgehend kompensiert wird. Ein solcher flacher Verlauf kann beispielsweise durch eine vorgespannte Spiralfeder erreicht werden.
Claims (10)
- Bodendüse für Staubsauger mit einem Zwischenstück (1), einem Saugkopf (2), der um eine horizontale Kippachse (K) kippbeweglich an ein erstes Ende des Zwischenstücks (1) angeschlossen ist, mit zumindest einem Stützelement (5), welches an einem zweiten Ende des Zwischenstücks (1) angeordnet ist und mit einem Saugrohranschluss (6), der um eine horizontale Gelenkachse (G) zwischen einer oberen und einer unteren Anschlagposition in einem festgelegten Winkelbereich schwenkbar an das zweite Ende des Zwischenstücks (1) angeschlossen ist, wobei der oberhalb der horizontalen Gelenkachse (G) zwischen dem Saugrohranschluss (6) und dem Zwischenstück (1) gebildete Winkel (α) von der oberen Anschlagposition zu der unteren Anschlagposition zunimmt,
dadurch gekennzeichnet
dass zwischen dem Zwischenstück (1) und dem Saugrohranschluss (6) ein elastisches Element angeordnet ist, welches zwischen der oberen und der unteren Anschlagposition ein Drehmoment D erzeugt, das die Verbindung von Zwischenstück (1) und Saugrohranschluss (6) zu kleineren Winkeln (α) drängt. - Bodendüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment D bei einem festgehaltenen Saugrohranschluss (6) und bei der Auflage der Bodendüse auf einer ebenen Bodenfläche über das Zwischenstück (1) eine Kraft FD ausübt, die der an dem Saugkopf wirkenden Gewichtskraft FG entgegengesetzt ist.
- Bodendüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die der Gewichtskraft FG entgegenwirkende Kraft FD unmittelbar vor der oberen Anschlagposition zwischen 0 N und 10 N, vorzugsweise zwischen 2 N und 5 N beträgt und mit zunehmendem Winkel (0) zwischen Saugrohranschluss (6) und Zwischenstück (1) zunimmt.
- Bodendüse nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die der Gewichtskraft FG entgegenwirkende Kraft FD unmittelbar vor der unteren Anschlagposition zwischen 10 N und 30 N, vorzugsweise zwischen 15 N und 25 N beträgt und mit abnehmendem Winkel (α) zwischen Saugrohranschluss (6) und Zwischenstück (1) abnimmt. - Bodendüse nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gewichtskraft FG und die entgegenwirkende Kraft FD bei einem mittleren Winkel (amittel) betragsgleich sind. - Bodendüse nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass als elastisches Element ein die Saugluft führender und in seiner Längsrichtung elastischer Schlauch (8) vorgesehen ist, wobei eine in Längsrichtung des Schlauchs (8) verlaufende Mittellinie (M) im Wesentlichen senkrecht zu der horizontalen Gelenkachse (G) und in einem Abstand zu dieser verläuft und wobei der Schlauch (8) zwischen dem Zwischenstück (1) und dem Saugrohranschluss (6) elastisch federnd angeordnet ist. - Bodendüse nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittellinie (M) des Schlauches (8) oberhalb der Gelenkachse (G) verläuft, wobei der Schlauch (8) in jeder Schwenkposition des Saugrohranschlusses (6) in seiner Längsrichtung elastisch gedehnt ist. - Bodendüse nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Zwischenstück (6) einen Saugkanal (9) umfasst, wobei der Saugkopf (2) an das vordere Ende und der Schlauch (8) an das hintere Ende des Saugkanals (9) anschließen. - Bodendüse nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Stützelement (5) eine Laufrolle vorgesehen ist. - Bodendüse nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehachse der Laufrolle nicht mit der horizontalen Gelenkachse (G) zusammen fällt.
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