EP2537450A1 - Staubfangvorrichtung - Google Patents

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EP2537450A1
EP2537450A1 EP12162380A EP12162380A EP2537450A1 EP 2537450 A1 EP2537450 A1 EP 2537450A1 EP 12162380 A EP12162380 A EP 12162380A EP 12162380 A EP12162380 A EP 12162380A EP 2537450 A1 EP2537450 A1 EP 2537450A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dust
nozzle
collecting device
dust collecting
housing
Prior art date
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Granted
Application number
EP12162380A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2537450B1 (de
Inventor
Daniel Fehn
Thomas Seith
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.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete 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 BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2537450A1 publication Critical patent/EP2537450A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2537450B1 publication Critical patent/EP2537450B1/de
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    • 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
    • A47L9/0081—Means for exhaust-air diffusion; Means for sound or vibration damping
    • 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
    • A47L5/00—Structural features of suction cleaners
    • A47L5/12—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum
    • A47L5/22—Structural features of suction cleaners with power-driven air-pumps or air-compressors, e.g. driven by motor vehicle engine vacuum with rotary fans
    • A47L5/24—Hand-supported suction cleaners
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    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/14—Bags or the like; Rigid filtering receptacles; Attachment of, or closures for, bags or receptacles
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    • A47L9/14—Bags or the like; Rigid filtering receptacles; Attachment of, or closures for, bags or receptacles
    • A47L9/1409—Rigid filtering receptacles

Definitions

  • Embodiments of the invention are concerned with dust collection devices for a vacuum cleaner, and more particularly with the new concepts for such dust collection devices.
  • Vacuum cleaners and hand vacuum cleaners exist in great variety and variety of shapes on the market.
  • Vacuum cleaners typically have a vacuum cleaner nozzle with a nozzle mouth for sucking in dirt particles or air, as well as a dust housing, within which different dust retention components, such as filter bags, are arranged.
  • the power of a fan of the vacuum cleaner driving electric motor is typically increased, but this leads to undesirably higher energy costs.
  • such an increase in suction power can lead to a reduced suction time of the device, which can adversely affect the applicability of a hand vacuum generally.
  • some embodiments of the present invention flow optimization of the nozzle and a dust housing adjacent thereto is undertaken.
  • some embodiments of the invention have a nozzle with a nozzle mouth and a nozzle outlet, which is immediately followed by a dust housing, which has an inlet funnel adjacent to the nozzle exit and tapering from the nozzle exit to a dust space opening.
  • the nozzle exit is thus coupled directly to a tapered inlet funnel in the dust space or the dust housing, so that a maximum cross section at the interface or a connection point between the nozzle and the dust housing can be used, which in turn can significantly reduce the flow resistance.
  • the tapered inlet funnel can still be achieved in a streamlined manner, a direct or indirect flow of a filter element.
  • the cross section at the nozzle exit is at least greater than 70% of a cross section of the nozzle at the nozzle mouth, ie a cross section of the nozzle at the point at which the polluted air is sucked by means of the nozzle.
  • the cross section at the nozzle exit is even larger than the cross section of the nozzle at the nozzle mouth. This can help minimize flow losses.
  • the air-guiding cross-section of the nozzle at any point between the nozzle mouth and the nozzle exit does not decrease to less than 70% or 100% of the cross section of the nozzle at the nozzle mouth.
  • the inlet hopper has the shape of a truncated cone to achieve a uniform, streamlined reduction in cross-section.
  • a dust container or a dust container forming arrangement located within the dust housing is a dust container or a dust container forming arrangement, wherein the inlet funnel is disposed within and surrounded by the dust container so that a dust-receiving volume is formed between an outer wall of the inlet funnel and an inner wall of the dust container. Due to the combination of the tapered inlet funnel and the surrounding dust container, a dust trap is formed into which the coarse dirt entering the housing can enter and from which the coarse dirt can no longer escape during normal operation.
  • the inlet hopper and the dust container are in shape formed concentric truncated cones, so that a flow-favorable and efficient operation of the dust trap and the dust container can be ensured, since it surrounds the inlet funnel completely and with a uniform opening cross-section.
  • the dust collection device further includes a baffle that extends in the dust container toward the dust space opening and can redirect the airflow into the dust bin in a streamlined and energy efficient manner.
  • the baffle has the shape of a cone or a rounded surface or surface to provide the deflection in a streamlined and energy efficient manner.
  • the side of the dust container facing the inlet funnel can additionally be provided with a filter element in order to retain fine dust particles in the dust-receiving volume or in the dust space.
  • the dust container for this purpose on a plurality of projections which extend into the dust-receiving volume and which are suitable for receiving a filter element, so that due to the elevations a uniform flow of the filter element from the back, ie from the side , of which a negative pressure to achieve the suction force, can be achieved.
  • these elevations are designed in the form of narrow, parallel to a flow direction of the air extending ribs. This can result in a smooth backflow without significantly increasing the total drag through the airway obstructing elements.
  • the dust container further comprises, in some embodiments, a plurality of flow openings to the dust container closely enclosing dust housing, so that acting in the dust housing vacuum can serve to suck air through the flow openings.
  • the dust container may have a plurality of flow openings, each defining a possible flow path of the air, wherein different of these flow paths may be different lengths. That is, the air molecules travel different distances along different flow paths.
  • the cross section of the flow openings varies such that it is larger for longer flow paths than for shorter flow paths.
  • an opening cross-section of the nozzle outlet is dimensioned and geometrically designed so that the entire surface of a filter is uniformly flowed, which can lead to a uniform clogging of the filter and too long Saugkraftkonstanz.
  • the nozzle is configured from the nozzle orifice to the nozzle outlet or has such an internal cross-section that the flow direction of the air announced by the nozzle at the nozzle outlet is substantially tangential to an inner wall of the inlet funnel. This may, in some embodiments, cause the flow to flow with less turbulence along the inlet funnel and up to an outlet opening of the dust housing. Reducing areas of turbulent flow increases efficiency as their design would reduce the effective flow area of airflow. This can significantly reduce the flow resistance, which can also contribute to further reducing the required engine power.
  • the cross-section of the nozzle at the nozzle outlet is elliptical or circular, so that in flow-favorable manner, a maximum cross section for the transition from the nozzle to the dust housing can be used.
  • a diameter or extension of the large semiaxis of the cross section is at least so large that the cross section of the nozzle at the nozzle exit exceeds 70% or 100% of the cross section of the nozzle at the nozzle mouth.
  • these dimensions may be greater than 8, 10, 13, 20, 25, or 30cm.
  • the inlet funnel at the dust chamber opening ie at its end facing the storage space or at the transition to the dust housing, a pinhole, by means of which coarse dirt can be reliably retained.
  • a pinhole by means of which coarse dirt can be reliably retained.
  • a downwardly bulging chicane or a dust trap that can prevent falling back of the material to be sucked into the nozzle.
  • the dust housing tapers funnel-shaped on an opposite side of the dust chamber opening to an air outlet to which, for example, a motor or a fan can be connected, wherein the funnel-shaped taper can contribute to a further reduction of the flow resistance.
  • a receptacle for a filter cartridge is further provided between the dust chamber opening and the air outlet into which, for example, pleated or flat filter material can be introduced.
  • FIGS. 1 and 2 show an embodiment of a dust collecting device for a vacuum cleaner or for a handheld vacuum cleaner in a mounted on a fan assembly 2 state.
  • a more detailed description of the fan assembly 2 will be omitted below, the exact embodiment with respect to the dust collection device is not essential.
  • the dust collecting device comprises a nozzle 4 and a dust housing 6.
  • the dust housing 6 may be formed in one piece or in several parts and consist of several functional units or components, which will be explained in more detail below.
  • the nozzle 4 has a nozzle mouth 8, which in the present case has a rectangular cross-section, and a nozzle outlet 10, on which the nozzle 4 directly adjoins the dust housing 6 or an inlet funnel 12 located in the dust housing 6.
  • the nozzle outlet 10 has a circular cross-section in order to allow a flow-efficient transition to the inlet funnel 12.
  • the cross section of the nozzle mouth 8 in FIG. 1 is rectangular, of course, any other cross section are possible, for example, trapezoidal, round or elliptical.
  • the inlet funnel 12 is frusto-conical and tapers in the shape of a cone from the nozzle exit to a dust chamber opening 14, at which the inlet funnel 12 ends, so that the guided through the inlet funnel 12 air can pass at the dust space opening 14 in a dust-receiving volume.
  • the dust-receiving volume is formed between an outside of the inlet hopper 12 and an inside wall of a dust container 16.
  • the dust container 16 in turn is part of the dust housing 6 and in the present case designed in one piece with the dust housing 6.
  • the individual in FIG. 1 Of course, components that are illustrated can also be designed in several parts.
  • the dust housing 6 is also frusto-conical and arranged concentrically to the inlet funnel 12 and has a A plurality of flow openings 18a to 18f, can flow through the aspirated air from the dust container 16 in the dust housing 6 and in the volume between dust housing 6 and dust container 16, from where it can pass through an air outlet 20 to the blower assembly 2.
  • FIG. 1 the air emerging from the dust space opening 14 is deflected by means of a cone-shaped deflecting body 22 in order to reach the dust-receiving volume between the inlet funnel 12 and the dust container 16.
  • This shape of the deflector 22 promotes a streamlined deflection of the air.
  • FIG. 1 illustrated embodiment further includes optional filter 24 which is disposed on an inner wall of the dust container 16.
  • the dust container 16 for this purpose has a plurality of extending into the dust-receiving volume elevations or webs 26, which allow a uniform flow against the filter or a uniform flow behind the filter 24.
  • baffle 22 is shown as part of the filter, this may be formed in alternative embodiments, part of the dust container 16 or as a separate element.
  • the webs 26 extend parallel to the flow path or to the flow direction of the air in order not to unnecessarily increase the flow resistance of the arrangement.
  • FIG. 1 shown webs 26 and surveys have other geometries, to allow a uniform backflow.
  • a cross section of the flow openings 18a to 18f increases with the length of the flow path belonging to the individual flow openings (the path leading from the dust space opening 14 to the air outlet 20 via the relevant flow opening) in order to be able to ensure a suction force that is as constant as possible over the operating period.
  • the inner cross section of the nozzle is designed such that the air is rotated so that it tangential or approximately tangential to the surface of the inlet funnel 12 in the inlet hopper 12 and substantially in the form of a spiral flows to the dust chamber opening 14, which can further reduce the flow resistance.
  • a filter may be arranged directly on the inner walls of the inlet funnel 12 for this purpose.
  • Figures 1 and 2 a dust collecting device in which a long funnel-shaped channel leads from a nozzle far into the dust chamber.
  • the filter bag with large inlet opening is formed around the inlet funnel.
  • the dust cone is designed double-walled and equipped with enlarging to the flow end hole openings as a motor protection filter to ensure the longest possible suction constancy even at high dust load. Between filter and dust cone, ribs are attached, which ensure a uniform back flow of the filter.
  • a deflector cone directly behind the inlet opening in the dust chamber directs the air flow to the outside, thus avoiding the falling back of the dirt in the nozzle area.
  • a closure cap for example in the form of a ball with a through hole, prevent falling out of dirt. This may, according to some embodiments automatically close and open when the device is turned on or when a negative pressure is applied to the input of the dust container. Behind the perforated screen or behind the dust container with the flow openings, the flow is deflected and passed in a slowly tapering funnel to the blower opening 20.
  • a suction channel within the nozzle gradually tapers and twists to a tangential entrance into the dust space.
  • the flow can thus run in a uniform spiral along the filter bag wall and turn at the end funnel-shaped into a fan opening.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a dust collecting device, which in large parts the reference to the Figures 1 and 2 corresponds to described embodiment. A renewed description of the similarities is therefore omitted below.
  • FIG. 3 additionally has a motor protection filter 25, which is arranged in the flow path of the air in front of the air outlet 20 to a tearing the filter 24 to protect the motor of the fan assembly 2 from damage by larger dirt particles that could pass through the flow openings 18a to 18f to the engine.
  • a motor protection filter 25 which is arranged in the flow path of the air in front of the air outlet 20 to a tearing the filter 24 to protect the motor of the fan assembly 2 from damage by larger dirt particles that could pass through the flow openings 18a to 18f to the engine.
  • FIGS. 4 and 5 show a further embodiment of dust collection devices in a mounted on a fan assembly 2 state.
  • FIGS. 3 and 4 also show how a dust housing 6 on the opposite side of the dust chamber opening 14 can taper in a funnel shape up to an air outlet 20, without turbulent flows would be generated by rapid air deflections or the like.
  • a receptacle 28 for a filter cartridge 30 or a filter is provided in the dust housing 6 between the dust chamber opening 14 and the air outlet 20, by means of which, for example, a fine dust filtration can be performed.
  • a perforated plate or a perforated plate can furthermore be arranged on the dust space opening 14 on the inlet funnel 12. By means of this, an air flow can be directed to the filter cartridge 30 and it can also serve as a dust trap, so that an emerging from the dust chamber opening 14 coarse dirt can not fall back into the nozzle.
  • the receptacle 28 for the filter cartridge 30 may be in the form of a shoulder in the housing.
  • other fasteners can be used for the receptacle 28, for example, detents by means of locking lugs or the like, jamming, a bayonet lock or fastening by means of screws.
  • detents by means of locking lugs or the like, jamming, a bayonet lock or fastening by means of screws.
  • the dust collector filters are made of a variety of conventional filter materials, nonwoven fabrics or the like can.
  • filters for a dust collecting device can be used in any other geometries, for example, spherical, cylindrical or in the form of a truncated cone.
  • a filter for a dust collecting device in the FIG. 1 shown type have a from the dust chamber opening 14 opposite side of the dust container in the direction of the dust chamber opening 14 extending and tapered deflecting body.
  • Such filters may allow for different conditions different shapes of the baffles and possibly already have a filter function itself.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filters For Electric Vacuum Cleaners (AREA)

Abstract

Eine Staubfangvorrichtung für einen Staubsauger umfasst eine Düse (4) mit einem Düsenmund (8) und mit einem Düsenausgang (10), die ausgebildet ist, um Luft in einer Strömungsrichtung von dem Düsenmund (8) zu dem Düsenausgang (10) zu leiten. In der Strömungsrichtung schließt sich unmittelbar an den Düsenausgang (10) ein Staubgehäuse (6) an, das einen an den Düsenausgang (10) angrenzenden, sich von dem Düsenausgang (10) bis zu einer Staubraumöffnung (14) verjüngenden Einlasstrichter (12) aufweist.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung befassen sich mit Staubfangvorrichtungen für einen Staubsauger und insbesondere mit der neuen Konzepten für solche Staubfangvorrichtungen.
    • STAND DER TECHNIK
  • Staubsauger und Handstaubsauger existieren in großer Vielzahl und Formenvielfalt am Markt. Staubsauger weisen dabei typischerweise eine Staubsaugerdüse mit einem Düsenmund zum Einsaugen von Schmutzpartikeln bzw. von Luft auf, sowie ein Staubgehäuse, innerhalb dessen unterschiedliche der Rückhaltung von Staub dienende Komponenten, wie beispielsweise Filterbeutel, angeordnet sind.
  • Zur Erhöhung der Saugleistung der Staubsauger wird typischerweise die Leistung des ein Lüfterrad des Staubsaugers antreibenden Elektromotors erhöht, was jedoch zu unerwünschten höheren Energiekosten führt. Insbesondere bei Handstaubsaugern, die häufig akkubetrieben sind, kann eine solche Erhöhung der Saugleistung zu einer verringerten Saugzeit des Gerätes führen, was die Anwendbarkeit eines Handstaubsaugers insgesamt negativ beeinflussen kann.
  • Somit besteht das Bedürfnis, nach alternativen Möglichkeiten der Erhöhung der Saugleistung eines Staubsaugers durchsuchen
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird eine Strömungsoptimierung der Düse und eines sich an diese anschließenden Staubgehäuses vorgenommen. So weisen einige Ausführungsbeispiele der Erfindung eine Düse mit einem Düsenmund und einem Düsenausgang auf, an den sich unmittelbar ein Staubgehäuse anschließt, das einen an den Düsenausgang angrenzenden, sich von dem Düsenausgang bis zu einer Staubraumöffnung verjüngenden Einlasstrichter aufweist. Der Düsenausgang ist also unmittelbar mit einem sich verjüngenden Einlasstrichter in dem Staubraum bzw. dem Staubgehäuse gekoppelt, so dass ein maximaler Querschnitt an der Schnittstelle bzw. einer Verbindungsstelle zwischen der Düse und dem Staubgehäuse genutzt werden kann, was wiederum den Strömungswiderstand erheblich reduzieren kann. Gleichzeitig kann bei einigen Ausführungsbeispielen mittels des sich verjüngenden Einlasstrichters trotzdem auf strömungsgünstige Art und Weise eine direkte oder indirekte Anströmung eines Filterelements erreicht werden.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen ist der Querschnitt am Düsenausgang zumindest größer als 70% eines Querschnittes der Düse an dem Düsenmund, also eines Querschnitts der Düse an derjenigen Stelle, an der mittels der Düse die verschmutzte Luft angesaugt wird. Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist der Querschnitt am Düsenausgang sogar größer als der Querschnitt der Düse an dem Düsenmund. Dies kann zur Minimierung der Strömungsverluste beitragen. Bei weiteren Ausführungsbeispielen verringert sich der luftführende Querschnitt der Düse an keiner Stelle zwischen dem Düsenmund und dem Düsenausgang auf weniger als 70% bzw. 100% des Querschnitts der Düse an dem Düsenmund.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen weist der Einlasstrichter die Form eines Kegelstumpfes auf, um eine gleichmäßige, strömungsgünstige Verringerung des Querschnitts zu erzielen.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen befindet sich innerhalb des Staubgehäuses ein Staubbehälter bzw. eine einen Staubbehälter formende Anordnung, wobei der Einlasstrichter innerhalb des Staubbehälters angeordnet und von diesem umgeben ist, so dass zwischen einer Außenwand des Einlasstrichters und einer Innenwand des Staubbehälters ein staubaufnehmendes Volumen gebildet wird. Durch die Kombination des sich verjüngenden Einlasstrichters und des diesen umgebenden Staubbehälters wird eine Staubfalle gebildet, in die in das Gehäuse eindringender Grobschmutz gelangen und aus dieser der Grobschmutz im normalen Betrieb nicht mehr entweichen kann.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen sind der Einlasstrichter und der Staubbehälter in Form konzentrischer Kegelstümpfe geformt, so dass eine möglichst strömungsgünstige und effiziente Betriebsweise der Staubfalle bzw. des Staubbehälters sichergestellt werden kann, da dieser den Einlasstrichter vollständig und mit gleichmäßigen Öffnungsquerschnitt umgibt.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen weist die Staubfangvorrichtung ferner einen Ablenkkörper auf, der sich in dem Staubbehälter in Richtung der Staubraumöffnung erstreckt und die Luftströmung strömungsgünstig und energieeffizient in den Staubbehälter umleiten kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen weist der Ablenkkörper die Form eines Kegels bzw. eines abgerundeten Kegels oder einer Kugeloberfläche auf, um die Ablenkung strömungsgünstig und energieeffizient zu bewirken.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen kann die dem Einlasstrichter zugewandte Seite des Staubbehälters zusätzlich mit einem Filterelement versehen sein, um Feinstaubpartikel in dem staubaufnehmenden Volumen bzw. in dem Staubraum zurückzuhalten. Bei einigen weiteren Ausführungsbeispielen weist der Staubbehälter zu diesem Zweck eine Mehrzahl von Erhebungen auf, die sich in das staubaufnehmende Volumen erstrecken und die zur Aufnahme eines Filterelements geeignet sind, so dass aufgrund der Erhebungen eine gleichmäßige Anströmung des Filterelements von der Rückseite, also von der Seite, von der ein Unterdruck zur Erzielung der Saugkraft wirkt, erzielt werden kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen sind diese Erhebungen in Form schmaler, parallel zu einer Strömungsrichtung der Luft verlaufender Rippen ausgestaltet. Dies kann zu einer gelichmäßigen Hinterströmung führen, ohne dass der Gesamtströmungswiderstand durch den Luftweg versperrende Elemente signifikant erhöht wird.
  • Zum Absaugen der gereinigten Luft weist der Staubbehälter bei einigen Ausführungsbeispielen ferner eine Mehrzahl von Strömungsöffnungen bzw. Strömungsdurchbrüchen zu dem den Staubbehälter dicht umschließenden Staubgehäuse auf, so dass ein in dem Staubgehäuse wirkender Unterdruck dazu dienen kann, durch die Strömungsöffnungen Luft anzusaugen. Dabei kann der Staubbehälter eine Mehrzahl von Strömungsöffnungen aufweisen, die jeweils einen möglichen Strömungsweg der Luft definieren, wobei unterschiedliche dieser Strömungswege unterschiedlich lang sein können. Das heißt, die Luftmoleküle legen entlang unterschiedlicher Strömungswege unterschiedliche Strecken zurück. Bei einigen Ausführungsbeispielen variiert der Querschnitt der Strömungsöffnungen derart, dass dieser für längere Strömungswege größer ist als für kürzere Strömungswege. Dies kann bewirken, dass eine Saugleistung bzw. ein Saugkraft eines mittels einer solchen Staubfangvorrichtung ausgerüsteten Staubsaugers während des Betriebes lange konstant bleibt, auch wenn sich beispielsweise ein Filterelement sukzessive derart zusetzt, das zunächst die kürzeren Strömungswege durch das zugesetzte Filter unterbrochen werden. Mit anderen Worten wird das durch das zusetzen des Filters verursachte Verwenden längerer Strömungswege, welches möglicherweise zu einem erhöhten Strömungswiderstand führen könnte, durch Strömungsöffnungen größeren Querschnitts kompensiert, so dass insgesamt eine hohe Saugkraftkonstanz erzielt werden kann.
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen wird ein Öffnungsquerschnitt des Düsenausgangs derart dimensioniert und geometrisch gestaltet, dass die gesamte Oberfläche eines Filters gleichmäßig angeströmt wird, was zu einem gleichmäßigen Zusetzen des Filters und zu langer Saugkraftkonstanz führen kann.
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist die Düse vom Düsenmund bis zum Düsenausgang derart gestaltet bzw. weist einen derartigen inneren Querschnitt auf, dass die Strömungsrichtung der mittels der Düse angesagten Luft am Düsenausgang im Wesentlichen tangential zu einer Innenwand des Einlasstrichters verläuft. Dies kann bei einigen Ausführungsbeispielen dazu führen, dass die Strömung mit geringeren Turbulenzen entlang des Einlasstrichters und bis zu einer Auslassöffnung des Staubgehäuses verlaufen kann. Eine Reduzierung von Bereichen turbulenter Strömung erhöht die Effizienz, da deren Ausbildung den effektiven Strömungsquerschnitt der Luftführung verringern würde. Dies kann den Strömungswiderstand signifikant verringern, was auch zu einer weiteren Reduzierung der erforderlichen Motorleistung beitragen kann.
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen ist der Querschnitt der Düse am Düsenausgang elliptisch bzw. kreisförmig, so dass auf strömungsgünstige Art und Weise ein maximaler Querschnitt für den Übergang von der Düse zu dem Staubgehäuse genutzt werden kann. Bei einigen dieser Ausführungsbeispiele ist ein Durchmesser beziehungsweise eine Ausdehnung der großen Halbachse des Querschnitts mindestens so groß, dass der Querschnitt der Düse am Düsenausgang 70% oder 100% des Querschnittes der Düse an dem Düsenmund übersteigt. Beispielsweise können diese Maße größer als 8, 10, 13, 20, 25 oder 30cm sein.
  • Bei einigen dieser Ausführungsbeispiele weist der Einlasstrichter an der Staubraumöffnung, also an seinem dem Stauraum zugewandten Ende bzw. an dem Übergang zu dem Staubgehäuse, eine Lochblende auf, mittels derer zuverlässig Grobschmutz zurückgehalten werden kann. Bei weiteren dieser Ausführungsbeispiele befindet sich an dieser Stelle eine nach unten ausgebauchte Schikane bzw. eine Staubfalle, die ein Zurückfallen des Sauggutes in die Düse verhindern kann.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen verjüngt sich das Staubgehäuse auf einer der Staubraumöffnung gegenüberliegenden Seite trichterförmig bis zu einem Luftaustritt, an den beispielsweise ein Motor bzw. ein Lüfterrad angeschlossen werden kann, wobei die trichterförmige Verjüngung zu einer weiteren Reduktion des Strömungswiderstandes beitragen kann.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen ist ferner zwischen der Staubraumöffnung und dem Luftaustritt eine Aufnahme für eine Filterkassette vorgesehen, in die beispielsweise plissiertes des oder ebenes Filtermaterial eingebracht werden kann.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend, bezugnehmend auf die beigefügten Figuren, näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Staubfangvorrichtung in einer perspektivischen Schnittansicht;
    • Fig. 2 eine zweidimensionale Schnittansicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 1;
    • Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer Staubfangvorrichtung mit zusätzlichem Motorschutzfilter;
    • Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Staubfangvorrichtung in einer perspektivischen Schnittansicht; und
    • Fig. 5 eine alternative Darstellung des Ausführungsbeispiels von Fig. 4.
    DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
  • Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Staubfangvorrichtung für einen Staubsauger bzw. für einen Handstaubsauger in einem an eine Gebläseanordnung 2 montierten Zustand. Aus Gründen der Klarheit wird nachfolgend auch eine detailliertere Beschreibung der Gebläseanordnung 2 verzichtet, deren genaue Ausführungsform im Hinblick auf die Staubfangvorrichtung nicht wesentlich ist.
  • Die Staubfangvorrichtung umfasst eine Düse 4 und ein Staubgehäuse 6. Das Staubgehäuse 6 kann einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein und aus mehreren Funktionseinheiten bzw. Komponenten bestehen, die nachfolgend noch näher erläutert werden. Die Düse 4 hat einen Düsenmund 8, der vorliegend einen rechteckigen Querschnitt aufweist sowie einen Düsenausgang 10, an dem die Düse 4 unmittelbar an das Staubgehäuse 6 bzw. an einen in dem Staubgehäuse 6 befindlichen Einlasstrichter 12 angrenzt. Bei dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Düsenausgang 10 einen kreisförmigen Querschnitt, um einen strömungsgünstigen Übergang zu dem Einlasstrichter 12 zu ermöglichen. Wenngleich der Querschnitt des Düsenmundes 8 in Figur 1 rechteckig ist, sind selbstverständlich beliebige andere Querschnitt möglich, beispielsweise trapezförmige, runde oder elliptische.
  • Der Einlasstrichter 12 ist kegelstumpfförmig und verjüngt sich in Form eines Kegels von dem Düsenausgang bis zu einer Staubraumöffnung 14, an der der Einlasstrichter 12 endet, so dass die mittels des Einlasstrichters 12 geführte Luft an der Staubraumöffnung 14 in ein staubaufnehmendes Volumen gelangen kann. Das staubaufnehmende Volumen wird zwischen einer Außenseite des Einlasstrichters 12 und einer Innenwand eines Staubbehälters 16 gebildet. Der Staubbehälter 16 wiederum ist Teil des Staubgehäuses 6 und vorliegend einstückig mit dem Staubgehäuse 6 ausgeführt. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können die einzelnen in Figur 1 dargestellten Komponenten selbstverständlich auch mehrteilig ausgebildet sein. Das Staubgehäuse 6 ist ebenfalls kegelstumpfförmig und konzentrisch zu dem Einlasstrichter 12 angeordnet und weist eine Mehrzahl von Strömungsöffnungen 18a bis 18f auf, durch die angesaugte Luft von dem Staubbehälter 16 in das Staubgehäuse 6 bzw. in das Volumen zwischen Staubgehäuse 6 und Staubbehälter 16 strömen kann, von wo aus sie über einen Luftaustritt 20 zur Gebläseanordnung 2 gelangen kann.
  • In dem Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die aus der Staubraumöffnung 14 austretende Luft mittels eines kegelförmigen Ablenkkörpers 22 abgelenkt, um in das staubaufnehmende Volumen zwischen dem Einlasstrichter 12 und dem Staubbehälter 16 zu gelangen. Diese Form des Ablenkkörpers 22 begünstigt eine strömungsgünstiges Umlenken der Luft. Um zusätzlich zu dem Grobschmutz Feinstaub aus der Luft entfernen zu können, weist das in Figur 1 dargestellte Ausführungsbeispiel ferner optionales Filter 24 auf, das an einer Innenwand des Staubbehälters 16 angeordnet ist. Insbesondere weist der Staubbehälter 16 zu diesem Zweck eine Mehrzahl von sich in das staubaufnehmende Volumen erstreckende Erhebungen bzw. Stege 26 auf, die ein gleichmäßiges Anströmen des Filters bzw. ein gleichmäßiges Hinterströmen des Filters 24 ermöglichen. Wenngleich vorliegend der Ablenkkörper 22 als Teil des Filters dargestellt ist, kann dieser bei alternativen Ausführungsbeispielen auch Teil des Staubbehälters 16 oder als eigenes Element ausgebildet sein. Die Stege 26 verlaufen parallel zum Strömungsweg bzw. zur Strömungsrichtung der Luft, um den Strömungswiderstand der Anordnung nicht unnötig zu erhöhen.
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen können die in Figur 1 gezeigten Stege 26 bzw. Erhebungen selbstverständlich andere Geometrien aufweisen, um ein gleichmäßiges Hinterströmen zu ermöglichen.
  • Wie in Figur 1 dargestellt, vergrößert sich ein Querschnitt der Strömungsöffnungen 18a bis 18f mit der Länge des zu den einzelnen Strömungsöffnungen gehörenden Strömungsweges (des von der Staubraumöffnung 14 über die betreffende Strömungsöffnung zum Luftaustritt 20 führenden Weges), um eine über die Betriebsdauer möglichst konstante Saugkraft gewährleisten zu können.
  • Bei einer weiteren, in Figur 1 nicht dargestellten Ausführungsform der Düse 4 ist der Innenquerschnitt der Düse derart gestaltet, dass die Luft in Rotation versetzt wird, so dass diese tangential bzw. näherungsweise tangential zur Oberfläche des Einlasstrichters 12 in den Einlasstrichter 12 und im Wesentlichen in Form einer Spirale bis zur Staubraumöffnung 14 strömt, was den Strömungswiderstand weiter verringern kann. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann zu diesem Zweck auch ein Filter direkt an den Innenwänden des Einlasstrichters 12 angeordnet sein.
  • Mit anderen Worten zeigen die Figuren 1 und 2 eine Staubfangvorrichtung, bei der von einer Düse ein langer trichterförmiger Kanal weit in den Staubraum hinein führt. Der Filtersack mit großer Einlassöffnung wird um den Einlasstrichter gebildet. Der Staubraumkegel ist doppelwandig gestaltet und mit sich zum Strömungsende vergrößernden Lochöffnungen als Motorschutzfilter ausgestattet, um eine möglichst lange Saugkonstanz auch bei hoher Staubbeladung zu gewährleisten. Zwischen Filter und Staubraumkegel sind Rippen angebracht, die für eine gleichmäßige Hinterströmung des Filters sorgen.
  • Ein Ablenkegel direkt hinter der Einlassöffnung in den Staubraum lenkt den Luftstrom nach außen und vermeidet so das Zurückfallen des Schmutzes in den Düsenbereich. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann zusätzlich oder alternativ eine Verschlusskappe, beispielsweise in Form einer Kugel mit einer Durchgangsbohrung, das Herausfallen von Schmutz verhindern. Diese kann sich gemäß einigen Ausführungsbeispielen automatisch schließen und öffnen, wenn das Gerät eingeschaltet wird bzw. wenn ein Unterdruck am Eingang des Staubbehälters angelegt wird. Hinter dem Lochsieb bzw. hinter dem Staubbehälter mit den Strömungsöffnungen wird die Strömung umgelenkt und in einem sich langsam verjüngenden Trichter zur Gebläseöffnung 20 geleitet.
  • Bei weiteren Ausführungsformen mit anderer Düsengeometrie verjüngt und verdreht sich ein Saugkanal innerhalb der Düse allmählich zu einem tangentialen Eingang in den Staubraum. Die Strömung kann so in einer gleichmäßigen Spirale entlang der Filterbeutelwand laufen und sich am Ende trichterförmig in eine Gebläseöffnung drehen.
  • Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Staubfangvorrichtung, die in großen Teilen dem Anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht. Auf eine erneute Beschreibung der Gemeinsamkeiten wird daher im Folgenden verzichtet.
  • Das Ausführungsbeispiel von Figur 3 weist zusätzlich einen Motorschutzfilter 25 auf, der im Strömungsweg der Luft vor dem Luftaustritt 20 angeordnet ist, um bei einem Zerreißen des Filters 24 den Motor der Gebläseanordnung 2 vor Beschädigungen durch größere Schmutzpartikel zu schützen, die durch die Strömungsöffnungen 18a bis 18f zu dem Motor gelangen könnten.
  • Die Figuren 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel von Staubfangvorrichtungen in einem an eine Gebläseanordnung 2 montierten Zustand.
  • Da sich die grundlegenden Geometrien der Düse 4 und des Einlasstrichters 12 im unmittelbaren Anschluss an die Düse 4 von den vorhergehend anhand der Figuren 1 und 2 diskutierten Ausführungsbeispielen wenig unterscheiden, wird nachfolgend nur kurz auf die Unterschiede bzw. Abweichungen des in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiels eingegangen.
  • Die Figuren 3 und 4 zeigen ferner, wie sich ein Staubgehäuse 6 auf der der Staubraumöffnung 14 gegenüberliegenden Seite trichterförmig bis zu einem Luftaustritt 20 verjüngen kann, ohne dass durch schnelle Luftumlenkungen oder dergleichen turbulente Strömungen erzeugt werden würden.
  • Ferner ist in dem Staubgehäuse 6 zwischen der Staubraumöffnung 14 und dem Luftaustritt 20 eine Aufnahme 28 für eine Filterkassette 30 oder einen Filter vorgesehen, mittels derer beispielsweise eine Feinstaubfilterung durchgeführt werden kann. Zur Zurückhaltung großer Schmutzpartikel kann bei einigen Ausführungsbeispielen an der Staubraumöffnung 14 an dem Einlasstrichter 12 ferner ein Lochblech bzw. eine Lochblende angeordnet sein. Mittels dieser kann ein Luftstrom auf die Filterkassette 30 gelenkt werden und sie kann darüber hinaus als Staubfalle dienen, so dass ein aus der Staubraumöffnung 14 austretender Grobschmutz nicht mehr zurück in die Düse fallen kann. Die Aufnahme 28 für die Filterkassette 30 kann in Form einer Schulter im Gehäuse ausgeführt sein. Bei weiteren Ausführungsbeispielen können für die Aufnahme 28 andere Befestigungen genutzt werden, beispielsweise Rasten mittels Rastnasen oder dergleichen, ein Verklemmen, ein Bajonettverschluss oder eine Befestigung mittels Schrauben. Mit anderen Wirten kommen beliebige form- oder kraftschlüssige Verbindungen in Betracht.
  • Es versteht sich von selbst, dass die Filter für Staubfangvorrichtungen aus unterschiedlichsten herkömmlichen Filtermaterialien, Vliesstoffen oder dergleichen hergestellt werden können.
  • Selbstverständlich können Filter für einen Staubfangvorrichtung in beliebigen anderen Geometrien verwendet werden, beispielsweise kugelförmig, zylindrisch oder in Form eines Kegelstumpfes. Insbesondere kann ein Filter für einen Staubfangvorrichtung der in der Figur 1 gezeigten Art einen sich von der der Staubraumöffnung 14 gegenüberliegenden Seite des Staubbehälters in Richtung der Staubraumöffnung 14 erstreckenden und verjüngenden Ablenkkörper aufweisen. Solche Filter können für unterschiedliche Gegebenheiten unterschiedliche Formen der Ablenkkörper ermöglichen und möglicherweise bereits selbst eine Filterfunktion aufweisen.

Claims (16)

  1. Staubfangvorrichtung für einen Staubsauger, insbesondere einen Handstaubsauger, umfassend:
    eine Düse (4) mit einem Düsenmund (8) und mit einem Düsenausgang (10), die ausgebildet ist, um Luft in einer Strömungsrichtung von dem Düsenmund (8) zu dem Düsenausgang (10) zu leiten;
    ein sich in der Strömungsrichtung unmittelbar an den Düsenausgang (10) anschließendes Staubgehäuse (6), das einen an den Düsenausgang (10) angrenzenden, sich von dem Düsenausgang (10) bis zu einer Staubraumöffnung (14) verjüngenden Einlasstrichter (12) aufweist.
  2. Staubfangvorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der der Einlasstrichter (12) die Form eines Kegelstumpfes aufweist.
  3. Staubfangvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der ein luftführender Querschnitt der Düse (4) am Düsenausgang (10) größer ist als 70% des luftführenden Querschnittes der Düse (4) an dem Düsenmund (8).
  4. Staubfangvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Einlasstrichter (12) innerhalb eines den Einlasstrichter (12) umgebenden Staubbehälters (16) des Staubgehäuses (6) derart angeordnet ist, dass zwischen einer Außenwand des Einlasstrichters (12) und einer Innenwand des Staubbehälters (16) ein staubaufnehmendes Volumen gebildet wird.
  5. Staubfangvorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der der Einlasstrichter (12) und der Staubbehälter (16) in Form konzentrischer Kegelstümpfe ausgebildet sind.
  6. Staubfangvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, bei der in dem Staubbehälter (16) ein sich von einer der Staubraumöffnung (14) gegenüberliegenden Seite des Staubbehälters (16) in Richtung des Staubraumöffnung (14) erstreckender und verjüngender Ablenkkörper (22) angeordnet ist.
  7. Staubfangvorrichtung gemäß Anspruch 6, bei der der Ablenkkörper (22) die Form eines Kegels hat.
  8. Staubfangvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, bei der sich von dem Staubbehälter (16) eine Mehrzahl von Erhebungen (26) zur Aufnahme eines Filterelements (24) in das staubaufnehmende Volumen erstrecken.
  9. Staubfangvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem das Staubgehäuse (6) einen Luftaustritt (20) aufweist, um Luft in der Strömungsrichtung aus dem Staubgehäuse (6) zu entlassen, wobei der Staubbehälter (16) eine Mehrzahl von Strömungsöffnungen (18a-18f) aufweist, durch welche Luft entlang unterschiedlicher Strömungswege in der Strömungsrichtung von dem Staubbehälter (16) in das Staubgehäuse (6) strömen kann.
  10. Staubfangvorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der ein Querschnitt der Mehrzahl von Strömungsöffnungen (18a-18f) für längere Strömungswege größer ist als für kürzere Strömungswege.
  11. Staubfangvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich ein innerer Querschnitt der Düse (4) von dem Düsenmund (8) bis zu dem Düsenausgang (10) derart verändert, dass die Strömungsrichtung am Düsenausgang (10) im Wesentlichen tangential zu einer Innenwand des Einlasstrichters (12) verläuft.
  12. Staubfangvorrichtung für einen Staubsauger gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Düse (4) einen Düsenausgang (10) mit einem elliptischen oder kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser beziehungsweise einer großen Halbachse von mindestens 13 cm aufweist.
  13. Staubfangvorrichtung für einen Staubsauger gemäß Anspruch 12, bei dem der Einlassrichter (12) an der Staubraumöffnung (14) eine Lochblende aufweist.
  14. Staubfangvorrichtung für einen Staubsauger gemäß Anspruch 13, bei dem sich das Staubgehäuse (16) auf einer der Staubraumöffnung (14) gegenüberliegenden Seite trichterförmig bis zu einem Luftaustritt (20) verjüngt.
  15. Staubfangvorrichtung für einen Staubsauger gemäß Anspruch 14, bei dem das Staubgehäuse (6) zwischen der Staubraumöffnung (14) und dem Luftaustritt (20) ferner eine Aufnahme (28) für eine Filterkassette (30) aufweist.
  16. Filter (24) für einen Staubfangvorrichtung gemäß Anspruch 8, der einen sich von einer der Staubraumöffnung (14) gegenüberliegenden Oberfläche des Filters (24) in Richtung der Staubraumöffnung (14) erstreckenden und verjüngenden Ablenkkörper (22) aufweist.
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