EP2659823A2 - Staubsauger mit Nebenluftkanal - Google Patents

Staubsauger mit Nebenluftkanal Download PDF

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EP2659823A2
EP2659823A2 EP13165260.4A EP13165260A EP2659823A2 EP 2659823 A2 EP2659823 A2 EP 2659823A2 EP 13165260 A EP13165260 A EP 13165260A EP 2659823 A2 EP2659823 A2 EP 2659823A2
Authority
EP
European Patent Office
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vacuum cleaner
component
cooled
constriction
secondary air
Prior art date
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Application number
EP13165260.4A
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English (en)
French (fr)
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EP2659823A3 (de
EP2659823B1 (de
Inventor
Florian Balling
Dieter Manger
Florian Schmitt
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.)
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Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2659823A2 publication Critical patent/EP2659823A2/de
Publication of EP2659823A3 publication Critical patent/EP2659823A3/de
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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
    • A47L9/0072—Mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • 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
    • A47L9/26—Incorporation of winding devices for electric cables
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • 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
    • A47L9/28—Installation of the electric equipment, e.g. adaptation or attachment to the suction cleaner; Controlling suction cleaners by electric means
    • A47L9/2889—Safety or protection devices or systems, e.g. for prevention of motor over-heating or for protection of the user

Definitions

  • Embodiments of the invention relate to the field of cleaning machines, and more particularly to a vacuum cleaner.
  • the cooling can be done in different ways.
  • the cooling of the triac may e.g. be solved by a large heat sink, by secondary air (a suction) or by a bypass (passing air).
  • the DE 4310747 A1 refers to a vacuum cleaner with a suction fan whose fan motor is speed controlled by means of a semiconductor switching element, which is cooled by the suction air of the vacuum cleaner.
  • the shows DE 2016194 a vacuum cleaner which has arranged a triac as an electronic control in the vacuum chamber of the device.
  • the triac is positioned in an approximately hollow-cylindrical, protruding into the vacuum space and closed against this approach the partition wall between the vacuum and the pressure chamber.
  • the describes DE 7108642 a vacuum cleaner in which a circuit board is provided with the provided for the control of a power semiconductor switching elements in the engine fan downstream pressure chamber.
  • the arrangement of the circuit board with the power semiconductor is also possible in front of the inlet opening of the engine fan, wherein due to the cold intake air cooling problems for the power semiconductor can not occur.
  • a cooling plate costs and usually has to be cooled with air, since the area is insufficient. Secondary air causes leaks in the system and thus losses. The secondary air is usually realized with a vacuum hose, which then additionally causes assembly and material costs.
  • by-pass cooling e.g. cooled the triac via a secondary air bypass. Although the bypass is lossless, it has other disadvantages. The losses of these designs are between 1l / s - 4 l / s.
  • a vacuum cleaner comprises a component to be cooled and a secondary air duct.
  • the secondary air duct extends in the direction of air flow from a housing opening of the vacuum cleaner via the component to be cooled to a main air duct or up to a blower of the vacuum cleaner. Furthermore, the secondary air duct has a constriction upstream of the component to be cooled. The constriction is arranged and designed so that, during operation of the vacuum cleaner, an air flow that flows through the constriction is aligned in the direction of the component to be cooled.
  • Embodiments are based on the finding that high air speeds are achieved by narrowing in the secondary air channel at the outlet of the constriction. If this fast air flow is aligned with the component to be cooled by a corresponding arrangement and design of the constriction, a very efficient cooling of the component to be cooled can take place. At the same time these high Air velocities an air turbulence around the component to be cooled. By this good air turbulence on the component to be cooled, an extremely good heat dissipation can take place. Furthermore, the corresponding positioning of the constriction with respect to the component to be cooled in a secondary air duct can be realized with little effort. The loss of suction of the vacuum cleaner through the secondary air duct can be kept low, since a very small constriction extends to the cooling, so that a total of little air volume passes through the constriction.
  • the component to be cooled is an electronic component.
  • it may be a triac for engine control of the vacuum cleaner.
  • the triac can be efficiently cooled by directing the airflow.
  • the secondary air duct also leads via the cable drum of the vacuum cleaner.
  • the cable drum (as the second component to be cooled) can also be cooled via the same secondary air channel, so that no additional power loss occurs.
  • Some embodiments realize the constriction as a hole channel through a wall in the secondary air duct or as a nozzle. Due to the geometry of the constriction and the position relative to the component to be cooled, the alignment of the air flow to the component to be cooled can be achieved.
  • the constriction realized for example by a hole channel, in some embodiments has a maximum cross-sectional dimension between 0.5 mm to 2 mm. This small dimension of the constriction allows high air velocities to be achieved as the air passes through the constriction.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a vacuum cleaner 100 as an embodiment.
  • the vacuum cleaner 100 comprises a component 110 (or component) to be cooled and a secondary air duct 120.
  • the secondary air duct 120 extends in the air flow direction from a housing opening of the vacuum cleaner via the component 110 to be cooled to a main air duct 102 or up to a blower 104 of the vacuum cleaner.
  • the secondary air channel 120 is thus located on the negative pressure side of the vacuum cleaner.
  • the secondary air duct 120 has a constriction 130 upstream of the component 110 to be cooled.
  • the constriction 130 is arranged and formed such that, during operation of the vacuum cleaner, an air flow which flows through the constriction 130 is aligned in the direction of the component 110 to be cooled.
  • FIG. 1 to illustrate a possible position of the secondary air duct 120 and the main air duct 102 in a vacuum cleaner further parts of the vacuum cleaner 100, in particular housing parts, the fan 104, a secondary air valve 150 and a motor protection filter 160.
  • This is only one example of a possible guidance of the air ducts and the situation the remaining components of the vacuum cleaner 100, which, however, can be realized in numerous other ways.
  • the component 110 to be cooled may be a semiconductor switching element, such as a semiconductor device. a triac or power transistor, or a current-carrying element or element associated with such as e.g. the cable drum or the cable on the cable drum act.
  • the component 110 to be cooled may be one or more parts.
  • a semiconductor switching element can be accessible directly for the air flow for cooling.
  • such semiconductor switching elements (as a temperature-critical component) are also provided with heat sinks.
  • the component 110 to be cooled may have a heat sink in conjunction with a temperature-critical component. The air flow generated during operation of the vacuum cleaner 100, which flows through the constriction 130, can then be aligned in the direction of the heat sink.
  • the secondary air channel 120 extends in the direction of air flow from a housing opening to a main air duct 102 or to the fan 104 of the vacuum cleaner 100.
  • the main air duct 102 is that air duct in the vacuum cleaner 100 which is connected to a connection opening for a suction hose of the vacuum cleaner (ie the one for the actual vacuuming is used in the operation) leads.
  • the secondary air passage 120 does not lead (for example, the housing openings at which the sub-air passage begins to be disposed in an outer wall of the vacuum cleaner) or not directly (for example, the housing opening at which the sub-air passage starts is disposed in a wall of the main air passage) the connection opening for the suction hose of the vacuum cleaner.
  • the secondary air channel 120 may be guided over one or more cavities in the interior of the vacuum cleaner 100.
  • the air flow direction for the negative pressure side of the vacuum cleaner 100 is defined from a housing opening (intake port in the main air passage or other secondary air passage housing opening) to the blower 104 and the positive pressure side of the vacuum cleaner 100 from the blower 104 to an exhaust port.
  • the secondary air channel 120 which leads over the component 110 to be cooled, is therefore located on the Vacuum side of the vacuum cleaner 100.
  • the secondary air passage 120 may open into the main air passage 102 of the vacuum cleaner 100, as in the embodiment of Fig. 1 is shown. Alternatively, however, the secondary air duct 120 can also lead directly to the blower 104 of the vacuum cleaner 100 without first opening into the main air duct 102.
  • the secondary air channel 120 has a constriction 130 upstream of the component 110 to be cooled.
  • an air upstream arrangement of a first component with respect to a second component means that the second component is arranged closer to the fan in the air flow direction than the first component, if the components in the vacuum part (ie that part, over which the fan in normal use of air sucks) of the vacuum cleaner are arranged.
  • the overpressure part ie the part over which the blower in normal use, the sucked air again gives off
  • the vacuum cleaner ie in the direction of air flow to the blower of the vacuum cleaner.
  • the constriction 130 is arranged and formed so that, during operation of the vacuum cleaner, an air flow which flows through the constriction 130 is aligned in the direction of the component 110 to be cooled.
  • an air flow is directed to the component 110 to be cooled when the direction (a direction vector) of the maximum velocity of the air passing through the restriction faces the component 110 to be cooled (aligned with the component to be cooled).
  • an airflow may also be considered to be aligned with the component 110 to be cooled if more than 30% (or more than 50%, 70% or 90%) of the air passing through the restriction strikes the component 110 to be cooled.
  • the air flow is directed to the component 110 to be cooled when the air flow passing through the throat 130 has a main air flow direction (air flow direction in which most air molecules move on average) directly to the component to be cooled 110 is directed.
  • the constriction 130 may be configured and arranged with respect to the component 110 to be cooled such that the component 110 to be cooled lies on a straight line (for example, the component to be cooled lies directly on the straight line, so that the air flows along the constriction the straight line can get directly to the component to be cooled), which is orthogonal to an outlet cross-section (the Outlet cross section is defined, for example, as a cross section orthogonal to the main air flow direction) of the constriction 130 passes through a centroid of the outlet cross section.
  • centroid is equal to the center of the circle
  • centroid is equal to the intersection of the diagonal of the square.
  • the constriction 130 may be formed and arranged differently.
  • the restriction 130 may be formed through a hole channel through a wall in the secondary air channel 120.
  • a hole channel in a wall may, for example, be a bore or a recess in a housing part of the vacuum cleaner 100.
  • the wall of the sub-air channel 120 through which the hole channel passes is not a side wall (to which the air flow direction in the sub-air channel is substantially parallel) but a transverse wall (to which the air flow direction in the sub-air channel is substantially orthogonal).
  • the perforated channel can be dimensioned, for example, such that the secondary air channel 120 has a cross-sectional area in a region of the component 110 to be cooled (for example a cross section through the secondary air channel, which also contains a cross section of the component to be cooled) greater than 20 times a minimum cross-sectional area of the hole channel.
  • a minimum cross-section of the throat 130 is smaller than the component to be cooled (eg, smaller than a cross-section of the component to be cooled).
  • the hole channel may be, for example, a maximum Cross-sectional dimension between 0.5 mm and 2 mm (or 0.3 mm to 3 mm), in particular 1.5 mm (or 0.5 mm, 1 mm or 2 mm) exhibit.
  • the constriction 130 may be e.g. also be designed as a nozzle. In this case, for example, a principle similar to a venturi nozzle can be used.
  • the constriction 130 may be formed (for example in the form of a perforated channel or a nozzle) such that, during operation of the vacuum cleaner, an air velocity in the area of the constriction 130 (as the air passes through the constriction) is higher than that 2 times an average air velocity in the remaining secondary air passage 120.
  • This can be achieved, for example, in that the constriction 130 has a cross section that is significantly smaller than a cross section of the remaining or a large part of the remaining secondary air channel 120.
  • the restriction 130 may be formed in the wall of the secondary air passage 120 by a material having a (high) coefficient of thermal expansion (greater than 50, 80, 100 or 120 * 10 ⁇ -6 / K) such that the cross-section of the restriction 130 increases with increasing temperature. Conversely, the cross section of the constriction 130 decreases at decreasing temperatures. As a result, the air flow through the constriction 130 can be automatically increased if additional cooling is necessary for the component 110 to be cooled, since the component 110 to be cooled by its proximity to the constriction 130 heats the constriction 130 when the component 110 to be cooled becomes warm , Conversely, the temperature then decreases again when the component 110 to be cooled is sufficiently cooled and thereby becomes colder.
  • a material having a (high) coefficient of thermal expansion greater than 50, 80, 100 or 120 * 10 ⁇ -6 / K
  • the vacuum cleaner 100 may include a bleed valve 150 for supplying additional airflow into the bleed channel 120.
  • the supply of additional air flow is through the secondary air valve 150 adjustable.
  • the secondary air valve may, for example, be arranged downstream of the component 110 to be cooled.
  • the restriction 130 may be formed directly through the housing opening (at which the bleed passage 120 begins) in an outer wall of the vacuum cleaner.
  • a hole may be provided for this purpose in the outer wall of the vacuum cleaner, behind which the component 110 to be cooled is located. Air is then sucked in through the hole in the outer wall and passed directly to the component 110 to be cooled.
  • the restriction 130 is not formed directly through the housing opening in an outer wall of the vacuum cleaner, but is such as in FIG Fig. 1 shown formed in an inner wall (for example, a transverse wall) of the secondary air passage 120.
  • further components to be cooled can be arranged in the secondary air channel 120, so that an additional secondary air channel is not necessary for this, by which the Nutzsaug electric the vacuum cleaner would be reduced.
  • the one or more components to be cooled may be arranged both upstream of the air and downstream of the constriction 130.
  • a second component 140 to be cooled may be arranged upstream of the constriction 130 in the secondary air channel 120.
  • the second component 140 to be cooled may, for example, be the cable drum of the vacuum cleaner 100.
  • the housing opening of the vacuum cleaner at which the auxiliary air passage 120 starts can be additionally used to lead a cable (the power supply cable of the vacuum cleaner) outward from the cable drum so that it can be connected to a power outlet.
  • the secondary air channel 120 then leads from the housing opening above the space for receiving the cable drum to the constriction 130.
  • the constriction 130 may be arranged directly in a wall of the cable drum space (space for receiving the cable drum) or, as in the example of Fig.
  • the secondary air passage 120 may pass through the constriction 130 and the cable drum space more cavities within the vacuum cleaner 100.
  • the constriction 130 may be connected upstream of the air via a vacuum hose to a core of the cable drum (in this part, the secondary air channel then formed by the vacuum hose).
  • the air flow in the secondary air duct 120 can specifically cool the core of the cable drum before it reaches the (first) component 110 to be cooled via the vacuum hose and the constriction 130. Due to the course of the secondary air duct 120 via the cable drum, it does not have to be additionally cooled by additional secondary air, which would result in additional losses. It is often necessary to cool the cable drum, otherwise it will be too hot for VDE measurements (insulation resistance measurement).
  • Fig. 2 shows a detail cross-section through the secondary air duct 120 of a vacuum cleaner suitable for in Fig. 1
  • the constriction 130 is formed by a hole channel in a transverse wall of the secondary air passage 120, which has a minimum cross-section which is smaller than the component 110 to be cooled.
  • the comments apply to Fig. 1 ,
  • Some embodiments generally relate to efficient cooling of a component of a vacuum cleaner, and more particularly to energy efficient triac cooling via a nozzle.
  • the channel in which the triac is located is firmly connected to the dust chamber of the vacuum cleaner.
  • the hole is located exactly where the air of the nozzle can flow directly over the triac, and then through the channel (secondary air duct) and the dust chamber (main air duct) directly into the blower.
  • the hole (constriction) can be connected directly to the cable drum space and therefore also cools the cable drum (suction) at the same time.
  • the hole has, for example, a diameter of 0.5 - 2.0 mm (dimensioning of the nozzle) and therefore produces very high air velocities. These high air velocities hit (exactly) the triac. At the same time, these high air velocities cause air turbulence around the triac. This good air turbulence on the triac thus ensures extremely good heat dissipation.
  • a defined blowing allows optimized cooling of a triac. Furthermore, a reduction of a bypass / secondary air opening can take place and an increase in energy efficiency can be achieved.
  • the cooling of the cooling surface (of the component to be cooled) can take place via a nozzle (constriction).
  • the electronic component can be arranged in a cooling air flow (secondary air duct) with an opening (constriction). It can be a nozzle which brings the cooling air flow directly to / on the cooling surface of the electronic component while using minimal secondary air.
  • the nozzle can also be designed as a hose.
  • the cross section of the nozzle may be temperature dependent. In warm ambient air, a large cross-section and in cold ambient air, a small cross-section can be achieved. This can be achieved for example by a material with a high coefficient of thermal expansion.
  • aspects of the present invention have been described in the context of a device, it will be understood that these aspects also constitute a description of a corresponding method such that a block or device of a device may also be referred to as a corresponding method step or feature of a method step, for example a method of manufacturing or operating a filter cartridge is to be understood.
  • aspects described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or detail or feature of a corresponding device.

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Abstract

Ein Staubsauger (100) umfasst ein zu kühlendes Bauteil (110) und einen Nebenluftkanal (120). Der Nebenluftkanal (120) erstreckt sich in Luftströmungsrichtung von einer Gehäuseöffnung des Staubsaugers über das zu kühlende Bauteil (110) bis zu einem Hauptluftkanal (102) oder bis zu einem Gebläse (104) des Staubsaugers. Ferner weist der Nebenluftkanal (120) luftstromaufwärts von dem zu kühlenden Bauteil (110) eine Verengung (130) auf. Die Verengung (130) ist angeordnet und ausgebildet, sodass im Betrieb des Staubsaugers ein Luftstrom, der durch die Verengung (130) strömt, in Richtung des zu kühlenden Bauteils (110) ausgerichtet ist. Durch die Verengung (130) im Nebenluftkanal (120) können am Austritt der Verengung (130) hohe Luftgeschwindigkeiten erreicht werden. In Kombination mit der Ausrichtung des Luftstroms auf das zu kühlende Bauteil (110) kann eine sehr effiziente Kühlung des zu kühlenden Bauteils (110) erfolgen.

Description

  • Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen sich auf das Gebiet von Reinigungsmaschinen und im Speziellen auf einen Staubsauger.
  • Sehr viele Staubsauger haben eine Regelvorrichtung um die Saugleistung zu regulieren. Dies ist nötig, da Nutzer unterschiedliche Teppiche und auch Hartboden zu reinigen haben. Eine solche Regulierung kann über Nebenluft oder über die elektrische Aufnahmeleistung des Motors gemacht werden. Die meisten Staubsauger haben deshalb eine Elektronik im Einsatz; welche die Aufnahmeleistung reguliert. Dies kann über ein elektronisches Bauteil, dem sogenannten Triac (Triode for Alternating Current, Triode für Wechselstrom, auch Zweirichtungs-Thyristortriode oder Symistor genannt), erfolgen. Es handelt sich um ein elektronisches Bauteil mit Halbleiterschichtstruktur, das vom Prinzip her eine Antiparallelschaltung von zwei Thyristoren darstellt. Das ermöglicht es, in beide Richtungen Strom zu führen, wohingegen ein einzelner Thyristor nur in einer Richtung leiten kann und somit im eingeschalteten Zustand wie eine Diode wirkt. Im Prinzip steuert er die Aufnahmeleistung über den Phasenanschnitt. Da durch den Triac der komplette Aufnahmestrom fließt erhitzt der Triac sich sehr stark. Da das elektronische Bauteil aber nicht so große Temperaturen verträgt muss es gekühlt werden.
  • Die Kühlung kann auf unterschiedlichste Arten erfolgen. Die Kühlung des Triacs kann z.B. durch ein großes Kühlblech, durch Nebenluft (eine Absaugung) oder durch einen Bypass (vorbeiströmende Luft) gelöst werden.
  • Die DE 4310747 A1 bezieht sich auf einen Staubsauger mit einem Sauggebläse, dessen Gebläsemotor mittels eines Halbleiterschaltelementes drehzahlsteuerbar ist, das durch die Saugluft des Staubsaugers gekühlt ist.
  • Ferner zeigt die DE 2016194 einen Staubsauger der einen Triac als elektronisches Steuerelement im Unterdruckraum des Gerätes angeordnet hat. Der Triac ist in einem etwa hohlzylindrischen, in den Unterdruckraum ragenden und gegen diesen verschlossenen Ansatz der Trennwand zwischen Unterdruck- und Überdruckraum positioniert.
  • Des Weiteren beschreibt die DE 7108642 einen Staubsauger, bei dem sich eine Schaltplatine mit den für die Steuerung eines Leistungshalbleiters vorgesehenen Schaltelementen in dem den Motorgebläse nachgeschalteten Überdruckraum befindet. Die Anordnung der Schaltplatine mit dem Leistungshalbleiter ist auch vor der Einlassöffnung des Motorgebläses möglich, wobei wegen der kalten Ansaugluft Kühlungsprobleme für den Leistungshalbleiter nicht eintreten können.
  • Allgemein verursacht ein Kühlblech Kosten und muss meist noch mit Luft gekühlt werden, da die Fläche nicht ausreicht. Nebenluft verursacht Undichtigkeiten im System und damit Verluste. Die Nebenluft wird meist mit einem Unterdruckschlauch realisiert, welcher dann zusätzlich Montage- und Materialkosten verursacht. Bei Bypasskühlungen (Nebenleitungskühlung) wird z.B. der Triac über einen Nebenluftbypass gekühlt. Der Bypass ist zwar verlustfrei, hat aber andere Nachteile. Die Verluste dieser Ausführungen liegen zwischen 1l/s - 4 l/s.
  • Es besteht daher weiterhin Bedarf ein Konzept für Staubsauger zu schaffen, dass es ermöglicht zu kühlende Bauteile möglichst effizient zu kühlen.
  • Dies wird durch einen Staubsauger gemäß Anspruch 1 ermöglicht.
  • Ein Staubsauger umfasst ein zu kühlendes Bauteil und einen Nebenluftkanal. Der Nebenluftkanal erstreckt sich in Luftströmungsrichtung von einer Gehäuseöffnung des Staubsaugers über das zu kühlende Bauteil bis zu einem Hauptluftkanal oder bis zu einem Gebläse des Staubsaugers. Ferner weist der Nebenluftkanal luftstromaufwärts von dem zu kühlenden Bauteil eine Verengung auf. Die Verengung ist angeordnet und ausgebildet, sodass im Betrieb des Staubsaugers ein Luftstrom, der durch die Verengung strömt, in Richtung des zu kühlenden Bauteils ausgerichtet ist.
  • Ausführungsbeispiele basieren auf der Erkenntnis, dass durch eine Verengung im Nebenluftkanal am Austritt der Verengung hohe Luftgeschwindigkeiten erreicht werden. Wird dieser schnelle Luftstrom durch eine entsprechende Anordnung und Ausbildung der Verengung auf das zu kühlende Bauteil ausgerichtet, kann eine sehr effiziente Kühlung des zu kühlenden Bauteils erfolgen. Gleichzeitig bewirken diese hohen Luftgeschwindigkeiten eine Luftverwirbelung um das zu kühlende Bauteil. Durch diese gute Luftverwirbelung am zu kühlenden Bauteil kann eine extrem gute Wärmeabführung erfolgen. Ferner kann die entsprechende Positionierung der Verengung in Bezug auf das zu kühlende Bauteil in einem Nebenluftkanal mit geringem Aufwand realisiert werden. Der Verlust an Saugkraft des Staubsaugers durch den Nebenluftkanal kann gering gehalten werden, da eine sehr kleine Verengung zur Kühlung reicht, sodass insgesamt wenig Luftvolumen durch die Verengung tritt.
  • Bei einigen Ausführungsbeispielen ist das zu kühlende Bauteil ein elektronisches Bauelement. Beispielsweise kann es sich dabei um eine Triac zur Motorsteuerung des Staubsaugers handeln. Der Triac kann durch die Ausrichtung des Luftstroms effizient gekühlt werden.
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen führt der Nebenluftkanal auch über die Kabeltrommel des Staubsaugers. Dadurch kann neben dem zu kühlenden Bauteil (zum Beispiel elektronisches Bauteil) über denselben Nebenluftkanal auch die Kabeltrommel (als zweites zu kühlendes Bauteil) gekühlt werden, so dass kein zusätzlicher Leistungsverlust entsteht.
  • Einige Ausführungsbeispiele realisieren die Verengung als Lochkanal durch eine Wand in den Nebenluftkanal oder als Düse. Durch die Geometrie der Verengung und in die Lage Bezug auf das zu kühlende Bauteil kann die Ausrichtung des Luftstroms auf das zu kühlende Bauteil erreicht werden.
  • Die Verengung, beispielsweise realisiert durch einen Lochkanal, hat bei einigen Ausführungsbeispielen eine maximale Querschnittabmessung zwischen 0,5 mm bis 2 mm. Durch diese geringe Abmessung der Verengung können hohe Luftgeschwindigkeiten beim Durchgang der Luft durch die Verengung erreicht werden.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren, näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine Schnittansicht durch einen Staubsauger mit eingezeichnetem Haupt-und Nebenluftkanal; und
    Figur 2
    einen Detailquerschnitt durch den Nebenluftkanal eines Staubsaugers passend zu dem in Fig. 1 gezeigten Staubsauger.
  • Im Folgenden können in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen oder Figuren teilweise für Objekte und Funktionseinheiten, die gleiche oder ähnliche funktionelle Eigenschaften aufweisen, gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Des Weiteren können optionale Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombinierbar oder zueinander austauschbar sein.
  • Figur 1 zeigt eine Schnittansicht durch einen Staubsauger 100 als ein Ausführungsbeispiel. Der Staubsauger 100 umfasst ein zu kühlendes Bauteil 110 (oder Bauelement) und einen Nebenluftkanal 120. Der Nebenluftkanal 120 erstreckt sich in Luftströmungsrichtung von einer Gehäuseöffnung des Staubsaugers über das zu kühlende Bauteil 110 bis zu einem Hauptluftkanal 102 oder bis zu einem Gebläse 104 des Staubsaugers. Der Nebenluftkanal 120 befindet sich also auf der Unterdruckseite des Staubsaugers. Ferner weist der Nebenluftkanal 120 luftstromaufwärts von dem zu kühlenden Bauteil 110 eine Verengung 130 auf. Die Verengung 130 ist angeordnet und ausgebildet, sodass im Betrieb des Staubsaugers ein Luftstrom, der durch die Verengung 130 strömt, in Richtung des zu kühlenden Bauteils 110 ausgerichtet ist.
  • Ferner zeigt Fig. 1 zur Veranschaulichung einer möglichen Lage des Nebenluftkanals 120 und des Hauptluftkanals 102 in einem Staubsauger weitere Teile des Staubsaugers 100, insbesondere Gehäuseteile, das Gebläse 104, ein Nebenluftventil 150 und einen Motorschutzfilter 160. Dies stellt nur ein Beispiel für eine mögliche Führung der Luftkanäle und die Lage der restlichen Bauteile des Staubsaugers 100 dar, welche jedoch auch auf zahlreiche andere Arten realisierbar sind.
  • Durch die Verengung 130 im Nebenluftkanal 120 können am Austritt der Verengung 130 hohe Luftgeschwindigkeiten erreicht werden. In Kombination mit der Ausrichtung des Luftstroms auf das zu kühlende Bauteil 110 kann eine sehr effiziente Kühlung des zu kühlenden Bauteils 110 erfolgen. Gleichzeitig bewirken diese hohen Luftgeschwindigkeiten eine Luftverwirbelung um das zu kühlende Bauteil 110. Durch diese gute Luftverwirbelung am zu kühlenden Bauteil 110 kann eine extrem gute Wärmeabführung erfolgen. Ferner kann die entsprechende Positionierung der Verengung 130 in Bezug auf das zu kühlende Bauteil 110 in einem Nebenluftkanal 120 mit geringem Aufwand realisiert werden. Der Verlust an Saugkraft des Staubsaugers 100 durch den Nebenluftkanal 120 kann gering gehalten werden, da eine sehr kleine Verengung 130 zur Kühlung reicht, sodass insgesamt wenig Luftvolumen durch die Verengung 130 tritt.
  • Bei dem zu kühlenden Bauteil 110 kann es sich um ein Halbleiterschaltelement, wie z.B. einen Triac oder einen Leistungstransistor, oder um ein stromführendes Element oder ein mit einem solchen in Verbindung stehendes Element, wie z.B. die Kabeltrommel oder das Kabel auf der Kabeltrommel, handeln. Das zu kühlende Bauteil 110 kann ein- oder mehrteilig sein. Beispielsweise kann ein Halbleiterschaltelement direkt für den Luftstrom zur Kühlung zugänglich sein. Oft sind solche Halbleiterschaltelemente (als temperaturkritisches Bauteil) jedoch auch mit Kühlkörpern versehen. In anderen Worten, das zu kühlende Bauteil 110 kann einen Kühlkörper in Verbindung mit einem temperaturkritischen Bauteil aufweisen. Der im Betrieb des Staubsaugers 100 erzeugte Luftstrom, der durch die Verengung 130 strömt, kann dann in Richtung des Kühlkörpers ausgerichtet sein.
  • Der Nebenluftkanal 120 erstreckt sich in Luftströmungsrichtung von einer Gehäuseöffnung bis zu einem Hauptluftkanal 102 oder bis zu dem Gebläse 104 des Staubsaugers 100. Der Hauptluftkanal 102 ist jener Luftkanal im Staubsauger 100, der an eine Anschlussöffnung für einen Saugschlauch des Staubsaugers (also jener, der für das tatsächliche Staubsaugen im Betrieb genutzt wird) führt. Hingegen führt der Nebenluftkanal 120 nicht (zum Beispiel ist die Gehäuseöffnungen, bei der der Nebenluftkanal beginnt, in einer Außenwand des Staubsaugers angeordnet) oder nicht direkt (zum Beispiel ist die Gehäuseöffnung, bei der der Nebenluftkanal beginnt, in einer Wand des Hauptluftkanal angeordnet) zu der Anschlussöffnung für den Saugschlauch des Staubsaugers. Der Nebenluftkanal 120 kann dabei über einen oder mehrere Hohlräume im Inneren des Staubsaugers 100 geführt sein. Im Normalbetrieb eines Staubsaugers ist die Luftströmungsrichtung für die Unterdruckseite des Staubsaugers 100 von einer Gehäuseöffnung (Anschlussöffnung für Saugschlauch im Hauptluftkanal oder eine andere Gehäuseöffnung für Nebenluftkanal) bis zum Gebläse 104 und für die Überdruckseite des Staubsaugers 100 von dem Gebläse 104 bis zu einer Abluftöffnung definiert. Der Nebenluftkanal 120, der über das zu kühlende Bauteil 110 führt, befindet sich also an der Unterdruckseite des Staubsaugers 100. Der Nebenluftkanal 120 kann in den Hauptluftkanal 102 des Staubsaugers 100 einmünden, wie es auch in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 gezeigt ist. Alternativ kann der Nebenluftkanal 120 aber auch direkt zu dem Gebläse 104 des Staubsaugers 100 führen, ohne vorher in den Hauptluftkanal 102 zu münden.
  • Der Nebenluftkanal 120 weist luftstromaufwärts von dem zu kühlenden Bauteil 110 eine Verengung 130 auf. Dabei ist unter einer luftstromaufwärtigen Anordnung eines ersten Bauteils in Bezug zu einem zweiten Bauteil zu verstehen, dass das zweite Bauteil in Luftströmungsrichtung näher zu dem Gebläse angeordnet ist als das erste Bauteil, wenn die Bauteile im Unterdruckteil (also jenem Teil, über welchen das Gebläse im normalen Gebrauch Luft ansaugt) des Staubsaugers angeordnet sind. Für eine luftstromabwärtigen Anordnung gilt dies entsprechend umgekehrt. Umgekehrtes gilt im Überdruckteil (also jenem Teil, über welchen das Gebläse im normalen Gebrauch die angesaugte Luft wieder abgibt) des Staubsaugers, also in Luftströmungsrichtung nach dem Gebläse des Staubsaugers.
  • Die Verengung 130 ist angeordnet und ausgebildet, so dass im Betrieb des Staubsaugers ein Luftstrom, der durch die Verengung 130 strömt, in Richtung des zu kühlenden Bauteils 110 ausgerichtet ist. Ein Luftstrom ist beispielsweise dann auf das zu kühlende Bauteil 110 ausgerichtet, wenn die Richtung (ein Richtungsvektor) der maximalen Geschwindigkeit, der durch die Verengung tretenden Luft, auf das zu kühlende Bauteil 110 weist (auf das zu kühlende Bauteil ausgerichtet ist). Alternativ kann ein Luftstrom auch als auf das zu kühlende Bauteil 110 ausgerichtet angesehen werden, wenn mehr als 30 % (oder mehr als 50 %, 70 % oder 90 %) der durch die Verengung tretenden Luft auf das zu kühlende Bauteil 110 trifft. Allgemein ausgedrückt ist der Luftstrom beispielsweise auf das zu kühlende Bauteil 110 ausgerichtet, wenn der Luftstrom, der durch die Verengung 130 tritt, eine Hauptluftströmungsrichtung (Luftströmungsrichtung, in welcher sich im Betrieb durchschnittlich die meisten Luftmoleküle bewegen) aufweist, die direkt auf das zu kühlende Bauteil 110 gerichtet ist. Beispielsweise kann die Verengung 130 in Bezug auf das zu kühlende Bauteil 110 so ausgebildet und angeordnet sein, dass das zu kühlende Bauteil 110 auf einer Geraden liegt (zum Beispiel liegt das zu kühlende Bauteil direkt auf der Geraden, so dass die Luft von der Verengung entlang der Geraden direkt an das zu kühlende Bauteil gelangen kann), die orthogonal zu einem Austrittsquerschnitt (der Austrittsquerschnitt ist beispielsweise als Querschnitt orthogonal zu der Hauptluftströmungsrichtung definiert) der Verengung 130 durch einen Flächenschwerpunkt des Austrittsquerschnitts verläuft. Zum Beispiel ist bei einem kreisförmigen Querschnitt der Flächenschwerpunkt gleich dem Mittelpunkt des Kreises und bei einem quadratischen Querschnitt ist der Flächenschwerpunkt gleich dem Schnittpunkt der Diagonalen des Quadrats. Eine solche Ausgestaltung und Anordnung der Verengung 130 ist eine Möglichkeit, um den Luftstrom, der durch die Verengung 130 strömt, auf das zu kühlende Bauteil 110 auszurichten.
  • Um die Ausrichtung des Luftstroms auf das zu kühlende Bauteil 110 zu erreichen, kann die Verengung 130 unterschiedlich ausgebildet und angeordnet sein. Beispielsweise kann die Verengung 130 durch einen Lochkanal durch eine Wand in dem Nebenluftkanal 120 gebildet werden. Ein Lochkanal in einer Wand kann beispielsweise eine Bohrung oder eine Aussparung in einem Gehäuseteil des Staubsaugers 100 sein. Die Wand des Nebenluftkanals 120 durch die der Lochkanal führt ist beispielsweise keine Seitenwand (zu welcher die Luftströmungsrichtung im Nebenluftkanal im Wesentlichen parallel ist) sondern eine Querwand (zu welcher die Luftströmungsrichtung im Nebenluftkanal im Wesentlichen orthogonal ist).
  • Wird die Verengung 130 als Lochkanal ausgebildet, kann der Lochkanal beispielsweise so dimensioniert werden, dass der Nebenluftkanal 120 in einem Bereich des zu kühlenden Bauteils 110 (zum Beispiel ein Querschnitt durch den Nebenluftkanal, der auch einen Querschnitt des zu kühlenden Bauteils enthält) eine Querschnittsfläche aufweist, die größer als das 20-fache einer minimale Querschnittsfläche des Lochkanals ist. Dadurch kann im Lochkanal ein Luftstrom mit hoher Luftgeschwindigkeit erzeugt werden, der in einen Teil des Nebenluftkanals 120 mit größerem Querschnitt strömt, in welchem das zu kühlende Bauteil 110 angeordnet ist. In ähnlichen Worten, bei einigen Ausführungen ist ein minimaler Querschnitt der Verengung 130 kleiner als das zu kühlende Bauteil (zum Beispiel kleiner als ein Querschnitt des zu kühlenden Bauteils).
  • Unabhängig von dem Querschnittflächenverhältnis (oder in Kombination dazu) zwischen dem Lochkanal und dem das zu kühlende Bauteil 110 aufnehmende Teil des Nebenluftkanals 120 kann der Lochkanal beispielsweise eine maximale Querschnittabmessung zwischen 0,5 mm und 2 mm (oder 0,3 mm bis 3 mm), insbesondere 1,5 mm (oder 0,5 mm, 1 mm oder 2 mm), aufweisen.
  • Die Verengung 130 kann z.B. auch als Düse ausgebildet sein. Dabei kann beispielsweise ein Prinzip ähnlich einer Venturie-Düse genützt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den vorherigen Ausführungen kann die Verengung 130 (zum Beispiel in Form eines Lochkanal oder einer Düse) ausgebildet sein, so dass im Betrieb des Staubsaugers eine Luftgeschwindigkeit im Bereich der Verengung 130 (beim Durchtritt der Luft durch die Verengung) höher als das 2-fache einer durchschnittlichen Luftgeschwindigkeit in dem restlichen Nebenluftkanal 120 ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Verengung 130 einen Querschnitt aufweist, der deutlich geringer ist als ein Querschnitt des restlichen oder eines großen Teiles des restlichen Nebenluftkanals 120.
  • Optional kann die Verengung 130 in der Wand des Nebenluftkanals 120 durch ein Material gebildet werden, dass einen (hohen) Wärmeausdehnungskoeffizienten (größer als 50, 80, 100 oder 120 * 10^-6/K) aufweist, so dass sich der Querschnitt der Verengung 130 bei zunehmender Temperatur vergrößert. Umgekehrt verkleinert sich der Querschnitt der Verengung 130 bei abnehmenden Temperaturen. Dadurch kann der Luftstrom durch die Verengung 130 automatisch erhöht werden, wenn zusätzliche Kühlung für das zu kühlende Bauteil 110 notwendig ist, da das zu kühlende Bauteil 110 durch seine Nähe zu der Verengung 130 die Verengung 130 erwärmt, wenn das zu kühlende Bauteil 110 warm wird. Umgekehrt nimmt die Temperatur dann auch wieder ab, wenn das zu kühlende Bauteil 110 ausreichend gekühlt wird und dadurch kälter wird. Dadurch kann gewährleistet werden, dass immer nur so viel Luft über den Nebenluftkanal 120 zur Kühlung des zu kühlenden Bauteils 110 bereitgestellt wird, wie auch notwendig ist, wodurch die Kühlung noch effizienter erfolgen kann (im Gegenzug jedoch unter Umständen die Kosten steigen).
  • Zusätzlich kann der Staubsauger 100 in einigen Ausführungsbeispielen ein Nebenluftventil 150 zur Zuleitung eines zusätzlichen Luftstroms in den Nebenluftkanal 120 aufweisen. Die Zuleitung des zusätzlichen Luftstroms ist dabei durch das Nebenluftventil 150 regelbar. Das Nebenluftventil kann beispielsweise luftstromabwärts von dem zu kühlenden Bauteil 110 angeordnet sein.
  • In einigen Ausführungsbeispielen kann die Verengung 130 direkt durch die Gehäuseöffnung (bei der der Nebenluftkanal 120 beginnt) in einer Außenwand des Staubsaugers gebildet werden. Beispielsweise kann dafür in der Außenwand des Staubsaugers ein Loch vorgesehen sein, hinter welchem sich das zu kühlende Bauteil 110 befindet. Luft wird dann über das Loch in der Außenwand eingesaugt und direkt auf das zu kühlende Bauteil 110 geführt. Alternativ ist die Verengung 130 nicht direkt durch die Gehäuseöffnung in einer Außenwand des Staubsaugers gebildet, sondern ist, wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt, in einer innenliegenden Wand (zum Beispiel eine Querwand) des Nebenluftkanals 120 ausgebildet.
  • Ferner können optional weitere zu kühlende Bauteile in dem Nebenluftkanal 120 angeordnet sein, so dass für diese nicht ein zusätzlicher Nebenluftkanal notwendig ist, durch den die Nutzsaugleistung des Staubsaugers reduziert werden würde. Das oder die weiteren zu kühlenden Bauteile können sowohl luftstromaufwärts als auch luftstromabwärts von der Verengung 130 angeordnet sein.
  • Beispielsweise kann ein zweites zu kühlendes Bauteil 140 luftstromaufwärts von der Verengung 130 in dem Nebenluftkanal 120 angeordnet sein. Bei dem zweiten zu kühlenden Bauteil 140 kann es sich beispielsweise um die Kabeltrommel des Staubsaugers 100 handeln. In diesem Fall kann zum Beispiel die Gehäuseöffnung des Staubsaugers, bei der der Nebenluftkanal 120 beginnt, zusätzlich dazu verwendet werden ein Kabel (das Kabel zur Stromversorgung des Staubsaugers) von der Kabeltrommel nach außen zu führen, so dass es mit einer Steckdose verbunden werden kann. Der Nebenluftkanal 120 führt dann von der Gehäuseöffnung über dem Raum zur Aufnahme der Kabeltrommel zu der Verengung 130. Dazu kann die Verengung 130 direkt in einer Wand des Kabeltrommelraums (Raums zur Aufnahme der Kabeltrommel) angeordnet sein oder, wie im Beispiel von Fig. 1 gezeigt, der Nebenluftkanal 120 kann zwischen der Verengung 130 und dem Kabeltrommelraum weitere Hohlräume innerhalb des Staubsaugers 100 durchlaufen. Alternativ zum Verlauf durch weitere Hohlräume des Staubsaugers kann die Verengung 130 luftstromaufwärts über einen Unterdruckschlauch mit einem Kern der Kabeltrommel verbunden sein (in diesem Teil wird der Nebenluftkanal dann durch den Unterdruckschlauch gebildet). So kann der Luftstrom im Nebenluftkanal 120 gezielt den Kern der Kabeltrommel kühlen bevor er über den Unterdruckschlauch und die Verengung 130 zu dem (ersten) zu kühlenden Bauteil 110 gelangt. Durch den Verlauf des Nebenluftkanals 120 über die Kabeltrommel muss dieser nicht noch extra über zusätzliche Nebenluft gekühlt werden, was zusätzliche Verluste zur Folge hätte. Eine Kühlung der Kabeltrommel ist oft notwendig, da sie sonst zu heiß ist für die VDE Messungen (Isolationswiderstandsmessung).
  • Fig. 2 zeigt einen Detailquerschnitt durch den Nebenluftkanal 120 eines Staubsaugers passend zu dem in Fig. 1 gezeigten Staubsauger 100. Wie zu sehen ist, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Verengung 130 durch einen Lochkanal in einer Querwand das Nebenluftkanals 120 gebildet, die einen minimalen Querschnitt aufweist, der kleiner als das zu kühlende Bauteil 110 ist. Für sonstige mögliche Ausgestaltungen oder Varianten des Staubsaugers gelten die Ausführungen zu Fig. 1.
  • Einige Ausführungsbeispiele beziehen sich allgemein auf eine effiziente Kühlung eines Bauteils eines Staubsaugers und insbesondere eine energieeffiziente Triac-Kühlung über eine Düse.
  • Dabei kann es sich um eine Luftdüse in Form von einem kleinen Loch (ähnlich einer Venturie-Düse) handeln. Der Kanal in dem sich der Triac befindet ist fest mit dem Staubraum des Staubsaugers verbunden. Das Loch ist genau dort angebracht, dass die Luft der Düse direkt über den Triac strömen kann, und dann über den Kanal (Nebenluftkanal) und den Staubraum (Hauptluftkanal) direkt ins Gebläse. Das Loch (Verengung) kann direkt mit dem Kabeltrommelraum verbunden sein und kühlt dann deshalb auch gleichzeitig die Kabeltrommel (Absaugung). Das Loch hat beispielsweise einen Durchmesser von 0,5 - 2,0 mm (Dimensionierung der Düse) und erzeugt deshalb sehr hohe Luftgeschwindigkeiten. Diese hohen Luftgeschwindigkeiten treffen (exakt) auf den Triac. Gleichzeitig bewirken diese hohen Luftgeschwindigkeiten eine Luftverwirbelung um den Triac. Durch diese gute Luftverwirbelung am Triac erfolgt somit eine extrem gute Wärmeabführung.
  • Durch das Loch von z. B. 1,5 mm strömt z.B. lediglich eine Luftmenge von ca. 0,5 l/s (Kühlluftstrommenge) und ist somit effizienter als bekannte Kühlkonzepte. Dadurch hat der Staubsauger auch mehr Luftmengenstrom (nutzbare Saugleistung) und weniger Verluste. Die Menge an Luftvolumenstrom steht in direktem Zusammenhang mit der gemessenen Staubaufnahme. Je mehr Luft (über den Hauptluftkanal) eingesaugt wird, desto höher ist die Staubaufnahme. Es ist auch denkbar die Düse (Verengung) direkt über einen Unterdruckschlauch mit dem Kern der Kabeltrommel zu verbinden, um eine noch effizientere Kühlung zu erreichen.
  • Aufgrund der hohen Geschwindigkeit (der Luft) die durch die Düse stattfindet und die (exakt) richtige Position (Ausrichtung auf das zu kühlende Bauteil) kann eine extrem gute Wärmeabfuhr ermöglicht werden. Gleichzeitig kann auf eine Kabeltrommelkühleinrichtung wie z. B. eine (zusätzliche) Absaugung vermieden werden. Es können Kosten für das Material von Absaugschläuchen und auch Montagekosten für die Schläuche oder auch andere Bauteile eingespart werden. Der Staubsauger hat am Ende durch das vorgeschlagene Konzept zudem eine bessere Energieeffizienz und einen besseren Wirkungsgrad, da er in Summe weniger Undichtigkeiten hat. Er kann den Triac und auch die Kabeltrommel mit nur einer Düse kühlen.
  • In anderen Worten, durch ein definiertes Anblasen kann eine optimierte Kühlung eines Triacs ermöglicht werden. Ferner kann eine Reduzierung einer Bypass-/Nebenluftöffnung erfolgen sowie eine Steigerung der Energieeffizienz erreicht werden. Das Anblasen der Kühlfläche (des zu kühlenden Bauteils) kann über eine Düse (Verengung) erfolgen. Das elektronische Bauteil kann in einem Kühlluftstrom (Nebenluftkanal) mit einer Öffnung (Verengung) angeordnet werden. Es kann eine Düse die den Kühlluftstrom direkt an/auf die Kühlfläche des elektronischen Bauteils heranführt bei gleichzeitig minimaler Nebenluft verwendet werden. Die Düse kann auch als Schlauch ausgebildet sein.
  • Desweitern kann der Querschnitt der Düse temperaturabhängig sein. Bei warmer Umgebungsluft kann ein großer Querschnitt und bei kalter Umgebungsluft kann ein kleiner Querschnitt erreicht werden. Dies ist beispielsweise erreichbar durch ein Material mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizient.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und in den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
  • Obwohl manche Aspekte der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung eines entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschritts, beispielsweise einem Verfahren zum Herstellen oder Betreiben einer Filterkassette, zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details bzw. Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele präsentiert wurden, beschränkt ist. BEZUGSZEICHENLISTE
    100 Staubsauger
    102 Hauptluftkanal
    104 Gebläse
    110 zu kühlendes Bauteil, z.B. Triac
    120 Nebenluftkanal
    130 Verengung, z.B. Lochkanal, Düse
    140 zweites zu kühlendes Bauteil, z.B. Kabeltrommel
    150 Nebenluftventil
    160 Motorschutzfilter

Claims (15)

  1. Staubsauger (100) mit folgenden Merkmalen:
    einem zu kühlenden Bauteil (110); und
    einem Nebenluftkanal (120), der sich in Luftströmungsrichtung von einer Gehäuseöffnung des Staubsaugers über das zu kühlende Bauteil (110) bis zu einem Hauptluftkanal (102) oder bis zu einem Gebläse (104) des Staubsaugers erstreckt,
    wobei der Nebenluftkanal (120) luftstromaufwärts von dem zu kühlenden Bauteil (110) eine Verengung (130) aufweist, wobei die Verengung (130) angeordnet und ausgebildet ist, sodass im Betrieb des Staubsaugers ein Luftstrom, der durch die Verengung (130) strömt, in Richtung des zu kühlenden Bauteils (110) ausgerichtet ist.
  2. Staubsauger gemäß Anspruch 1, wobei das zu kühlende Bauteil (110) ein elektronisches Bauteil, insbesondere ein Triac zur Motorsteuerung des Staubsaugers, ist.
  3. Staubsauger gemäß Anspruch 1 oder 2, mit einem zweiten zu kühlenden Bauteil (140), wobei das zweite zu kühlende Bauteil (140) luftstromaufwärts von der Verengung (130) in dem Nebenluftkanal (120) angeordnet ist.
  4. Staubsauger gemäß Anspruch 3, wobei das zweite zu kühlende Bauteil (140) eine Kabeltrommel des Staubsaugers ist und die Gehäuseöffnung des Staubsaugers, bei der der Nebenluftkanal (120) beginnt, zusätzlich dazu verwendet wird ein Kabel von der Kabeltrommel nach außen zu führen.
  5. Staubsauger gemäß Anspruch 4, wobei die Verengung (130) luftstromaufwärts über einen Unterdruckschlauch mit einem Kern der Kabeltrommel verbunden ist.
  6. Staubsauger gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Verengung (130) durch die Gehäuseöffnung in einer Außenwand des Staubsaugers gebildet wird.
  7. Staubsauger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verengung (130) ein Lochkanal durch eine Wand in dem Nebenluftkanal (120) ist, wobei der Nebenluftkanal (120) in einem Bereich des zu kühlenden Bauteils (110) eine Querschnittsfläche aufweist, die größer als 10 mal eine minimale Querschnittsfläche des Lochkanals ist.
  8. Staubsauger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verengung (130) ein Lochkanal durch eine Wand in dem Nebenluftkanal (120) mit einer maximalen Querschnittsabmessung zwischen 0,5mm bis 2mm, insbesondere 1,5mm, ist.
  9. Staubsauger gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die Verengung (130) in der Wand des Nebenluftkanals (120) durch ein Material gebildet wird, dass einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, sodass sich der Querschnitt der Verengung (130) bei zunehmender Temperatur vergrößert.
  10. Staubsauger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei über ein Nebenluftventil (150) eine Zuleitung eines zusätzlichen Luftstroms in den Nebenluftkanal (120) regelbar ist, wobei das Nebenluftventil (150) luftstromabwärts von dem zu kühlenden Bauteil (110) angeordnet ist.
  11. Staubsauger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verengung (130) ausgebildet ist, sodass im Betrieb des Staubsaugers eine Luftgeschwindigkeit der Luft bei einem Durchgang durch die Verengung (130) höher ist als das 2-fache einer durchschnittlichen Luftgeschwindigkeit in dem restlichen Nebenluftkanal (120).
  12. Staubsauger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verengung (130) in Bezug auf das zu kühlende Bauteil (110) ausgebildet und angeordnet ist, sodass das zu kühlende Bauteil (110) auf einer Geraden liegt, die orthogonal zu einem Austrittquerschnitt der Verengung (130) durch einen Flächenschwerpunkt des Austrittsquerschnitts verläuft.
  13. Staubsauger gemäß Anspruch 12, wobei der Austrittsquerschnitt der Verengung (130) kreisförmig ist und die Gerade durch den Kreismittelpunkt verläuft.
  14. Staubsauger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein minimaler Querschnitt der Verengung (130) kleiner als das zu kühlende Bauelement (110) ist.
  15. Staubsauger gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zu kühlende Bauteil (110) einen Kühlkörper in Verbindung mit einem temperaturkritischen Bauelement aufweist, wobei die Verengung (130) angeordnet und ausgebildet ist, sodass im Betrieb des Staubsaugers der Luftstrom, der durch die Verengung (130) strömt, in Richtung des Kühlkörpers ausgerichtet ist.
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