EP4286693A1 - Haushaltsgerät mit einem gebläse und einer in einem strömungskanal angeordneten schalldämpfungseinrichtung - Google Patents

Haushaltsgerät mit einem gebläse und einer in einem strömungskanal angeordneten schalldämpfungseinrichtung Download PDF

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Publication number
EP4286693A1
EP4286693A1 EP22177249.4A EP22177249A EP4286693A1 EP 4286693 A1 EP4286693 A1 EP 4286693A1 EP 22177249 A EP22177249 A EP 22177249A EP 4286693 A1 EP4286693 A1 EP 4286693A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sound
cone
absorption body
flow channel
household appliance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22177249.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Pablo MOSQUERA MICHAELSEN
Amin Nezami
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.)
Vorwerk and Co Interholding GmbH
Original Assignee
Vorwerk and Co Interholding 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 Vorwerk and Co Interholding GmbH filed Critical Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority to EP22177249.4A priority Critical patent/EP4286693A1/de
Priority to CN202310644419.XA priority patent/CN117158825A/zh
Publication of EP4286693A1 publication Critical patent/EP4286693A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • 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
    • A47L5/28—Suction cleaners with handles and nozzles fixed on the casings, e.g. wheeled suction cleaners with steering handle
    • 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
    • A47L9/0081—Means for exhaust-air diffusion; Means for sound or vibration damping
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation

Definitions

  • the invention relates to a household appliance, in particular a soil cultivation device, with a device housing and a fan arranged in the device housing, the device housing having a flow channel with an outlet opening behind the blower in the flow direction, which is connected to the blower in a flow-guiding manner, and a sound attenuation device in the flow channel is arranged to dampen sound waves caused by the operation of the household appliance.
  • Household appliances of the aforementioned type are known in the prior art. These are, for example, floor processing devices, in particular suction cleaning devices, with a fan for sucking up dust and dirt from a surface to be cleaned.
  • the suction material is usually transferred to a suction material chamber by means of the blower and collected there, while air cleaned through a filter flows to the blower and finally to the outlet opening.
  • silencers It is also known to equip silencers with a sound-absorbing material, for example a foam or a fleece. As a result, the pressure loss increases, so that the suction power of the suction cleaning device decreases and a surface to be cleaned can be processed less optimally compared to a situation without a silencer. In order to compensate for the negative effect on the suction power of the suction cleaning device, the suction cleaning device would have to be equipped with a more powerful blower or drive motor for the blower.
  • the sound attenuation device has a cone-shaped absorption body that has a sound-absorbing material, the cone-shaped absorption body having a cone tip and a cone circumferential surface that widens from the cone tip, and wherein a main flow direction of a blown out by the fan and in which Flow channel guided air flow is directed frontally towards the tip of the cone, so that the air flow is divided by means of the tip of the cone and starting from the tip of the cone flows along at least two opposite peripheral regions of the circumferential surface of the cone to the outlet opening.
  • the sound dampening device is now designed in the manner of a cone, which has a cone tip and a cone circumferential surface that widens from the cone tip.
  • the conical absorption body can be a body of revolution or an extrusion body.
  • extrusion body it is meant that the absorption body is not round in relation to a cross section transverse to its longitudinal extent, but rather has the shape of a polygon.
  • extrusion body can be wedge-shaped, with the tip of the cone appearing as a line and peripheral subregions opposite this line expanding as a circumferential surface of the cone.
  • a rotationally symmetrical absorption body can, for example, be arranged within a likewise rotationally symmetrical flow channel of the household appliance in such a way that a blow-out direction of the blower and thus a main flow direction of the air flow guided in the flow channel is oriented essentially parallel to the axis of symmetry of the rotationally symmetrical absorption body.
  • the axis of symmetry of the absorption body can coincide with a longitudinal axis of symmetry of the flow channel.
  • the flow channel is not designed to be rotationally symmetrical or the device housing has an inclined position in the area of the outlet opening, for example to prevent a user or a floor surface from being flowed towards by the air flowing out through the outlet opening
  • an arrangement is suitable, for example, in which the axis of symmetry of the absorption body and the longitudinal axis of symmetry of the flow channel do not coincide.
  • the blow-out direction of the air flow starting from the fan can be essentially parallel to the axis of symmetry or a longitudinal axis of the absorption body or have an angle not equal to 0 to it.
  • the absorption body is arranged within the flow channel in such a way that the air flow is divided at the tip of the cone, so that the air flow either flows along the entire circumferential surface of the absorption body or at least along two opposite circumferential portions of the cone's circumferential surface.
  • the latter is particularly the case if the absorption body is not rotationally symmetrical, but rather prismatic, and therefore corresponds to an extrusion of a polygon. This is particularly suitable for prismatic device housings or flow channels.
  • the air flow generated by the fan flows along the sound-absorbing outside of the absorption body.
  • the cone-shaped absorption body can either have a sound-absorbing effect on its own or be part of a complete silencer system, for example a silencer system which additionally provides sound-absorbing walls of the flow channel or additional absorption elements.
  • the flow channel can have one or more outlet openings, which are preferably arranged so that the air flowing out through the outlet opening is not directed in the direction of a user of the household appliance.
  • One embodiment can, for example, provide that an opening plane of the outlet opening is oriented parallel to a longitudinal extent of the device housing.
  • a plurality of outlet openings based on a cross section through the device housing or the flow channel, can be designed opposite one another, so that the flow components formed at the cone tip are guided from two opposite peripheral areas of the cone circumferential surface to the respective outlet opening.
  • the absorption body is formed in one piece with a partial section of the flow channel, the outlet openings being arranged during the manufacture of the device housing in such a way that certain peripheral sectors of the flow channel are blocked off for certain flow components. This can prevent air from escaping, for example towards the user or a surface to be cleaned. However, if exit in a vertical direction is desired, exit openings in this direction are also possible.
  • the household appliance which has such an absorption body according to the invention, can in particular be a soil cultivation device, particularly preferably a suction cleaning device, which has a suction opening and a suction chamber arranged in the main flow direction between the suction opening and the blower.
  • the absorption body is particularly preferably positioned in the flow channel behind it, namely between the fan and the outlet opening. This means that the absorption body is located on the pressure side or outlet side of the blower and is therefore arranged where the disturbing noises of the blower spread through the air flow guided in the flow channel.
  • the absorption body can be connected to an inner wall of the flow channel. Techniques such as gluing, welding or similar can be used to connect.
  • the absorption body and the inner wall or a flow channel section can also be formed in one piece, for example by means of an injection molding process.
  • the absorption body can also be held within the flow channel by means of a support structure, the support structure in turn being attached to an inner wall of the flow channel.
  • the absorption body according to the invention is part of a complex sound dampening device or a silencer system, the absorption body can also be connected to other absorption elements.
  • a support structure carries, on the one hand, the absorption body according to the invention and, on the other hand, further absorption elements. It is also possible for sound reduction walls to be arranged within the flow channel, which cause sound attenuation.
  • the conical absorption body is arranged centrally in the flow channel in relation to a cross section transverse to a longitudinal extent of the flow channel oriented in the main flow direction.
  • This design is particularly suitable for rotationally symmetrical flow channels.
  • the absorption body can also be designed to be rotationally symmetrical, so that the axes of symmetry of the absorption body and the flow channel lie on top of each other.
  • the air flow guided within the flow channel preferably hits the cone tip of the absorption body symmetrically and is distributed there in equal proportions over the different peripheral areas of the cone's peripheral surface, so that the flow conditions in the circumferential direction of the cone's peripheral surface are essentially identical.
  • the two-dimensional cone tip is preferably oriented symmetrically and/or orthogonally to the longitudinal extent of the flow channel, so that flow conditions are also essentially the same in relation to the two opposing peripheral portions of the cone circumferential surface to rule.
  • the flow channel is designed symmetrically with respect to the cross section and the conical absorption body is aligned along a longitudinal axis of symmetry of the flow channel, in particular an axis of symmetry of the absorption body being parallel to the longitudinal axis of symmetry of the flow channel is oriented.
  • the tip of the cone of the absorption body lies on the longitudinal axis of symmetry of the flow channel, while the circumferential surface of the cone is distributed symmetrically and equally in relation to the longitudinal axis of symmetry.
  • an axis of symmetry of the absorption body is oriented non-parallel to a longitudinal axis of symmetry of the flow channel.
  • the cone tip in particular can be arranged outside the longitudinal axis of symmetry of the flow channel.
  • This design is particularly suitable for household appliances with non-symmetrical flow channels or household appliances in which the appliance housing is irregularly shaped and has an inclination, particularly in the area of the outlet opening.
  • the absorption body can not be arranged symmetrically and can therefore also be oriented non-symmetrically to a longitudinal axis of symmetry of the flow channel.
  • the design of the absorption body as a rotating body is best suited for cylindrical device housings, while an extrusion body is particularly suitable for angular-prismatic household appliances or flow channels.
  • a wall thickness of the sound-absorbing material of the absorption body corresponds to at least a quarter of a wavelength of a sound wave to be dampened.
  • the wall thickness of the absorption body or its sound-absorbing material is thus adapted to the sound frequencies that are represented in the air flow guided in the flow channel.
  • the acoustically effective material, ie the sound-absorbing one Material must therefore have at least a wall thickness of ⁇ /4, where ⁇ is the wavelength of the sound wave to be dampened.
  • the absorption body has a nonwoven material or an open-pored foam material.
  • the absorption body can have a melamine resin foam or a polyurethane foam.
  • These materials have proven to be particularly effective in practice at absorbing common sound frequencies in household appliances, particularly sound frequencies caused by a fan.
  • the fleece material or foam material forms a flow-permeable sound reduction element, which ensures that sound propagation can occur unhindered within the sound-absorbing material.
  • the sound reduction wall is preferably as reflection-free as possible for the sound energy, so that a large part of the sound energy can be absorbed by the material. The sound energy is absorbed both along the surface of the absorption body and across the surface, namely via the wall thickness, ie the thickness of the absorption body.
  • the amount of sound energy absorbed is proportional to the amount of the surface of the sound-absorbing material of the absorption body. It has also proven to be particularly advantageous to use a fiber-reinforced nonwoven material. Based on the volume, such a nonwoven fabric can preferably be 20% to 40% fiber-reinforced. Is particularly preferred the nonwoven material is approximately 30% fiber-reinforced.
  • fiber-reinforced means that the nonwoven material, which can consist in particular of polypropylene or polystyrene, is stiffened with the help of glass and/or carbon fibers. Furthermore, the nonwoven material can preferably also be woven.
  • the sound-absorbing material of the absorption body should have a wall thickness of several millimeters in a direction transverse to the flow direction of the air flow.
  • a minimum wall thickness between 1 mm and 10 mm has proven to be particularly advantageous, particularly preferably between 3 mm and 6 mm.
  • a wavelength range can thus be set which can be optimally absorbed by the sound-absorbing material. This means that even minor changes in the sound wavelength can be compensated for, which are caused, for example, by a changed rotation frequency of the fan or by a minor (operation-related) change in shape of the flow channel.
  • the absorption body has an airtight wall on a side of the sound-absorbing material facing away from the conical circumferential surface. This ensures that the otherwise open-pored material of the absorption body cannot be completely passed through by the air flow, but rather the air that has entered the absorption body then leaves the absorption body again in essentially the opposite direction and remains within the flow channel.
  • the absorption body therefore has an insulating layer due to the airtight wall, which directs the air outlet and also the sound outlet in a defined direction.
  • the absorption body can be a hollow body with a conical outer wall made of sound-absorbing material or a solid body completely filled with sound-absorbing material. If the absorption body is a hollow body, it can have a relatively thin lining made of absorbent material, which forms the outer wall of the cone. The material thickness of the absorbent cladding determines the effective depth of the absorption body. The wall thickness of the cladding must be at least a quarter of the wavelength of the sound component to be absorbed in order to be able to absorb it.
  • the absorption body can have a hollow support body to which the absorbent cone outer walls are attached, for example by latching, gluing or similar. Likewise, the absorption body can also be designed as a hollow injection-molded part.
  • the absorption body can be a solid body, i.e. H. made entirely of sound-absorbing material.
  • the effective depth is the respective directional thickness of the absorption body. Because a solid body has a greater wall thickness than a hollow body, which only has a sound-absorbing cladding, the cutoff frequency for a solid body is significantly lower than for just a cladding. Accordingly, a significantly larger proportion of the sound energy can be absorbed within the flow channel by means of a solid body.
  • the absorption body has a diffuser device at an end region of the cone circumferential surface facing away from the cone tip, which extends beyond the sound-absorbing material of the cone circumferential surface in an extension of the cone circumferential surface.
  • the diffuser device itself does not have any sound-absorbing material and is not backed with sound-absorbing material in relation to a direction orthogonal to the main flow direction.
  • the diffuser device serves in combination with the absorption body to direct the air flow guided within the flow channel to the at least one outlet opening.
  • the position and shape of the diffuser device can be adapted in particular to the geometry of the absorption body.
  • the diffuser device preferably consists of a hard plastic, which is designed to be impermeable to air.
  • the diffuser device is also preferably a separate plastic part, which ensures optimally low flow losses within the flow channel.
  • the flow-guiding surface of the diffuser device preferably forms a continuous extension of the conical circumferential surface of the absorption body in order to be able to direct the air flow to the outlet opening with as little turbulence as possible.
  • the use of a curved diffuser device in combination with an absorption body whose conical peripheral surface has a rectilinear contour is particularly preferred.
  • the absorption body can be manufactured particularly easily as a regular cone, with the diffuser device additionally serving as a downstream plastic part in the flow direction, which directs the air flow to the side, namely to the outlet opening, due to its curved design.
  • the diffuser device forms a link between the absorption body and the outlet opening, wherein the diffuser device can end in particular directly at an opening edge of the outlet opening.
  • an optimal compromise between sound absorption and low-loss flow deflection can be achieved through a combination of an absorption body and a diffuser device, since the effective depth of the sound-absorbing material decreases the more pronounced a flow deflection is.
  • the absorption body can therefore fulfill the sound-absorbing function, while the diffuser device serves to divert the flow to the outlet opening.
  • conical peripheral surface of the absorption body can, for example, be flat, concave or convex in relation to its contour.
  • contour is meant the contour line that is visible when looking at the absorption body from the side, transversely to an axis of symmetry/longitudinal axis emanating from the tip of the cone.
  • an absorption body with a flat contour can be produced particularly cost-effectively.
  • an absorption body with a curved contour has the advantage that the air flow guided in the flow channel may encounter sound-absorbing elements several times, especially if the absorption body is combined with further absorption elements within a sound attenuation system.
  • a concave or convex contour of the conical circumferential surface can be combined with a likewise curved diffuser device, in which case the curved partial region of the absorption body or the diffuser device can then have a relatively moderate curvature, compared to a situation in which only the diffuser device or only the Absorption body has a curvature.
  • FIG. 1 shows an example of a possible embodiment of a household appliance 1 according to the invention, which is designed here as a soil cultivation device.
  • the household appliance 1 is one of one User to manually guide vacuum cleaner.
  • the household appliance 1 has a base device 19 and an attachment 20 that is detachably connected to the base device 19.
  • the attachment 20 is, for example, a suction nozzle with a suction mouth 21 and a soil processing element (not shown) assigned to the suction mouth 21.
  • the soil cultivation element can be, for example, a rotating roller with bristle elements.
  • the base device 19 of the household appliance 1 has a device housing 2, in which, among other things, there is a suction chamber 18 and a fan 3.
  • a flow channel 5 connects an outlet side of the blower 3 with at least one outlet opening 4 (see Figure 2 ).
  • the blower 3 is used to suck suction material into the suction material chamber 18, whereby suction material located on a surface to be cleaned can be sucked through the suction mouth 21 of the attachment 20 into the suction material chamber 18 of the base device 19. While the suction material remains within the suction material chamber 18, cleaned air flows through the blower 3 and the flow channel 5 to the outlet opening 4 of the household appliance 1.
  • the base device 19 of the household appliance 1 also has a handle 23 with a handle 22.
  • a switch (not shown) can be arranged on the handle 22, via which a user can set a specific operating mode of the household appliance 1, for example an intensity level of the blower 3 and/or a speed of the soil cultivation element of the attachment 20.
  • the operation of the blower 3 creates sound, which reaches the outlet opening 4 and into the surroundings of the household appliance 1 via the flow channel 5.
  • the household appliance 1 therefore has a and shown in more detail with reference to the other figures explained sound attenuation device 6.
  • the sound frequencies emitted by the blower 3 depend on various parameters, for example on a speed of a motor shaft of the blower 3.
  • a so-called blade passing frequency of the blower 3 which is determined on the one hand by the speed of the motor shaft and on the other hand by the number of fan blades of the fan 3 is determined.
  • the sound attenuation device 6 is therefore designed in particular in such a way that the characteristic sound frequencies of the blower 3, which arise at certain power levels of the blower 3, are absorbed.
  • FIG. 2 shows a schematic sketch of a longitudinally sectioned portion of the device housing 2 of the household appliance 1, in which the blower 3 and the sound attenuation device 6 are located.
  • the suction material chamber 18 of the household appliance 1 is connected upstream of the blower 3 in an initial main flow direction s of the air flow v, so that suction material is sucked into the suction material chamber 18 starting from the suction mouth 21 of the attachment 20 by means of the blower 3.
  • a pressure side or outlet side of the blower 3 is adjoined by the flow channel 5, which runs between the blower 3 and a plurality of outlet openings 4, here for example two outlet openings 4 which are opposite each other in relation to a longitudinal axis of symmetry 12 of the flow channel 5.
  • the sound attenuation device 6 is located in the air flow v, which leaves the blower 3 and flows to the outlet openings 4.
  • the air flow v flows along a surface of the sound attenuation device 6.
  • the sound attenuation device 6 has an absorption body 7, which in Figure 2 for example, consists entirely of a sound-absorbing material 8.
  • the absorption body 7 has the geometric shape of a cone, with a cone tip 9 and a cone peripheral surface 10 which widens from the cone tip 9 and continuously widens up to an end region 16 facing away from the cone tip 9.
  • the cone circumferential surface 10 has a plurality of circumferential subregions in the circumferential direction 11, referring to the in Figure 2 shown longitudinal section, two peripheral portions 11 are opposite, each of which is adjacent to an outlet opening 4.
  • Both the flow channel 5 and the absorption body 7 are here, for example, rotationally symmetrical, so that a longitudinal axis of symmetry 12 of the flow channel 5 and an axis of symmetry 13 of the absorption body 7 are oriented parallel to one another and lie here in particular on top of one another.
  • a contour of the conical circumferential surface 10 of the absorption body 7 is flat in the longitudinal section shown and is curved only in the circumferential direction.
  • a diffuser device 17 adjoins the end region 16 of the conical circumferential surface 10.
  • the absorption body 7 here is, for example, a completely filled solid body made of a foam material, namely an open-pored, sound-absorbing material 8, for example melamine resin or polyurethane.
  • the absorption body 7 On the side facing away from the cone tip 9, the absorption body 7 has an airtight wall 14.
  • This wall 14 consists of a sound-absorbing material so that the sound waves entering the pores of the sound-absorbing material 8 cannot leave the absorption body 7 on its back, ie the side facing away from the cone tip 9, but rather the unabsorbed portions of the sound waves can return back into it
  • Flow channel 5 are reflected in order to then optionally be absorbed in turn, for example on another absorption element, not shown.
  • the absorption body 7 or its sound-absorbing material 8 has a certain wall thickness d (see Figure 3b ) on. This depends on the thickness of the sound-absorbing material 8.
  • the wall thickness d is different for different entrance angles of the sound waves.
  • the wall thickness d is at least as large as a quarter of the wavelength of the sound wave in question. This ensures that a first maximum of The speed of sound of the relevant sound component is still within the sound-absorbing material 8 of the absorption body 7.
  • the speed of sound of a sound wave standing between an inner wall of the flow channel 5 and the airtight wall 14 of the absorption body 7 has an amplitude of 0 on the inner wall of the flow channel 5 and, based on this, continues as a standing sine wave in the direction of the absorption body 7. It is important that a relevant amplitude peak closest to the absorption body 7 still lies within the sound-absorbing material 8 of the absorption body 7. As a result, as much sound energy as possible is absorbed within the pores of the sound-absorbing material 8 and is not reflected back into the flow channel 5.
  • Figure 3a shows an absorption body 7, which is designed as a hollow body.
  • This has a conical outer wall 15 made of sound-absorbing material 8.
  • the hollow body has a support structure which is covered with sound-absorbing material 8 in relation to the conical circumferential surface 10.
  • the sound-absorbing material 8 is provided with an airtight wall 14 on the side facing the interior of the hollow body, so that the air flow v coming from the blower 3 can enter the sound-absorbing material 8, but non-absorbed sound components are reflected on the wall 14 and then return to the flow channel 5.
  • the sound waves cannot therefore leave the sound-absorbing material 8 on the back. This means that the sound waves cannot get into the cavity of the hollow body or carrier body.
  • the wall thickness d of the sound-absorbing material 8 is relatively small compared to an absorption body 7 designed as a solid body.
  • the lowest frequency that can still be absorbed by the sound-absorbing material 8 is inversely proportional to the wall thickness d. This means that the lowest absorbable frequency, the so-called cutoff frequency, is smaller the greater the wall thickness d.
  • a resonant sound component within the air flow v which forms a standing wave between, for example, an inner wall of the flow channel 5 and the airtight wall 14 of the sound-absorbing material 8, has a sinusoidal shape of the sound amplitude. Therefore, there are intensity maxima and minima transverse to the main flow direction s'.
  • it is essential that a sound component relevant to the guided sound energy has an amplitude maximum, which is located in the sound-absorbing material 8. Therefore, the greater the wall thickness d of the sound-absorbing material 8, the The probability is greater that a sound component with a certain frequency can actually be absorbed.
  • an absorption body 7 has a comparison with that in Figure 3a
  • Absorption body 7 shown has a significantly greater wall thickness d '. Since the absorption body 7 is designed as a solid body, it consists entirely of sound-absorbing material 8.
  • the wall thickness d' corresponds to the respective extent of the absorption body 7 transversely to the main flow direction s'. As in Figure 3b becomes clear, the wall thickness d' therefore changes along the main flow direction s'.
  • the absorption body 7, which is designed as a solid body, also has an airtight wall 14 on the back of the absorption body 7. The back is the side which is opposite the cone tip 9, namely at an end region 16 of the cone circumferential surface 10 that is opposite the cone tip 9.
  • Figure 3c shows a combination of an absorption body 7 designed as a solid body in combination with a diffuser device 17, which serves to guide the flow of the air flow v towards one or more outlet openings 4 of the flow channel 5.
  • the diffuser device 17 does not have any sound-absorbing material 8.
  • the diffuser device 17 can, for example, be made of a hard plastic, which adjoins the end region 16 of the absorption body 7 facing away from the cone tip 9.
  • the sound-absorbing function is also performed by the sound-absorbing material 8 of the absorption body 7. This redirects the air flow v from the initial main flow direction s into the main flow directions s' running along the cone circumferential surface 10.
  • the entire flow-guiding surface of the absorption body 7, namely the entire cone circumferential surface 10, acts in this case sound-absorbing.
  • the continuity of the flow is ensured by the separate plastic part adjoining the end region 16 of the cone circumferential surface 10, namely the diffuser device 17.
  • the diffuser device 17 directs the air flow v to the outlet opening 4 or several outlet openings 4.
  • the curved, namely curved, design of the diffuser device 17 keeps the flow resistance low.
  • the absorption body 7 and the diffuser device 17 can also be components of a complete silencer system which has further sound absorption elements, for example sound-absorbing inner walls of the flow channel 5.
  • the absorption body 7 consists of a sound-absorbing material 8, such as a foam or fleece. These materials are made to be air-permeable, for example in the form of an open-cell foam or woven fleece.
  • the shape of the absorption body 7 can also be adapted to the geometric shape of the household appliance 1 or its appliance housing 2 and flow channel 5.
  • a rotating body is best suited for essentially cylindrical device housings 2 and flow channels 5, while an extrusion body is more suitable for angular-prismatic device housings 2 and flow channels 5.
  • the absorption body 7 can be designed as a rotating body or extrusion body.
  • Absorbent bodies 7 are particularly easy to produce, the conical circumferential surface 10 of which has no curvature when viewed in a longitudinal section, so that the contour of the absorbent body 7 appears as a straight line.
  • a curved diffuser device 17 can be used in combination.
  • the absorption body 7 can be used, for example, as a rotating body (as in the Figures 4a , 5a , 6 and 7a to 7c shown), or alternatively as an extrusion body (as in the Figures 4b, 5b , 8a and 8b shown).
  • a rotating body is particularly suitable for cylindrical flow channels 5, while an extrusion body is advantageous for angular-prismatic flow channels 5.
  • the cross-sectional areas of the absorption body 7 can also be designed oval, triangular or in another way. A free-form surface is also possible.
  • the flow channel 5 can, for example, be curved in relation to its longitudinal extent, so that a flow channel section having the outlet opening 4 or outlet openings 4 has an inclination relative to a longitudinal axis of symmetry 12 of the preceding channel section.
  • the axis of symmetry 13 of the absorption body 7 as in the Figures 4a , 5a , 6 and 7a to c shown, has an angle not equal to 0 to the longitudinal axis of symmetry 12 of the flow channel 5.
  • Such an inclination between the longitudinal axis of symmetry 12 of the flow channel 5 and the axis of symmetry 13 of the absorption body 7 can be as follows Figure 4b shown can also be provided in an absorption body 7 designed as an extrusion body.
  • the inclination ensures that the circumferential portions 11 of the cone circumferential surface 10, which are opposite to the cone tip 9, are arranged at different proximity and at different angles relative to the respectively adjacent outlet opening 4.
  • the Absorption body 7 is considered an extrusion body, for example in the Figures 4b and 5b shown opposite circumferential portions 11 as a conical circumferential surface 10 in the sense of the invention.
  • the cone tip 9 of the extrusion body appears as a line when viewed from the side, ie viewed transversely to a longitudinal axis or axis of symmetry 13 of the absorption body 7.
  • the Figure 6 and the Figures 7a, 7b and 7c show an absorption body 7 designed as a rotating body in a flow channel 5.
  • the Figures 8a and 8b show the same for an extrusion body.
  • the absorption body 7 can be introduced into the flow channel 5 in such a way that its cone tip 9 does not lie on the longitudinal axis of symmetry 12 of the flow channel 5.
  • the different peripheral areas 11 of the cone circumferential surface 10 thus cause different main flow directions s' for the air flow v.
  • the initial main flow direction s can, for example, initially be parallel to the longitudinal axis of symmetry 12 of the flow channel 5.
  • FIGS. 7a - c show sectional planes through the flow channel 5 or absorption body 7 according to Figure 6 . This shows, among other things, the flow lines of the air flow v at different peripheral areas 11 of the absorption body 7.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät (1), insbesondere Bodenbearbeitungsgerät, mit einem Gerätegehäuse (2) und einem in dem Gerätegehäuse (2) angeordneten Gebläse (3), wobei das Gerätegehäuse (2) in Strömungsrichtung hinter dem Gebläse (3) einen Strömungskanal (5) mit einer Austrittsöffnung (4) aufweist, welche strömungsführend mit dem Gebläse (3) verbunden ist, und wobei in dem Strömungskanal (5) eine Schalldämpfungseinrichtung (6) zum Dämpfen von durch einen Betrieb des Haushaltsgerätes (1) entstehenden Schallwellen angeordnet ist. Um Schallwellen innerhalb des Strömungskanals (5) effektiv zu reduzieren und dabei gleichzeitig den Druckverlust so gering wie möglich zu halten, wird vorgeschlagen, dass die Schalldämpfungseinrichtung (6) einen kegelförmig ausgebildeten, ein schallabsorbierendes Material (8) aufweisenden Absorptionskörper (7) aufweist, wobei der kegelförmige Absorptionskörper (7) eine Kegelspitze (9) und eine sich ausgehend von der Kegelspitze (9) erweiternde Kegelumfangsfläche (10) aufweist, und wobei eine Hauptströmungsrichtung (s) eines von dem Gebläse (3) ausgeblasenen und in dem Strömungskanal (5) geführten Luftstroms (v) frontal auf die Kegelspitze (9) gerichtet ist, so dass der Luftstrom mittels der Kegelspitze (9) geteilt wird und ausgehend von der Kegelspitze (9) zumindest an zwei gegenüberliegenden Umfangsteilbereichen (11) der Kegelumfangsfläche (10) entlang zu der Austrittsöffnung (4) strömt.

Description

    Gebiet der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, insbesondere Bodenbearbeitungsgerät, mit einem Gerätegehäuse und einem in dem Gerätegehäuse angeordneten Gebläse, wobei das Gerätegehäuse in Strömungsrichtung hinter dem Gebläse einen Strömungskanal mit einer Austrittsöffnung aufweist, welche strömungsführend mit dem Gebläse verbunden ist, und wobei in dem Strömungskanal eine Schalldämpfungseinrichtung zum Dämpfen von durch einen Betrieb des Haushaltsgerätes entstehenden Schallwellen angeordnet ist.
    • Stand der Technik
  • Haushaltsgeräte der vorgenannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Bei diesen handelt es sich beispielsweise um Bodenbearbeitungsgeräte, insbesondere Saugreinigungsgeräte, mit einem Gebläse zum Aufsaugen von Staub und Schmutz von einer zur reinigenden Fläche. Das Sauggut wird mittels des Gebläses üblicherweise in eine Sauggutkammer überführt und dort gesammelt, während durch einen Filter gereinigte Luft zu dem Gebläse und schließlich der Austrittsöffnung strömt.
  • Durch den Betrieb des Gebläses und eine damit verbundene Rotation der Gebläseschaufeln werden Schallwellen erzeugt, die unweigerlich beim Betrieb des Haushaltsgerätes für einen Nutzer hörbar werden. Um die damit verbundene Geräuschkulisse so weit zu reduzieren, dass der Nutzer diese nicht als störend oder unangenehm empfindet, sind im Stand der Technik Schalldämpfer bekannt, welche in das Gerätegehäuse des Haushaltsgerätes eingebaut werden.
  • Es ist des Weiteren bekannt, Schalldämpfer mit einem schallabsorbierenden Material, beispielsweise einem Schaum oder einem Vlies, auszustatten. Im Ergebnis steigt dadurch der Druckverlust, so dass die Saugkraft des Saugreinigungsgerätes sinkt und eine zu reinigende Fläche verglichen mit einer Situation ohne Schalldämpfer weniger optimal bearbeitet werden kann. Um den negativen Effekt auf die Saugkraft des Saugreinigungsgerätes auszugleichen, müsste das Saugreinigungsgerät mit einem leistungsfähigeren Gebläse bzw. Antriebsmotor für das Gebläse ausgestattet werden.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Haushaltsgerät der vorgenannten Art so weiterzubilden, dass einerseits Geräusche optimal reduziert werden, und andererseits die Saugkraft so wenig wie möglich durch die Schallreduzierungsmaßnahme beeinträchtigt wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Schalldämpfungseinrichtung einen kegelförmig ausgebildeten, ein schallabsorbierendes Material aufweisenden Absorptionskörper aufweist, wobei der kegelförmige Absorptionskörper eine Kegelspitze und eine sich ausgehend von der Kegelspitze erweiternde Kegelumfangsfläche aufweist, und wobei eine Hauptströmungsrichtung eines von dem Gebläse ausgeblasenen und in dem Strömungskanal geführten Luftstroms frontal auf die Kegelspitze gerichtet ist, so dass der Luftstrom mittels der Kegelspitze geteilt wird und ausgehend von der Kegelspitze zumindest an zwei gegenüberliegenden Umfangsteilbereichen der Kegelumfangsfläche entlang zu der Austrittsöffnung strömt.
  • Erfindungsgemäß ist die Schalldämpfungseinrichtung nun nach der Art eines Kegels ausgebildet, welcher eine Kegelspitze und eine sich ausgehend von der Kegelspitze erweiternde Kegelumfangsfläche aufweist. Der kegelförmige Absorptionskörper kann ein Rotationskörper oder Extrusionskörper sein. Im Sinne von Extrusionskörper ist gemeint, dass der Absorptionskörper bezogen auf einen Querschnitt quer zu seiner Längserstreckung nicht rund ausgebildet ist, sondern die Form eines Polygons aufweist. Beispielsweise kann ein solcher Extrusionskörper keilförmig ausgebildet sein, wobei die Kegelspitze als Linie erscheint und sich beidseits dieser Linie gegenüberliegende Umfangsteilbereiche als Kegelumfangsfläche erweitern. Ein rotationssymmetrischer Absorptionskörper kann beispielsweise innerhalb eines ebenfalls rotationssymmetrisch ausgebildeten Strömungskanals des Haushaltsgerätes so angeordnet sein, dass eine Ausblasrichtung des Gebläses und damit eine Hauptströmungsrichtung des in dem Strömungskanal geführten Luftstroms im Wesentlichen parallel zu der Symmetrieachse des rotationssymmetrischen Absorptionskörpers orientiert ist. Insbesondere kann die Symmetrieachse des Absorptionskörpers mit einer Symmetrielängsachse des Strömungskanals zusammenfallen. Sofern der Strömungskanal jedoch nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist bzw. das Gerätegehäuse im Bereich der Austrittsöffnung eine Schrägstellung aufweist, um zum Beispiel zu verhindern, dass ein Nutzer oder eine Bodenfläche von der durch die Austrittsöffnung ausströmenden Luft angeströmt wird, eignet sich beispielsweise eine Anordnung, bei welcher die Symmetrieachse des Absorptionskörpers und die Symmetrielängsachse des Strömungskanals nicht zusammenfallen. Des Weiteren kann - je nach den baulichen Gegebenheiten des Gerätegehäuses und insbesondere auch des Strömungskanals - die Ausblasrichtung des Luftstroms ausgehend von dem Gebläse im Wesentlichen parallel zu der Symmetrieachse oder einer Längsachse des Absorptionskörpers orientiert sein oder einen Winkel ungleich 0 zu dieser aufweisen. In jedem Fall ist der Absorptionskörper jedoch so innerhalb des Strömungskanals angeordnet, dass der Luftstrom an der Kegelspitze aufgeteilt wird, so dass der Luftstrom entweder entlang der gesamten Umfangsfläche an dem Absorptionskörper entlangströmt oder zumindest an zwei gegenüberliegenden Umfangsteilbereichen der Kegelumfangsfläche. Letzteres ist insbesondere der Fall, wenn der Absorptionskörper nicht rotationssymmetrisch, sondern prismatisch ausgebildet ist, und damit einer Extrusion eines Vielecks entspricht. Dies eignet sich insbesondere bei prismatischen Gerätegehäusen bzw. Strömungskanälen.
  • Die von dem Gebläse erzeugte Luftströmung strömt entlang der schallabsorbierenden Außenseite des Absorptionskörpers. Dabei kann der kegelförmige Absorptionskörper entweder in Alleinstellung schalldämpfend wirken oder Bestandteil eines kompletten Schalldämpfersystems sein, beispielsweise eines Schalldämpfersystems, welches zusätzlich schallabsorbierende Wände des Strömungskanals oder zusätzliche Absorptionselemente vorsieht. Der Strömungskanal kann eine oder mehrere Austrittsöffnungen aufweisen, welche bevorzugt so angeordnet sind, dass die durch die Austrittsöffnung ausströmende Luft nicht in Richtung eines Nutzers des Haushaltsgerätes gerichtet ist. Eine Ausführungsform kann beispielsweise vorsehen, dass eine Öffnungsebene der Austrittsöffnung parallel zu einer Längserstreckung des Gerätegehäuses orientiert ist. Des Weiteren können mehrere Austrittsöffnungen, bezogen auf einen Querschnitt durch das Gerätegehäuse bzw. den Strömungskanal, einander gegenüberliegend ausgebildet sein, so dass die an der Kegelspitze gebildeten Strömungsanteile von zwei gegenüberliegenden Umfangsteilbereichen der Kegelumfangsfläche zu der jeweiligen Austrittsöffnung geführt werden.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass der Absorptionskörper einteilig mit einem Teilabschnitt des Strömungskanals ausgebildet ist, wobei die Austrittsöffnungen bereits bei der Herstellung des Gerätegehäuses so angeordnet werden, dass bestimmte Umfangssektoren des Strömungskanals für bestimmte Strömungsanteile abgesperrt werden. Damit kann ein Austreten von Luft, zum Beispiel in Richtung des Nutzers oder einer zu reinigenden Fläche vermieden werden. Sofern jedoch ein Austreten in eine Vertikalrichtung gewünscht ist, sind auch Austrittsöffnungen in diese Richtung möglich.
  • Das Haushaltsgerät, welches einen solchen erfindungsgemäßen Absorptionskörper aufweist, kann insbesondere ein Bodenbearbeitungsgerät, besonders bevorzugt ein Saugreinigungsgerät, sein, welches eine Saugöffnung und eine in Hauptströmungsrichtung zwischen der Saugöffnung und dem Gebläse angeordnete Sauggutkammer aufweist. Besonders bevorzugt ist der Absorptionskörper in dem Strömungskanal dahinter, nämlich zwischen dem Gebläse und der Austrittsöffnung, positioniert. Dies bedeutet, dass sich der Absorptionskörper auf der Druckseite bzw. Austrittsseite des Gebläses befindet und damit dort angeordnet ist, wo sich die störenden Geräusche des Gebläses durch die in dem Strömungskanal geführte Luftströmung ausbreiten. Der Absorptionskörper kann mit einer Innenwandung des Strömungskanals verbunden sein. Zur Verbindung können Techniken wie beispielsweise Kleben, Schweißen oder ähnliche verwendet werden. Alternativ können der Absorptionskörper und die Innenwand bzw. ein Strömungskanalabschnitt auch einteilig ausgebildet sein, beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens. Der Absorptionskörper kann des Weiteren auch mittels einer Trägerstruktur innerhalb des Strömungskanals gehalten sein, wobei die Trägerstruktur wiederum an einer Innenwandung des Strömungskanals befestigt ist. Sofern der erfindungsgemäße Absorptionskörper Teil einer komplexen Schalldämpfungseinrichtung bzw. eines Schalldämpfersystems ist, kann der Absorptionskörper auch mit anderen Absorptionselementen verbunden sein. Dabei kann insbesondere auch vorgesehen sein, dass eine Trägerstruktur einerseits den erfindungsgemäßen Absorptionskörper, und andererseits weitere Absorptionselemente trägt. Auch ist es möglich, dass innerhalb des Strömungskanals Schallreduzierungswände angeordnet sind, welche eine Schalldämpfung bewirken.
  • Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der kegelförmige Absorptionskörper bezogen auf einen Querschnitt quer zu einer in Hauptströmungsrichtung orientierten Längserstreckung des Strömungskanals mittig in dem Strömungskanal angeordnet ist. Diese Ausbildung eignet sich insbesondere für rotationssymmetrisch ausgebildete Strömungskanäle. In diesem Fall kann der Absorptionskörper ebenfalls rotationssymmetrisch ausgebildet sein, so dass die Symmetrieachsen des Absorptionskörpers und des Strömungskanals aufeinanderliegen. Die innerhalb des Strömungskanals geführte Luftströmung trifft bevorzugt symmetrisch auf die Kegelspitze des Absorptionskörpers und wird dort zu gleichen Anteilen über die verschiedenen Umfangsteilbereiche der Kegelumfangsfläche verteilt, so dass die Strömungsverhältnisse in Umfangsrichtung der Kegelumfangsfläche im Wesentlichen identisch sind. In dem Fall, dass der Absorptionskörper nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist, sondern beispielsweise als Extrusionskörper, ist die zweidimensionale Kegelspitze bevorzugt symmetrisch und/oder orthogonal zu der Längserstreckung des Strömungskanals orientiert, so dass bezogen auf die beiden sich gegenüberliegenden Umfangsteilbereiche der Kegelumfangsfläche ebenfalls im Wesentlichen gleiche Strömungsverhältnisse herrschen.
  • In diesem Sinne kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Strömungskanal bezogen auf den Querschnitt symmetrisch ausgebildet ist und der kegelförmige Absorptionskörper entlang einer Symmetrielängsachse des Strömungskanals ausgerichtet ist, wobei insbesondere eine Symmetrieachse des Absorptionskörpers parallel zu der Symmetrielängsachse des Strömungskanals orientiert ist. Die Kegelspitze des Absorptionskörpers liegt dabei auf der Symmetrielängsachse des Strömungskanals, während sich die Kegelumfangsfläche symmetrisch und zu gleichen Teilen bezogen auf die Symmetrielängsachse verteilt.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Symmetrieachse des Absorptionskörpers nicht-parallel zu einer Symmetrielängsachse des Strömungskanals orientiert ist. Gemäß dieser Ausführung kann insbesondere die Kegelspitze außerhalb der Symmetrielängsachse des Strömungskanals angeordnet sein. Diese Ausbildung eignet sich insbesondere für Haushaltsgeräte mit nicht symmetrisch ausgebildeten Strömungskanälen bzw. Haushaltsgeräte, bei welchen das Gerätegehäuse unregelmäßig geformt ist und insbesondere im Bereich der Austrittsöffnung eine Schrägstellung aufweist. Um in diesem Fall eine optimale Strömungsführung der Luftströmung in Richtung der Austrittsöffnung bzw. Austrittsöffnungen zu erreichen, kann der Absorptionskörper nicht symmetrisch angeordnet sein und damit auch nicht-symmetrisch zu einer Symmetrielängsachse des Strömungskanals orientiert sein. Auch in diesem Fall gilt wiederum, dass sich eine Ausbildung des Absorptionskörpers als Rotationskörper am besten für zylindrische Gerätegehäuse eignet, während für eckig-prismatische Haushaltsgeräte bzw. Strömungskanäle besonders ein Extrusionskörper geeignet ist.
  • In allen Fällen empfiehlt es sich, dass eine Wandstärke des schallabsorbierenden Materials des Absorptionskörpers bezogen auf eine Richtung quer zu der Hauptströmungsrichtung mindestens einem Viertel einer Wellenlänge einer zu dämpfenden Schallwelle entspricht. Die Wandstärke des Absorptionskörpers bzw. dessen schallabsorbierenden Materials wird somit an die Schallfrequenzen angepasst, welche in der in dem Strömungskanal geführten Luftströmung vertreten sind. Das akustisch wirksame Material, d. h. das schallabsorbierende Material, muss somit mindestens eine Wandstärke von λ/4 aufweisen, wobei λ die Wellenlänge der zu dämpfenden Schallwelle ist. Eine Cutoff-Frequenz, welche den Schallanteil mit der tiefsten noch von dem Material absorbierbaren Frequenz beschreibt, steht in folgender Beziehung zu der Wellenlänge bzw. der Materialstärke des schallabsorbierenden Materials des Absorptionskörpers: f = c/λ = c/4 * d, wobei f die Cutoff-Frequenz ist, c die Schallgeschwindigkeit und d die Wandstärke des schallabsorbierenden Materials. Erkennbar ist somit, dass die Cutoff-Frequenz f sinkt, je größer die Wandstärke d des schallabsorbierenden Materials ist.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Absorptionskörper ein Vliesmaterial oder ein offenporiges Schaummaterial aufweist. Insbesondere kann der Absorptionskörper einen Melaminharzschaum oder einen Polyurethanschaum aufweisen. Diese Materialien haben sich in der Praxis als besonders wirksam erwiesen, um gängige Schallfrequenzen in Haushaltsgeräten zu absorbieren, insbesondere Schallfrequenzen, welche durch ein Gebläse verursacht werden. Das Vliesmaterial oder Schaummaterial bildet ein strömungsdurchlässiges Schallreduzierungselement, welches dafür sorgt, dass die Schallausbreitung innerhalb des schallabsorbierenden Materials ungehindert erfolgen kann. Bevorzugt ist die Schallreduzierungswand für die Schallenergie möglichst reflexionsfrei, so dass ein Großteil der Schallenergie von dem Material absorbiert werden kann. Die Schallenergie wird sowohl entlang der Oberfläche des Absorptionskörpers, als auch quer zu der Oberfläche, nämlich über die Wandstärke, d. h. die Dicke des Absorptionskörpers, absorbiert. Der Betrag der absorbierten Schallenergie ist dabei proportional zu dem Betrag der Oberfläche des schallabsorbierenden Materials des Absorptionskörpers. Als besonders vorteilhaft hat es sich des Weiteren herausgestellt, einen faserverstärkten Vliesstoff zu verwenden. Bezogen auf das Volumen kann ein solcher Vliesstoff bevorzugt zu 20 % bis 40 % faserverstärkt sein. Ganz besonders bevorzugt ist der Vliesstoff zu ungefähr 30 % faserverstärkt. Faserverstärkt bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Vliesstoff, welcher insbesondere aus Polypropylen oder Polystyrol bestehen kann, mit Hilfe von Glas- und/oder Kohlefasern versteift ist. Des Weiteren kann der Vliesstoff bevorzugt auch gewoben sein.
  • Das schallabsorbierende Material des Absorptionskörpers sollte in eine Richtung quer zu der Strömungsrichtung der Luftströmung eine Wandstärke von mehreren Millimetern aufweisen. Insbesondere hat sich eine Mindest-Wandstärke zwischen 1 mm und 10 mm als besonders vorteilhaft herausgestellt, besonders bevorzugt zwischen 3 mm und 6 mm. Somit kann ein Wellenlängenbereich eingestellt werden, welcher von dem schallabsorbierenden Material optimal absorbiert werden kann. Damit können auch geringfügige Änderungen der Schallwellenlänge ausgeglichen werden, welche beispielsweise durch eine geänderte Rotationsfrequenz des Gebläses oder durch eine geringfügige (betriebsbedingte) Formänderung des Strömungskanals verursacht werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Absorptionskörper auf einer von der Kegelumfangsfläche abgewandten Seite des schallabsorbierenden Materials eine luftdicht abschließende Wandung aufweist. Dadurch wird erreicht, dass das ansonsten offenporige Material des Absorptionskörpers nicht komplett von der Luftströmung passiert werden kann, sondern die in den Absorptionskörper eingetretene Luft den Absorptionskörper dann auch wieder in im Wesentlichen entgegengesetzte Richtung verlässt und innerhalb des Strömungskanals verbleibt. Somit weist der Absorptionskörper durch die luftdicht abschließende Wandung eine Dämmlage auf, die den Luftaustritt und auch Schallaustritt in eine definierte Richtung lenkt.
  • Der Absorptionskörper kann ein Hohlkörper mit einer Kegelaußenwandung aus schallabsorbierendem Material oder ein vollständig mit schallabsorbierendem Material gefüllter Massivkörper sein. Sofern es sich bei dem Absorptionskörper um einen Hohlkörper handelt, kann dieser eine relativ dünne, aus absorbierendem Material bestehende Verkleidung aufweisen, die die Kegelaußenwandung bildet. Die Materialstärke der absorbierenden Verkleidung gibt dabei die Wirktiefe des Absorptionskörpers vor. Die Wandstärke der Verkleidung muss dabei mindestens ein Viertel der Wellenlänge eines zu absorbierenden Schallanteils betragen, um für diesen absorbierend wirken zu können. Der Absorptionskörper kann einen hohlen Trägerkörper aufweisen, an welchem die absorbierenden Kegelaußenwandungen befestigt sind, beispielsweise durch Verrasten, Verkleben oder ähnliches. Ebenso kann der Absorptionskörper auch als ein hohles Spritzgussteil ausgebildet sein. Alternativ kann der Absorptionskörper ein Massivkörper sein, d. h. vollständig aus schallabsorbierendem Material bestehen. In diesem Fall ist die Wirktiefe die jeweilige richtungsbezogene Dicke des Absorptionskörpers. Dadurch, dass ein Massivkörper demnach eine größere Wandstärke aufweist als ein Hohlkörper, welcher lediglich eine schallabsorbierende Verkleidung aufweist, ist die Cutoff-Frequenz bei einem Massivkörper deutlich niedriger als bei einer bloßen Verkleidung. Dementsprechend kann mittels eines Massivkörpers ein wesentlich größerer Anteil der Schallenergie innerhalb des Strömungskanals absorbiert werden.
  • Es wird vorgeschlagen, dass der Absorptionskörper an einem von der Kegelspitze abgewandten Endbereich der Kegelumfangsfläche eine in Verlängerung der Kegelumfangsfläche über das schallabsorbierende Material der Kegelumfangsfläche hinausgehende Diffusoreinrichtung aufweist. Die Diffusoreinrichtung weist selbst kein schallabsorbierendes Material auf und ist bezogen auf eine zu der Hauptströmungsrichtung orthogonale Richtung auch nicht mit schallabsorbierendem Material hinterlegt. Die Diffusoreinrichtung dient in Kombination mit dem Absorptionskörper zur Lenkung der innerhalb des Strömungskanals geführten Luftströmung zu der mindestens einen Austrittsöffnung. Dabei kann die Lage und Form der Diffusoreinrichtung insbesondere an die Geometrie des Absorptionskörpers angepasst sein. Die Diffusoreinrichtung besteht bevorzugt aus einem Hartkunststoff, welcher luftundurchlässig ausgebildet ist. Die Diffusoreinrichtung ist des Weiteren bevorzugt ein separater Kunststoffteil, welcher für optimal geringe Strömungsverluste innerhalb des Strömungskanals sorgt. Bevorzugt bildet die strömungsführende Oberfläche der Diffusoreinrichtung eine stetige Verlängerung der Kegelumfangsfläche des Absorptionskörpers, um die Luftströmung möglichst verwirbelungsfrei zu der Austrittsöffnung leiten zu können. Besonders bevorzugt eignet sich die Verwendung einer gekrümmten Diffusoreinrichtung in Kombination mit einem Absorptionskörper, dessen Kegelumfangsfläche eine geradlinige Kontur aufweist. In diesem Fall kann der Absorptionskörper besonders einfach als regelmäßiger Kegel hergestellt werden, wobei die Diffusoreinrichtung in Strömungsrichtung zusätzlich als nachgeschalteter Kunststoffteil dient, welcher die Luftströmung aufgrund seiner gekrümmten Ausbildung zur Seite, nämlich zu der Austrittsöffnung lenkt. Insofern können die Herstellungskosten für den Absorptionskörper gering gehalten werden. Die Diffusoreinrichtung bildet dabei ein Bindeglied zwischen dem Absorptionskörper und der Austrittsöffnung, wobei die Diffusoreinrichtung insbesondere unmittelbar an einem Öffnungsrand der Austrittsöffnung enden kann. Darüber hinaus kann durch eine Kombination aus einem Absorptionskörper und einer Diffusoreinrichtung ein optimaler Kompromiss zwischen einer Schallabsorption und einer verlustarmen Strömungsumlenkung erreicht werden, da die Wirktiefe des schallabsorbierenden Materials abnimmt, je ausgeprägter eine Strömungsumlenkung ist. Somit kann der Absorptionskörper die schallabsorbierende Funktion erfüllen, während die Diffusoreinrichtung für die Strömungsumlenkung zu der Austrittsöffnung dient.
  • Schließlich können unterschiedliche geometrische Formen für die Kegelumfangsfläche des Absorptionskörpers vorgesehen sein. Zumindest ein Umfangsteilbereich der Kegelumfangsfläche kann bezogen auf seine Kontur beispielsweise eben, konkav oder konvex ausgebildet sein. Mit Kontur ist diejenige Konturlinie gemeint, die bei einer seitlichen Ansicht auf den Absorptionskörper, quer zu einer von der Kegelspitze ausgehenden Symmetrieachse/ Längsachse, sichtbar ist. Wie zuvor dargestellt, kann ein Absorptionskörper mit ebener Kontur besonders kostengünstig hergestellt werden. Allerdings hat ein Absorptionskörper mit gekrümmter Kontur den Vorteil, dass die in dem Strömungskanal geführte Luftströmung gegebenenfalls mehrfach auf schallabsorbierende Elemente trifft, insbesondere wenn der Absorptionskörper innerhalb eines Schalldämpfungssystems mit weiteren Absorptionselementen kombiniert wird. Durch mehrmalige Reflexionen der Luftströmung an schallabsorbierenden Elementen kommt es zu einem erhöhten Gesamtabsorptionsgrad, und im Gegensatz zu beispielsweise abrupten, d. h. nicht stetigen, Richtungsänderungen des Strömungskanals können dabei die Druckverluste möglichst gering gehalten werden. Des Weiteren kann eine konkave oder konvexe Kontur der Kegelumfangsfläche mit einer ebenfalls gekrümmten Diffusoreinrichtung kombiniert werden, wobei dann jeweils der gekrümmte Teilbereich des Absorptionskörpers bzw. die Diffusoreinrichtung eine relativ gemäßigte Krümmung aufweisen kann, verglichen mit einer Situation, in welcher nur die Diffusoreinrichtung oder nur der Absorptionskörper eine Krümmung aufweist.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät;
    Fig. 2
    eine Prinzipskizze eines Strömungskanals mit einem Absorptionskörper;
    Fig. 3a, b, c,
    unterschiedliche Ausführungsformen eines Absorptionskörpers;
    Fig. 4a
    dreidimensionale Darstellung eines Schnitts durch einen als Rotationskörper ausgebildeten Absorptionskörper;
    Fig. 4b
    dreidimensionale Darstellung eines Schnitts durch einen als Extrusionskörper ausgebildeten Absorptionskörper;
    Fig. 5a, b
    Prinzipskizzen zweier Absorptionskörper (Rotationskörper bzw. Extrusionskörper);
    Fig. 6
    einen rotationssymmetrischen Strömungskanalabschnitt mit einem Absorptionskörper gemäß Fig. 4a;
    Fig. 7a, b, c
    unterschiedliche Schnittebenen durch den Strömungskanalabschnitt gemäß Fig. 6;
    Fig. 8a, b
    einen prismatischen Strömungskanalabschnitt mit einem als Extrusionskörper ausgebildeten Absorptionskörper (unterschiedliche Darstellungsrichtungen).
    Beschreibung der Ausführungsformen
  • Figur 1 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausführung eines erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes 1, welches hier als Bodenbearbeitungsgerät ausgebildet ist. Hier handelt es sich bei dem Haushaltsgerät 1 um einen von einem Nutzer manuell zu führenden Staubsauger. Das Haushaltsgerät 1 weist ein Basisgerät 19 und ein lösbar mit dem Basisgerät 19 verbundenes Vorsatzgerät 20 auf. Bei dem Vorsatzgerät 20 handelt es sich hier beispielsweise um eine Saugdüse mit einem Saugmund 21 und einem dem Saugmund 21 zugeordneten, nicht weiter dargestellten Bodenbearbeitungselement. Das Bodenbearbeitungselement kann beispielsweise eine rotierende Walze mit Borstenelementen sein. Das Basisgerät 19 des Haushaltsgerätes 1 verfügt über ein Gerätegehäuse 2, in welchem sich unter anderem eine Sauggutkammer 18 und ein Gebläse 3 befinden. Ein Strömungskanal 5 verbindet eine Ausblasseite des Gebläses 3 mit zumindest einer Austrittsöffnung 4 (siehe Figur 2). Das Gebläse 3 dient zum Einsaugen von Sauggut in die Sauggutkammer 18, wobei auf einer zu reinigenden Fläche befindliches Sauggut durch den Saugmund 21 des Vorsatzgerätes 20 hindurch in die Sauggutkammer 18 des Basisgerätes 19 eingesaugt werden kann. Während das Sauggut innerhalb der Sauggutkammer 18 verbleibt, strömt gereinigte Luft durch das Gebläse 3 und den Strömungskanal 5 hindurch zu der Austrittsöffnung 4 des Haushaltsgerätes 1.
  • Das Basisgerät 19 des Haushaltsgerätes 1 weist des Weiteren einen Stiel 23 mit einem Griff 22 auf. An dem Griff 22 kann beispielsweise ein Schalter (nicht weiter dargestellt) angeordnet sein, über welchen ein Nutzer einen bestimmten Betriebsmodus des Haushaltsgerätes 1, beispielsweise eine Intensitätsstufe des Gebläses 3 und/oder eine Drehzahl des Bodenbearbeitungselementes des Vorsatzgerätes 20, einstellen kann.
  • Durch den Betrieb des Gebläses 3 entsteht Schall, welcher über den Strömungskanal 5 zu der Austrittsöffnung 4 und in die Umgebung des Haushaltsgerätes 1 gelangt. Um das Haushaltsgerät 1 so auszubilden, dass die Anwendung für einen Nutzer angenehm ist, verfügt das Haushaltsgerät 1 daher über eine mit Bezug zu den weiteren Figuren näher dargestellte und erläuterte Schalldämpfungseinrichtung 6. Die von dem Gebläse 3 emittierten Schallfrequenzen sind von verschiedenen Parametern abhängig, beispielsweise von einer Drehzahl einer Motorwelle des Gebläses 3. Von Interesse ist insbesondere eine sogenannte Schaufelpassierfrequenz des Gebläses 3, welche sich einerseits durch die Drehzahl der Motorwelle, und andererseits durch die Anzahl von Gebläseschaufeln des Gebläses 3 bestimmt. Die Schalldämpfungseinrichtung 6 ist daher insbesondere so ausgestaltet, dass die charakteristischen Schallfrequenzen des Gebläses 3, welche bei bestimmten Leistungsstufen des Gebläses 3 entstehen, absorbiert werden.
  • Figur 2 zeigt eine Prinzipskizze eines längsgeschnittenen Teilbereiches des Gerätegehäuses 2 des Haushaltsgerätes 1, in welchem sich das Gebläse 3 und die Schalldämpfungseinrichtung 6 befinden. Die Sauggutkammer 18 des Haushaltsgerätes 1 ist dem Gebläse 3 in eine anfängliche Hauptströmungsrichtung s des Luftstroms v vorgeschaltet, so dass Sauggut ausgehend von dem Saugmund 21 des Vorsatzgerätes 20 mittels des Gebläses 3 in die Sauggutkammer 18 gesaugt wird. An eine Druckseite bzw. Ausblasseite des Gebläses 3 schließt sich der Strömungskanal 5 an, welcher zwischen dem Gebläse 3 und mehreren Austrittsöffnungen 4, hier beispielsweise zwei bezogen auf eine Symmetrielängsachse 12 des Strömungskanals 5 gegenüberliegende Austrittsöffnungen 4, verläuft. Die Schalldämpfungseinrichtung 6 befindet sich in dem Luftstrom v, welcher das Gebläse 3 verlässt und zu den Austrittsöffnungen 4 strömt. Dabei strömt der Luftstrom v an einer Oberfläche der Schalldämpfungseinrichtung 6 entlang. Die Schalldämpfungseinrichtung 6 weist einen Absorptionskörper 7 auf, welcher in Figur 2 beispielsweise vollständig aus einem schallabsorbierenden Material 8 besteht. Der Absorptionskörper 7 weist die geometrische Gestalt eines Kegels auf, mit einer Kegelspitze 9 und einer sich ausgehend von der Kegelspitze 9 aufweitenden Kegelumfangsfläche 10, welche sich bis zu einem der Kegelspitze 9 abgewandten Endbereich 16 stetig erweitert. Die Kegelumfangsfläche 10 weist in Umfangsrichtung eine Mehrzahl von Umfangsteilbereichen 11 auf, wobei sich bezogen auf den in Figur 2 dargestellten Längsschnitt zwei Umfangsteilbereiche 11 gegenüberliegen, die jeweils einer Austrittsöffnung 4 benachbart sind. Sowohl der Strömungskanal 5, als auch der Absorptionskörper 7 sind hier beispielsweise rotationssymmetrisch ausgebildet, so dass eine Symmetrielängsachse 12 des Strömungskanals 5 und eine Symmetrieachse 13 des Absorptionskörpers 7 parallel zueinander orientiert sind und hier insbesondere aufeinanderliegen. Eine Kontur der Kegelumfangsfläche 10 des Absorptionskörpers 7 ist in dem dargestellten Längsschnitt eben ausgebildet und lediglich in Umfangsrichtung gekrümmt. An den Endbereich 16 der Kegelumfangsfläche 10 schließt sich eine Diffusoreinrichtung 17 an.
  • Der Absorptionskörper 7 ist hier beispielsweise ein vollständig gefüllter Massivkörper aus einem Schaummaterial, nämlich einem offenporigen, schallabsorbierenden Material 8, zum Beispiel Melaminharz oder Polyurethan. Auf der, der Kegelspitze 9 abgewandten Seite weist der Absorptionskörper 7 eine luftdicht abschließende Wandung 14 auf. Diese Wandung 14 besteht aus einem schalldämmenden Material, damit die in die Poren des schallabsorbierenden Materials 8 eintretenden Schallwellen den Absorptionskörper 7 auf dessen Rückseite, d. h. der der Kegelspitze 9 abgewandten Seite, nicht verlassen können, sondern die nicht absorbierten Anteile der Schallwellen vielmehr zurück in den Strömungskanal 5 reflektiert werden, um dann gegebenenfalls wiederum, zum Beispiel an einem anderen, nicht weiter dargestellten Absorptionselement, absorbiert zu werden. Der Absorptionskörper 7 bzw. dessen schallabsorbierendes Material 8 weist eine bestimmte Wandstärke d (siehe Figur 3b) auf. Diese hängt von der Dicke des schallabsorbierenden Materials 8 ab. Die Wandstärke d ist für unterschiedliche Eintrittswinkel der Schallwellen unterschiedlich. Damit das schallabsorbierende Material 8 eine Schallwelle mit einer definierten Frequenz optimal absorbieren kann, ist es erforderlich, dass die Wandstärke d mindestens so groß ist wie ein Viertel der Wellenlänge der betreffenden Schallwelle. Dadurch wird erreicht, dass ein erstes Maximum der Schallschnelle des betreffenden Schallanteils noch innerhalb des schallabsorbierenden Materials 8 des Absorptionskörpers 7 liegt. Die Schallschnelle einer zwischen einer Innenwandung des Strömungskanals 5 und der luftdicht abschließenden Wandung 14 des Absorptionskörpers 7 stehenden Schallwelle weist an der Innenwandung des Strömungskanals 5 eine Amplitude von 0 auf und setzt sich davon ausgehend als stehende Sinuswelle in Richtung des Absorptionskörpers 7 fort. Wesentlich ist, dass ein relevanter, dem Absorptionskörper 7 nächstliegender Amplitudenpeak noch innerhalb des schallabsorbierenden Materials 8 des Absorptionskörpers 7 liegt. Dadurch wird möglichst viel Schallenergie innerhalb der Poren des schallabsorbierenden Materials 8 absorbiert und nicht zurück in den Strömungskanal 5 reflektiert.
  • Für die Ausgestaltung des Absorptionskörpers 7 kommen unterschiedliche Ausführungen in Betracht. Die Figuren 3a, 3b und 3c zeigen drei mögliche Arten von Absorptionskörpern 7, wobei die dargestellten Beispiele nicht abschließend sind, sondern darüber hinaus auch noch weitere Ausführungsarten möglich sind, beispielsweise auch Kombinationen dieser.
  • Figur 3a zeigt einen Absorptionskörper 7, welcher als Hohlkörper ausgestaltet ist. Dieser weist eine Kegelaußenwandung 15 aus schallabsorbierendem Material 8 auf. Beispielsweise verfügt der Hohlkörper über eine Trägerstruktur, die bezogen auf die Kegelumfangsfläche 10 mit schallabsorbierendem Material 8 verkleidet ist. Das schallabsorbierende Material 8 ist auf der in das Innere des Hohlkörpers gewandten Seite mit einer luftdicht abschließenden Wandung 14 versehen, so dass der Luftstrom v von dem Gebläse 3 kommend zwar in das schallabsorbierende Material 8 eintreten kann, jedoch nicht absorbierte Schallanteile an der Wandung 14 reflektiert werden und sodann zurück in den Strömungskanal 5 gelangen. Die Schallwellen können das schallabsorbierende Material 8 somit nicht auf der Rückseite verlassen. Dies bedeutet, dass die Schallwellen auch nicht in den Hohlraum des Hohlkörpers bzw. Trägerkörpers gelangen können. Bei dieser Ausführung ist die Wandstärke d des schallabsorbierenden Materials 8 verglichen mit einem als Massivkörper ausgebildeten Absorptionskörper 7 relativ gering. Die tiefste Frequenz, welche von dem schallabsorbierenden Material 8 noch absorbiert werden kann, ist umgekehrt proportional zu der Wandstärke d. Dies bedeutet, dass die geringste absorbierbare Frequenz, die sogenannte Cutoff-Frequenz, kleiner ist, je größer die Wandstärke d ist.
  • Der hier beispielsweise entlang einer Symmetrielängsachse 12 des Strömungskanals 5 und einer Symmetrieachse 13 des Absorptionskörpers 7 auf die Kegelspitze 9 zuströmende Luftstrom v wird an der Kegelspitze 9 aufgeteilt. Aufgrund der symmetrischen Ausbildung des Strömungskanals 5 sowie der symmetrischen Anordnung des Absorptionskörpers 7 innerhalb des Strömungskanals 5 erfolgt im Wesentlichen eine homogene Aufteilung des Luftstroms v über alle Umfangsteilbereiche 11 entlang der Umfangsrichtung des Absorptionskörpers 7. Der in dem Luftstrom v getragene Schall durchsetzt das schallabsorbierende Material 8 nach der Aufteilung quer zu einer Hauptströmungsrichtung s', welche im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche des schallabsorbierenden Materials 8 strömt. Ein resonanter Schallanteil innerhalb des Luftstroms v, welcher eine stehende Welle zwischen beispielsweise einer Innenwandung des Strömungskanals 5 und der luftdichten Wandung 14 des schallabsorbierenden Materials 8 bildet, weist einen sinusförmigen Verlauf der Schallamplitude auf. Daher existieren quer zu der Hauptströmungsrichtung s' Intensitätsmaxima und -minima. Damit das schallabsorbierende Material 8 seine schallabsorbierende Wirkung entfalten kann, ist es wesentlich, dass ein bezogen auf die geführte Schallenergie relevanter Schallanteil ein Amplitudenmaximum hat, welches sich in dem schallabsorbierenden Material 8 befindet. Je größer daher die Wandstärke d des schallabsorbierenden Materials 8, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein eine bestimmte Frequenz aufweisender Schallanteil tatsächlich auch absorbiert werden kann.
  • Die in Figur 3b dargestellte Ausführungsform eines Absorptionskörpers 7 weist gegenüber dem in Figur 3a dargestellten Absorptionskörper 7 eine deutlich größere Wandstärke d' auf. Da der Absorptionskörper 7 als Massivkörper ausgebildet ist, besteht dieser vollständig aus schallabsorbierendem Material 8. Die Wandstärke d' entspricht der jeweiligen Ausdehnung des Absorptionskörpers 7 quer zu der Hauptströmungsrichtung s'. Wie in Figur 3b deutlich wird, ändert sich die Wandstärke d' demnach entlang der Hauptströmungsrichtung s'. Auch der als Massivkörper ausgebildete Absorptionskörper 7 weist eine luftdichte Wandung 14 auf der Rückseite des Absorptionskörpers 7 auf. Die Rückseite ist dabei diejenige Seite, welche der Kegelspitze 9 entgegengesetzt ist, nämlich sich an einem der Kegelspitze 9 entgegengesetzten Endbereich 16 der Kegelumfangsfläche 10 befindet.
  • Figur 3c zeigt eine Kombination eines als Massivkörper ausgebildeten Absorptionskörpers 7 in Kombination mit einer Diffusoreinrichtung 17, welche zur Strömungsführung des Luftstroms v hin zu einer bzw. mehreren Austrittsöffnungen 4 des Strömungskanals 5 dient. Die Diffusoreinrichtung 17 weist kein schallabsorbierendes Material 8 auf. Die Diffusoreinrichtung 17 kann beispielsweise aus einem Hartkunststoff hergestellt sein, welcher sich an den der Kegelspitze 9 abgewandten Endbereich 16 des Absorptionskörpers 7 anschließt. Die schallabsorbierende Funktion übernimmt bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls das schallabsorbierende Material 8 des Absorptionskörpers 7. Dieser lenkt den Luftstrom v aus der anfänglichen Hauptströmungsrichtung s in die entlang der Kegelumfangsfläche 10 laufenden Hauptströmungsrichtungen s' um. Die komplette strömungsführende Fläche des Absorptionskörpers 7, nämlich die gesamte Kegelumfangsfläche 10, wirkt dabei schallabsorbierend. Die Kontinuität der Strömungsführung wird durch den sich an den Endbereich 16 der Kegelumfangsfläche 10 anschließenden separaten Kunststoffteil, nämlich die Diffusoreinrichtung 17, gewährleistet. Die Diffusoreinrichtung 17 lenkt den Luftstrom v zu der Austrittsöffnung 4 bzw. mehreren Austrittsöffnungen 4. Durch die geschwungene, nämlich gekrümmte, Ausgestaltung der Diffusoreinrichtung 17 wird der Strömungswiderstand gering gehalten. Obwohl dies nicht dargestellt ist, können der Absorptionskörper 7 und die Diffusoreinrichtung 17 des Weiteren auch Bestandteile eines kompletten Schalldämpfersystems sein, das noch weitere Schallabsorptionselemente, beispielsweise schallabsorbierende Innenwände des Strömungskanals 5, aufweist.
  • In allen vorgenannten Ausführungsbeispielen besteht der Absorptionskörper 7 aus einem schallabsorbierenden Material 8, wie beispielsweise einem Schaum oder Vlies. Diese Materialien sind luftdurchlässig hergestellt, beispielsweise in Form eines offenporigen Schaums oder gewebten Vlieses. Die Form des Absorptionskörpers 7 kann des Weiteren an die geometrische Form des Haushaltsgerätes 1 bzw. dessen Gerätegehäuse 2 und Strömungskanal 5 angepasst sein. Für im Wesentlichen zylindrische Gerätegehäuse 2 und Strömungskanäle 5 eignet sich ein Rotationskörper am besten, während für eckig-prismatische Gerätegehäuse 2 bzw. Strömungskanäle 5 ein Extrusionskörper besser geeignet ist.
  • Wie des Weiteren in den Figuren 4 bis 8 dargestellt, kann der Absorptionskörper 7 als Rotationskörper oder Extrusionskörper ausgebildet sein. Besonders einfach herzustellen sind Absorptionskörper 7, deren Kegelumfangsfläche 10 in einem Längsschnitt betrachtet keine Krümmung aufweist, so dass sich die Kontur des Absorptionskörpers 7 als Gerade darstellt. Um dennoch eine günstige Strömungsführung zu der Austrittsöffnung 4 des Strömungskanals 5 zu erreichen, kann in Kombination eine gekrümmte Diffusoreinrichtung 17 verwendet werden.
  • Je nach der Ausgestaltung des Strömungskanals 5 kann der Absorptionskörper 7 beispielsweise als Rotationskörper (wie in den Figuren 4a, 5a, 6 und 7a bis 7c dargestellt) ausgebildet sein, oder alternativ als Extrusionskörper (wie in den Figuren 4b, 5b, 8a und 8b dargestellt). Wie bereits erläutert eignet sich ein Rotationskörper besonders für zylindrisch ausgebildete Strömungskanäle 5, während ein Extrusionskörper bei eckig-prismatischen Strömungskanälen 5 vorteilhaft ist. Auch andere Ausgestaltungen sind selbstverständlich möglich. Beispielsweise können die Querschnittsflächen des Absorptionskörpers 7 auch oval, dreieckig oder auf andere Art und Weise ausgestaltet sein. Auch eine Freiformfläche ist möglich.
  • Des Weiteren kann der Strömungskanal 5 beispielsweise bezogen auf seine Längserstreckung gekrümmt verlaufen, so dass ein die Austrittsöffnung 4 bzw. Austrittsöffnungen 4 aufweisender Strömungskanalabschnitt eine Schrägstellung relativ zu einer Symmetrielängsachse 12 des vorausgehenden Kanalabschnitts aufweist. In diesem Fall kann es vorteilhaft sein, dass die Symmetrieachse 13 des Absorptionskörpers 7, wie in den Figuren 4a, 5a, 6 und 7a bis c dargestellt, einen Winkel ungleich 0 zu der Symmetrielängsachse 12 des Strömungskanals 5 aufweist. Eine solche Schrägstellung zwischen der Symmetrielängsachse 12 des Strömungskanals 5 und der Symmetrieachse 13 des Absorptionskörpers 7 kann wie des Weiteren in Figur 4b dargestellt auch bei einem als Extrusionskörper ausgebildeten Absorptionskörper 7 vorgesehen sein. Durch die Schrägstellung wird erreicht, dass die, bezogen auf die Kegelspitze 9, gegenüberliegenden Umfangsteilbereiche 11 der Kegelumfangsfläche 10 unterschiedlich nah und mit unterschiedlichem Winkel relativ zu der jeweils benachbarten Austrittsöffnung 4 angeordnet sind. Bei der Ausbildung des Absorptionskörpers 7 als Extrusionskörper gelten die beispielsweise in den Figuren 4b und 5b dargestellten gegenüberliegenden Umfangsteilbereiche 11 als Kegelumfangsfläche 10 im Sinne der Erfindung. Die Kegelspitze 9 des Extrusionskörpers stellt sich von der Seite betrachtet, d. h. quer zu einer Längsachse bzw. Symmetrieachse 13 des Absorptionskörpers 7 betrachtet, als Linie dar.
  • Die Figur 6 und die Figuren 7a, 7b und 7c zeigen einen als Rotationskörper ausgebildeten Absorptionskörper 7 in einem Strömungskanal 5. Die Figuren 8a und 8b zeigen Entsprechendes für einen Extrusionskörper. Wie in Figur 6 dargestellt, kann der Absorptionskörper 7 so in den Strömungskanal 5 eingebracht werden, dass dessen Kegelspitze 9 nicht auf der Symmetrielängsachse 12 des Strömungskanals 5 liegt. Somit rufen die verschiedenen Umfangsteilbereiche 11 der Kegelumfangsfläche 10 verschiedene Hauptströmungsrichtungen s' für den Luftstrom v hervor. Die anfängliche Hauptströmungsrichtung s kann beispielsweise zunächst parallel zu der Symmetrielängsachse 12 des Strömungskanals 5 liegen. Durch die Orientierung des Absorptionskörpers 7 kann dann einerseits eine quantitative Aufteilung des Luftstroms v zu verschiedenen Austrittsöffnungen 4 gesteuert werden, andererseits ist es durch die Positionierung und Dimensionierung der Austrittsöffnungen 4 innerhalb des Strömungskanals 5 möglich, bestimmte Richtungen für aus dem Strömungskanal 5 austretende Luft zu sperren. Dadurch kann vermieden werden, dass Luft in ungewünschte Richtungen aus dem Gerätegehäuse 2 austritt, beispielsweise in Richtung eines Nutzers des Haushaltsgerätes 1 oder in Richtung einer zu reinigenden Bodenfläche. Bezogen auf das in Figur 6 dargestellte Beispiel wird der Luftstrom v zu einem überwiegenden Anteil seitlich zu den Austrittsöffnungen 4 umgelenkt. Die Figuren 8a und 8b zeigen einen als Extrusionskörper ausgebildeten Absorptionskörper 7, welcher eine gleichartige Funktionsweise hat.
  • Wesentlich ist darüber hinaus, wie die Austrittsöffnungen 4 relativ zu der Kegelspitze 9 des Absorptionskörpers 7 positioniert sind. Die Figuren 7a - c zeigen Schnittebenen durch den Strömungskanal 5 bzw. Absorptionskörper 7 gemäß Figur 6. Daraus gehen unter anderem die Strömungslinien des Luftstroms v an verschiedenen Umfangsteilbereichen 11 des Absorptionskörpers 7 hervor.
  • Grundsätzlich ist zu beachten, dass die Absorptionswirkung des schallabsorbierenden Materials 8 des Absorptionskörpers 7 umso geringer ist, je stärker die Kegelumfangsfläche 10 gekrümmt ist. Es ist somit ein Kompromiss zu finden zwischen einer ausgeprägten Umlenkung der Hauptströmungsrichtung s, s' und der schallabsorbierenden Wirkung des Absorptionskörpers 7 in der jeweiligen Einbausituation. Liste der Bezugszeichen
    1 Haushaltsgerät s Hauptströmungsrichtung
    2 Gerätegehäuse s' Hauptströmungsrichtung
    3 Gebläse v Luftstrom
    4 Austrittsöffnung d Wandstärke
    5 Strömungskanal d' Wandstärke
    6 Schalldämpfungseinrichtung
    7 Absorptionskörper
    8 Schallabsorbierendes Material
    9 Kegelspitze
    10 Kegelumfangsfläche
    11 Umfangsteilbereich
    12 Symmetrielängsachse
    13 Symmetrieachse
    14 Wandung
    15 Kegelaußenwandung
    16 Endbereich
    17 Diffusoreinrichtung
    18 Sauggutkammer
    19 Basisgerät
    20 Vorsatzgerät
    21 Saugmund
    22 Griff
    23 Stiel

Claims (10)

  1. Haushaltsgerät (1), insbesondere Bodenbearbeitungsgerät, mit einem Gerätegehäuse (2) und einem in dem Gerätegehäuse (2) angeordneten Gebläse (3), wobei das Gerätegehäuse (2) in Strömungsrichtung hinter dem Gebläse (3) einen Strömungskanal (5) mit einer Austrittsöffnung (4) aufweist, welche strömungsführend mit dem Gebläse (3) verbunden ist, und wobei in dem Strömungskanal (5) eine Schalldämpfungseinrichtung (6) zum Dämpfen von durch einen Betrieb des Haushaltsgerätes (1) entstehenden Schallwellen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungseinrichtung (6) einen kegelförmig ausgebildeten, ein schallabsorbierendes Material (8) aufweisenden Absorptionskörper (7) aufweist, wobei der kegelförmige Absorptionskörper (7) eine Kegelspitze (9) und eine sich ausgehend von der Kegelspitze (9) erweiternde Kegelumfangsfläche (10) aufweist, und wobei eine Hauptströmungsrichtung (s) eines von dem Gebläse (3) ausgeblasenen und in dem Strömungskanal (5) geführten Luftstroms (v) frontal auf die Kegelspitze (9) gerichtet ist, so dass der Luftstrom mittels der Kegelspitze (9) geteilt wird und ausgehend von der Kegelspitze (9) zumindest an zwei gegenüberliegenden Umfangsteilbereichen (11) der Kegelumfangsfläche (10) entlang zu der Austrittsöffnung (4) strömt.
  2. Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kegelförmige Absorptionskörper (7) bezogen auf einen Querschnitt quer zu einer in Hauptströmungsrichtung (s) orientierten Längserstreckung des Strömungskanals (5) mittig in dem Strömungskanal (5) angeordnet ist.
  3. Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (5) bezogen auf den Querschnitt symmetrisch ausgebildet ist und der kegelförmige Absorptionskörper (7) entlang einer Symmetrielängsachse (12) des Strömungskanals (5) ausgerichtet ist, wobei insbesondere eine Symmetrieachse (13) des Absorptionskörpers (7) parallel zu der Symmetrielängsachse (12) des Strömungskanals (5) orientiert ist.
  4. Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Symmetrieachse (13) des Absorptionskörpers (7) nicht-parallel zu einer Symmetrielängsachse (12) des Strömungskanals (5) orientiert ist, wobei insbesondere die Kegelspitze (9) außerhalb der Symmetrielängsachse (12) des Strömungskanals (5) angeordnet ist.
  5. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wandstärke (d, d') des schallabsorbierenden Materials (8) des Absorptionskörpers (7) bezogen auf eine Richtung quer zu der Hauptströmungsrichtung (s, s') mindestens einem Viertel einer Wellenlänge einer zu dämpfenden Schallwelle entspricht.
  6. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionskörper (7) ein Vliesmaterial oder ein offenporiges Schaummaterial, insbesondere einen Melaminharzschaum oder Polyurethanschaum, aufweist.
  7. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionskörper (7) auf einer von der Kegelumfangsfläche (10) abgewandten Seite des schallabsorbierenden Materials (8) eine luftdicht abschließende Wandung (14) aufweist.
  8. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionskörper (7) ein Hohlkörper mit einer Kegelaußenwandung (15) aus schallabsorbierendem Material (8) oder ein vollständig mit schallabsorbierendem Material (8) gefüllter Massivkörper ist.
  9. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absorptionskörper (7) an einem von der Kegelspitze (9) abgewandten Endbereich (16) der Kegelumfangsfläche (10) eine in Verlängerung der Kegelumfangsfläche (10) über das schallabsorbierende Material (8) der Kegelumfangsfläche (10) hinausgehende Diffusoreinrichtung (17) aufweist.
  10. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Umfangsteilbereich (11) der Kegelumfangsfläche (10) eben, konkav oder konvex ausgebildet ist.
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