DE60225837T2

DE60225837T2 - Reinigungskopf für staubsauger

Info

Publication number: DE60225837T2
Application number: DE60225837T
Authority: DE
Inventors: Alexander Simon David Malmesbury Rocke
Original assignee: Dyson Technology Ltd
Current assignee: Dyson Technology Ltd
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2022-11-16
Also published as: KR20040071216A; TW200305381A; TWI295166B; CN1302742C; CA2471276A1; AU2002339173A1; US20070101537A1; CN1607920A; GB2383257A; MY136429A; US7437799B2; RU2004122391A; KR100879080B1; EP1455626B1; RU2281682C2; ATE390074T1; JP4031436B2; GB0130662D0; AU2002339173B2; DE60225837D1

Description

Diese Erfindung betrifft einen Reinigungskopf für einen Staubsauger. Die Erfindung ist geeignet für eine Verwendung bei Haushaltstaubsaugern entweder der Handstaubsauger- oder der Bodenstaubsauger-Bauart.
Staubsaugerhersteller bieten möglichen Kunden häufig ein Maß der von ihren Erzeugnissen entwickelten „Luftleistung" an. Dies ist ein Maß des Sogwertes, der an der Saugöffnung des Geräts bereitgestellt wird, durch die Schmutzluft und Schmutzteilchen angesaugt werden. Bei Handstaubsaugern wird die Saugöffnung normalerweise in einem Reinigungskopf bereitgestellt, der unmittelbar an einem Hauptkörper oder Motorgehäuse des Staubsaugers angebracht ist. Bei Bodenstaubsaugern wird die Saugöffnung in einem Reinigungskopf bereitgestellt, der durch ein Bodenwerkzeug geformt wird, das über eine Baugruppe aus Schlauch und Handrohr mit dem Hauptkörper verbunden ist. Ein Nachteil des Bereitstellens eines hohen Maßes an Luftleistung an der Saugöffnung ist, dass der Reinigungskopf in einem solchen Ausmaß an die zu reinigende Oberfläche gesaugt wird, dass wenig oder keine Luft von außerhalb des Staubsaugers in die Saugöffnung eintreten kann. Dies führt zu einer Verringerung der Wirksamkeit des Staubsaugers, weil es erforderlich ist, dass ein Luftstrom durch den Staubsauger hindurchgeht, um Schmutz und Staub vom der Saugöffnung zur Abscheidevorrichtung zu befördern, mit deren Hilfe die mit Schmutz beladene Luft gereinigt wird. Eine andere nachteilige Wirkung ist, dass der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleiben" kann und dann schwer über die zu reinigende Oberfläche zu bewegen ist.
Es ist ebenfalls der Fall, dass manche Fußbodenbeläge Eigenschaften haben, die dazu führen, dass zwischen ihnen und dem Reinigungskopf hohe Reibungskräfte entwickelt werden, ungeachtet des Luftstroms, der durch den Reinigungskopf hindurchgeht. Dann sind vergleichsweise hohe Schubkräfte erforderlich, um den Reinigungskopf über diese Oberflächen zu manövrieren, was folglich eine normale Verwendung eines Staubsaugers schwierig macht.
Es ist bekannt, dass ein Nebenluftventil bereitgestellt wird, um zu ermöglichen, dass zusätzliche Luft in den Staubsauger eintritt, um den an der Saugöffnung entwickelten Sogwert zu verändern und so zu ermöglichen, dass der Betrieb des Staubsaugers bewusst in Reaktion auf sich verändernde Betriebsbedingungen abgestimmt wird. Das Bereitstellen eines zusätzlichen Luftstroms durch den Staubsauger verringert den an der Saugöffnung entwickelten Sog und verringert folglich die Kraft, mit welcher der Reinigungskopf an die Oberfläche angesaugt wird. Das Verringern dieser Kraft verringert folglich die Kraft, die erforderlich ist, um den Reinigungskopf über die zu reinigende Oberfläche zu manövrieren. Außerdem stellt das Bereitstellen eines zusätzlichen Luftstroms die Fähigkeit des durch den Staubsauger hindurchgehenden Luftstroms wieder her, Schmutz und Staub von dem Nebenluftventil zu der Abscheidevorrichtung zu befördern, so dass der Staubsauger seinen vorgesehenen Zweck ausführen kann.
Ein Staubsauger, der ein Nebenluftventil einschließt, wird in der US-Patentschrift 2.978.733 beschrieben. Dieses Dokument illustriert ein Nebenluftventil, das im Griffabschnitt eines Bodenstaubsaugers angeordnet ist. Die Anordnung ist derart, dass das Nebenluftventil normalerweise offen ist, aber wenn der Reinigungskopf in einer Vorwärtsrichtung bewegt wird, wird die Größe der Ventilöffnung verringert, was folglich den an der Saugöffnung entwickelten Sogwert steigert. Wenn der Reinigungskopf in einer Rückwärtsrichtung bewegt wird, wird die Größe der Ventilöffnung gesteigert, um so den an der Saugöffnung entwickelten Sog zu verringern. Die Wirkung dessen ist, die Kraft zu steigern, mit welcher der Reinigungskopf nach unten an die zu reinigende Oberfläche gesaugt wird, wenn der Reinigungskopf vorwärts bewegt wird, was es schwieriger macht, den Reinigungskopf vorwärts über die Oberfläche zu bewegen. Außerdem bedeutet das Anordnen des Nebenluftventils in dem Griff des Handrohres, dass das Einleiten von Nebenluft keine vorteilhafte Wirkung auf die Fähigkeit des Staubsaugers hat, Schmutz und Staub von der Saugöffnung zur Abscheidevorrichtung zu befördern, da der Luftstrom nicht in der Nähe der Saugöffnung ergänzt wird.
Eine abweichende Anordnung wird in JP 5211962 illustriert, die wieder einen Bodenstaubsauger betrifft. Es werden verschiedene Ausführungsformen illustriert, aber sie ermöglichen alle, dass zusätzliche Luft in den Reinigungskopf eingelassen wird, wenn der Reinigungskopf in einer Vorwärtsrichtung bewegt wird. Dies wird bei einigen Ausführungsformen erreicht durch geringfügiges Anheben der Vorderkante des Reinigungskopfes, wenn der Reinigungskopf in einer Vorwärtsrichtung bewegt wird, und bei anderen Ausführungsformen durch Veranlassen, dass sich ein Nebenlufteinlass öffnet, wenn der Reinigungskopf ähnlich vorwärts bewegt wird. Wenn dies geschieht, wird ermöglicht, dass zusätzliche Luft in den Reinigungskopf eintritt, und dies wird die Fähigkeit des Staubsaugers verbessern, Schmutz und Staub von dem Reinigungskopf zur Abscheidevorrichtung zu befördern. Die zum Manövrieren des Reinigungskopfes über den Fußboden in einer Vorwärtsrichtung erforderliche Anstrengung wird ebenfalls verringert, wenn das Nebenluftventil geöffnet wird, aber diese Wirkung wird erst erreicht, nachdem der Reinigungskopf zuerst aus seiner Ruheposition bewegt worden ist. Folglich wird die Kraft, die erforderlich ist, um den Reinigungskopf am der Ruheposition zu bewegen, durch die offenbarte Anordnung nicht verringert. Es ist ebenfalls bewerkenswert, dass das Einleiten von zusätzlicher Luft in den Reinigungskopf bewusst verhindert wird, wenn der Reinigungskopf in einer Rückwärtsrichtung bewegt wird. Wenn folglich der Reinigungskopf dieser Offenbarung in einer Rückwärtsrichtung bewegt wird, besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleiben" wird und die Wirksamkeit des Staubsaugers verringert wird.
Eine dritte bekannte Anordnung wird in EP 0898924A illustriert. Bei dieser Anordnung ist die Saugöffnung selbst einstellbar gemacht worden, so dass die Saugöffnung auf glatten Fußböden verhältnismäßig klein ist, aber wenn der Staubsauger auf Veloursteppichen mit tiefem Flor verwendet wird, die Hinterkante der Saugöffnung gegen die Wirkung einer Feder bewegt wird, um die Größe der Öffnung zu steigern. Dies kann veranlasst werden, wenn sich der Reinigungskopf entweder vorwärts oder rückwärts bewegt, und hat die Wirkung, das Maß des „Soges" zu verringern, mit dem der Reinigungskopf an dem Fußboden stecken bleibt, sowie die Wirksamkeit des Staubsaugers zu verbessern. Wie bei der Offenbarung von JP 5211962 kann diese Anordnung nur zum Funktionieren gebracht werden, wenn der Reinigungskopf tatsächlich über die zu reinigende Oberfläche bewegt wird. In beiden Fällen hat dies den Nachteil, dass, wenn der an der Saugöffnung entwickelte Sogwert hoch ist, der Benutzer die Kraft überwinden muss, die verursacht, dass der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche stecken bleibt, bevor die zusätzliche Luft in den Reinigungskopf eingelassen werden kann. Folglich wird die Kraft, die erforderlich ist, um eine Bewegung des Reinigungskopfes über die zu reinigende Oberfläche zu beginnen, mit Hilfe der bekannten Anordnungen nicht verringert.
Es ist ebenfalls bekannt, dass Nebenluftventile bereitgestellt werden, die selbsttätig auf eine Zunahme des im Reinigungskopf entwickelten Saugdrucks reagieren, der normalerweise eine Situation anzeigt, in welcher der Reinigungskopf am Fußboden stecken bleibt. Beispiele dieser Art von Nebenluftventil werden in GB 875332 und JP 2001218710 gezeigt, wobei Drucksensoren verwendet werden, um die jeweiligen Nebenluftventile zu öffnen. Solche Anordnungen können in Situationen helfen, in denen der Luftstrom daran gehindert wird, in den Reinigungskopf einzutreten, aber sie können keine Entlastung bieten, wenn der Fußbodenbelag von einer Art ist, die große Reibungskräfte zwischen ihm und dem Reinigungskopf erzeugt.
DE 2815196 offenbart einen Reinigungskopf nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Reinigungskopf für einen Staubsauger bereitzustellen. Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Reinigungskopf für einen Staubsauger bereitzustellen, wobei der Maß der Kraft, die zum Bewegen des Reinigungskopfes entweder vorwärts oder rückwärts über eine zu reinigende Oberfläche benötigt wird, verringert werden kann, ohne zuerst eine physische Bewegung des Reinigungskopfes über die Oberfläche zu erfordern. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Reinigungskopf für einen Staubsauger bereitzustellen, wobei das Maß der Kraft, die zum Bewegen des Reinigungskopfes über eine zu reinigende Oberfläche erforderlich ist, eine Obergrenze hat.
Die Erfindung stellt einen Reinigungskopf für einen Staubsauger bereit, der ein Gehäuse, eine Saugöffnung in einer Fläche des Gehäuses, die dafür vorgesehen ist, zu einer Fußbodenfläche zu zeigen, einen Saugdurchgang, um mit Schmutz beladene Luft von der Saugöffnung durch den Reinigungskopf zu einem Auslass desselben zu leiten, einen Nebenlufteinlass, der in dem Gehäuse angeordnet ist und durch ein Nebenluftventil verschlossen wird, das geöffnet werden kann, um zu ermöglichen, dass über den Nebenlufteinlass Luft in den Saugdurchgang eingelassen wird, umfasst, wobei der Reinigungskopf ferner ein Kraftübertragungselement umfasst, das mit einem Griff verbunden oder dafür eingerichtet ist, mit demselben verbunden zu sein, mit dessen Hilfe der Reinigungskopf bei Anwendung über die Fußbodenfläche manövriert wird, wobei das Kraftübertragungselement durch eine Verbindung mit dem Gehäuse verbunden ist, die, als Reaktion auf das Maß der zum Bewegen des Reinigungskopfes über die Fußbodenfläche erforderlichen Kraft, eine relative Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Gehäuse ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenluftventil dafür eingerichtet ist, als Reaktion auf das Maß der relativen Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Gehäuse, ungeachtet der Bewegungsrichtung des Reinigungskopfes, zu öffnen.
Bei der beanspruchten Anordnung wird das Nebenluftventil geöffnet, wenn mehr als ein vorbestimmtes Maß an Kraft erforderlich ist, um den Reinigungskopf über den Fußboden zu bewegen. Jedoch ist keine physische Bewegung des Reinigungskopfes erforderlich, um zu bewirken, dass das Nebenluftventil öffnet. Die relative Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Gehäuse kann dazu verwendet werden, zu bewirken, dass das Nebenluftventil öffnet, so dass eine physische Bewegung des Reinigungskopfes über die zu reinigende Oberfläche keine Vorraussetzung für das Funktionieren des Nebenluftventils ist. Daher gibt es keine Notwendigkeit, die Kraft zu überwinden, durch die der Reinigungskopf an dem Fußboden „stecken bleibt", um das Nebenluftventil zu aktivieren, was wiederum ermöglichen wird, dass der an der Saugöffnung entwickelte Sog verringert wird. Dies macht den Betrieb des Staubsaugers, insbesondere die Manövrierbarkeit des Reinigungskopfes, viel leichter für den Benutzer, wenn er sich Bedingungen gegenübersieht, in denen der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleibt". Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Nebenluftventil ungeachtet der Bewegungsrichtung des Reinigungskopfes geöffnet, so dass der Betrieb des Staubsaugers für den Benutzer leichter gemacht wird, wenn der Reinigungskopf sowohl vorwärts als auch rückwärts bewegt wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform öffnet das Nebenluftventil erst, wenn das Maß der relativen Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Gehäuse einen vorbestimmten Wert überschritten hat. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Nebenluftventil dafür eingerichtet, um ein Maß zu öffnen, das von dem Maß der relativen Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement und dem Gehäuse abhängig ist. Auf diese Weise wird die in den Saugdurchgang eingelassene Luftmenge selbsttätig gesteigert, wenn die zum Bewegen des Reinigungskopfes über die zu reinigende Oberfläche erforderliche Kraft hoch ist. Der an der Saugöffnung entwickelte Sogwert wird folglich zunehmend gesteigert, wenn das Maß der relativen Bewegung gesteigert wird. Schließlich wird ein Punkt erreicht, an dem die Saugkraft, die bewirkt, dass der Reinigungskopf an der Oberfläche „stecken bleibt", dadurch überwunden wird, dass der Benutzer ein annehmbares Maß an Kraft ausübt. Diese wahrgenommene Abnahme des Maßes an Kraft, dir zum Bewegen des Reinigungskopfes über die zu reinigende Oberfläche erforderlich ist, ist für den Benutzer vorteilhaft.
Es ist vorzuziehen, dass die in den Saugdurchgang eingelassene Luftmenge die gleiche ist, wenn eine bestimmte Kraft erforderlich ist, um den Reinigungskopf entweder in einer Vorwärtsrichtung oder in einer Rückwärtsrichtung über die Fußbodenfläche zu bewegen. Dies führt dazu, dass der Staubsauger gleichermaßen leicht zu manövrieren ist, wenn der Reinigungskopf sowohl in der Vorwärts- als auch in der Rückwärtsrichtung bewegt wird.
Es ist vorzuziehen, dass der Nebenlufteinlass an einer nach vorn zeigenden Fläche des Gehäuses und angrenzend an die Fläche des Gehäuses angeordnet ist, die nicht dafür vorgesehen ist, zu der Fußbodenfläche zu zeigen. Dies stellt sicher, dass die Nebenluft nahe der Saugöffnung in den Reinigungskopf eintritt, so dass die Fähigkeit des Staubsaugers zum Befördern von Schmutz- und Staubteilchen von der Saugöffnung zur Abscheidevorrichtung so weit wie möglich aufrechterhalten wird. Außerdem ermöglicht dieses Anordnen des Nebenlufteinlasses, dass Schmutz und Staub durch den Nebenlufteinlass in den Staubsauger eintreten, in dem Fall, dass der Reinigungskopf angrenzend an eine Wand oder ein anderes Hindernis verwendet wird, das die Saugöffnung daran hindert, frei über einen spezifischen Bereich der zu reinigenden Oberfläche hinweggeht. Alternativ dazu kann der Nebenlufteinlass an einer oberen Fläche des Gehäuses angeordnet sein.
Es werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1a eine Seitenansicht eines bekannten Handstaubsaugers ist,
1b eine Seitenansicht des Staubsaugers von 1, gezeigt in einer Betriebsposition, ist
2 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Bodenstaubsaugers ist,
3a eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines Reinigungskopfes nach der Erfindung und besonders geeignet für eine Verwendung mit Bodenstaubsaugern ist,
3b und 3c Ansichten, ähnlich 3a, sind, und die Funktionsweise des darin gezeigten Reinigungskopfes illustrieren,
4 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines Reinigungskopfes nach der Erfindung ist,
5 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform eines Reinigungskopfes nach der Erfindung ist,
6 eine schematische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform eines Reinigungskopfes nach der Erfindung ist,
7 eine schematische Schnittansicht einer fünften Ausführungsform eines Reinigungskopfes nach der Erfindung ist und
8a bis 8d eine schematische Draufsichten des Reinigungskopfes von 7 sind, die unterschiedliche Positionen desselben illustrieren.
Ein bekannter Handstaubsauger 10 wird in 1a und 1b illustriert. Der Staubsauger 10 schließt einen Hauptkörper 12 ein, der eine Vorrichtung 14 zum Abscheiden von Schmutz und Staub aus einem durch den Staubsauger 10 hindurchgehenden Luftstrom enthält. Bei dem illustrierten Staubsauger 10 ist die Vorrichtung 14 von Zyklonbeschaffenheit, es wird aber zu erkennen sein, dass das Abscheiden durch andere Mittel, zum Beispiel durch einen Filterbeutel, bewirkt werden kann.
Der Hauptkörper 12 wird an dem Staubsauger 10 durch einen aufrechten Träger 16 getragen, der einen Griff 18 einschließt, so positioniert und angeordnet, dass er es einem Benutzer des Staubsaugers 10 ermöglicht, den Staubsauger 10 über eine zu reinigende Oberfläche zu manövrieren. Der Griff 18 kann abnehmbar hergestellt sein, um eine Baugruppe aus Schlauch und Handrohr (nicht gezeigt) zu bilden, um es so dem Benutzer des Staubsaugers 10 zu ermöglichen, eine Reinigung oberhalb des Fußbodens auszuführen. Die Mittel, durch welche dies erreicht werden kann, sind für die vorliegende Erfindung nicht relevant.
Ein Motorgehäuse 20 ist unterhalb des Hauptkörpers 12 angeordnet und nimmt eine Einheit aus Motor und Gebläse zum Einziehen von mit Schmutz beladener Luft in den Staubsauger 10 auf. Räder 22 sind an dem Motorgehäuse 20 angebracht, um zu ermöglichen, dass der Staubsauger über eine zu reinigende Oberfläche manövriert wird. Ein Reinigungskopf 24 ist drehbar so an dem Motorgehäuse 20 angebracht, dass, wenn der Staubsauger 10, wie in Figur 1b illustriert, in einem aufrechten Modus verwendet wird, der Reinigungskopf 24 in Berührung mit der zu reinigenden Oberfläche gehalten wird. Der Reinigungskopf 24 schließt ebenfalls eine Saugöffnung 26 ein, die in einer Fläche des Reinigungskopfes 24 angeordnet ist, die zu der zu reinigenden Oberfläche zeigt.
Leitungen (nicht gezeigt) werden innerhalb des Staubsaugers 10 bereitgestellt, um zu ermöglichen, dass ein Luftstrom von der Saugöffnung 26 zu der Vorrichtung 14 in dem Hauptkörper 12 und von dort zu dem Motorgehäuse 20 strömt, bevor er über einen Auslass 28 austritt. Die Leitungen können dafür angeordnet sein, zu bewirken, dass der Luftstrom durch einen oder mehrere Filter (nicht gezeigt) hindurchgeht, die in der Nachbarschaft des Motors angeordnet sind. Im Betrieb zieht der Motor mit Schmutz beladene Luft über die Saugöffnung 26 in den Reinigungskopf 24. Danach wird die mit Schmutz beladene Luft zu der Vorrichtung 14 geführt, wo in dem Luftstrom mitgerissene Schmutz- und Staubteilchen aus demselben abgeschieden und gesammelt werden. Danach wird die gereinigte Luft durch das Gebläse und vorbei an dem Motor im Motorgehäuse 20 gezogen, um so eine Kühlung zu bewirken, bevor sie durch den Auslass 28 ausgestoßen wird. Wie es gut bekannt ist, wird ein Handstaubsauger der in 1a und 1b illustrierten Art betätigt durch Kippen des Hauptkörpers 12 rückwärts in Bezug auf den Reinigungskopf 24. Der Benutzer ergreift den Griff 18 und übt schiebende und ziehende Kräfte auf den Griff 18 aus, um so den Reinigungskopf 24, normalerweise auf eine hin- und hergehende Weise, über eine zu reinigende Oberfläche zu bewegen.
Ein bekannter Bodenstaubsauger 30 wird in 2 illustriert. Der Bodenstaubsauger 30 umfasst einen Hauptkörper 32, der eine Vorrichtung 34 zum Abscheiden von Schmutz und Staub aus einem durch denselben hindurchgehenden Luftstrom enthält. Der Hauptkörper 32 hat an demselben angebrachte Räder 36, um zu ermöglichen, dass sich der Hauptkörper 32 über eine zu reinigende Oberfläche bewegt. Ein Reinigungskopf 38 ist über ein Handrohr 40, in der Form eines hohlen Rohres, und einen flexiblen Schlauch 42 mit dem Hauptkörper 32 verbunden. Das Handrohr 40 kann starr oder teleskopartig sein, und zum Zweck des Aufbewahrens von Zubehörteilen, wie beispielsweise Bürstenwerkzeugen, Fugenwerkzeugen usw., kann ein Werkzeughalter 44 am Schlauch 42 bereitgestellt werden.
Der Reinigungskopf 38 schließt eine Saugöffnung 46 ein, die unmittelbar mit dem Handrohr 40 verbunden ist. Das Handrohr 40 ist mit dem Schlauch 42 verbunden, der wiederum mit der Vorrichtung 34 verbunden ist. Der Auslass der Vorrichtung 34 ist mit einem Motorgehäuse (nicht gezeigt) verbunden, in dem eine Einheit von Motor und Gebläse untergebracht ist. Bei Anwendung arbeitet die Einheit von Motor und Gebläse, um mit Schmutz beladene Luft über die Saugöffnung 46 in den Reinigungskopf 38 zu ziehen. Die mit Schmutz beladene Luft passiert vom Reinigungskopf 38 zum Handrohr 40 und danach zum Schlauch 42. Der Schmutz wird in der Vorrichtung 34, die ein Zyklonabscheider oder ein Beutelfilter sein kann, aus dem Luftstrom abgeschieden, der danach zum Zweck der Kühlung des Motors von der Vorrichtung 34 zum Motorgehäuse passiert. Danach wird die Luft über einen geeigneten Auslass (nicht gezeigt) aus dem Staubsauger 30 ausgestoßen. Wieder können in der Nachbarschaft des Motors, stromaufwärts von demselben, stromabwärts von demselben oder beides, Filter bereitgestellt werden.
Bei Anwendung ergreift der Benutzer des Bodenstaubsaugers 30 das obere Ende des Handrohres 40, das als ein Handgriff 48 geformt ist, und bewegt den Reinigungskopf 38 über die zu reinigende Oberfläche. Normalerweise manövriert der Benutzer den Reinigungskopf 38 in einer hin- und hergehenden Bewegung, d. h., vorwärts und rückwärts, über die Oberfläche. Mit Schmutz beladene Luft wird über die Saugöffnung in den Reinigungskopf 38 gesaugt und zur Vorrichtung 34 geführt, wo das Abscheiden bewirkt wird.
Die obigen Erläuterungen betreffen bekannte Staubsauger. Einzelheiten der Abscheidevorrichtung, der Luftstromdurchgänge und der anderen Teile der Staubsauger, die sich nicht auf den Reinigungskopf beziehen, bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung ist nur mit der Anordnung des Reinigungskopfes und seiner Verbindung mit dem Rest des Staubsaugers befasst.
Wie in der Einleitung erwähnt worden ist, bieten viele Hersteller von Staubsaugern den Kunden eine Anzeige der durch den fraglichen Staubsauger entwickelten „Luftleistung" an. Je höher das Maß der Luftleistung, desto höher ist der an der Saugöffnung entwickelte Sogwert. Es gibt eine verbreitete Vorstellung, dass ein Staubsauger, der eine hohe Luftleistung entwickelt, besser arbeitet als ein Staubsauger, der eine niedrigere Luftleistung entwickelt. Dies hat Hersteller dazu ermuntert, Staubsauger herzustellen, bei denen das Maß der Luftleistung so hoch wie möglich ist. Wenn der an der Saugöffnung entwickelte Sog jedoch übermäßig ist, kann es sehr schwierig werden, den Reinigungskopf des Staubsaugers über die zu reinigende Oberfläche zu manövrieren. Praktisch bleibt der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken". Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Reinigungskopf bereitzustellen, der dazu in der Lage ist, eine sehr hohe Luftleistung an der Saugöffnung zu entwickeln, der aber kein übermäßiges Maß an Kraft erfordert, um ihn über die zu reinigende Oberfläche zu manövrieren. Praktisch ist es das Ziel, die Kraft zu begrenzen, mit welcher der Reinigungskopf an dem Fußboden „stecken bleiben" kann.
Eine erste Ausführungsform eines Reinigungskopfes nach der Erfindung wird schematisch in 3a illustriert. Der Reinigungskopf 50 ist vorrangig (aber nicht ausschließlich) für eine Verwendung mit einem Bodenstaubsauger der in 2 illustrierten Art gestaltet. Der Reinigungskopf 50 schließt ein Gehäuse 52 ein, das eine obere Fläche 54, eine vordere Fläche 56 und eine untere Fläche 58 hat. Eine Saugöffnung 60 ist in der unteren Fläche 58 geformt, und Räder 62 sind drehbar an dem Gehäuse 52 angebracht. Das Gehäuse 52 hat, ähnlich dem in 2 illustrierten Reinigungskopf 38, in dem Bereich vor den Rädern 62 eine beträchtliche Breite. Hinter den Rädern 62 verengt sich das Gehäuse 52 zu einem hinteren röhrenförmigen Element 64 hin, das von einer Hülse 66 umschlossen wird. Die Hülse 66 ist auf eine gleitende Weise mit dem röhrenförmigen Element 64 verbunden und schließt ein freies Ende 68 ein, das dafür eingerichtet ist, mit einem Ende des Handrohres 40 des Staubsaugers 30 verbunden zu werden, in Verbindung mit dem der Reinigungskopf 50 verwendet werden soll.
Das röhrenförmige Element 64 schließt zwei diametral gegenüberliegende Öffnungen 70 ein, die sich in Radialrichtung nach außen durch die Wand des röhrenförmigen Elements 64 erstrecken. Jede Öffnung 70 wird durch eine sich nach außen erstreckende Lippe 72 umschlossen. An der Hülse 66 sind zwei sich nach innen erstreckende ringförmige Lippen 74 angebracht. Diese Lippen sind so positioniert, dass sie mit Zwischenraum zu den sich nach außen erstreckenden Lippen 72 in der Längsrichtung des röhrenförmigen Elements 64 angeordnet sind. Folglich ist eine erste der sich nach innen erstreckenden ringförmigen Lippen 74 auf der den Ruder 62 nächsten Seite der sich nach außen erstreckenden Lippen 72 angeordnet, und die zweite sich nach innen erstreckende ringförmige Lippe 74 ist auf der dem freien Ende 68 der Hülse 66 nächsten Seite der sich nach außen erstreckenden Lippen 72 mit Zwischenraum zu denselben angeordnet.
An der Hülse 66 sind zwischen den ringförmigen Lippen 74 zwei sich nach innen erstreckende kreisförmige Nebenluftventile 76 angeordnet. Diese Nebenluftventile 76 sind so eingerichtet und angeordnet, dass sie dazu in der Lage sind, die Öffnungen 70 zu schließen, wenn sich die Hülse 66 in der richtigen Position im Verhältnis zu dem röhrenförmigen Element 64 befindet. Zwei spiralförmige Druckfedern 78 sind um das röhrenförmige Element 64 angeordnet, wobei ihre Enden an den sich nach außen erstreckenden Lippen 72 bzw. den sich nach innen erstreckenden ringförmigen Lippen 74 festsitzen. Auf diese Weise wird die Hülse 66 durch die Druckfedern 78 in die Position im Verhältnis zu dem röhrenförmigen Element 64 gedrängt, in welcher die Nebenluftventile 76 die Öffnungen 70 schließen.
Zwei Öffnungen 80 werden in der Hülse 66 zwischen den sich nach innen erstreckenden ringförmigen Lippen 74 bereitgestellt. Diese Öffnungen 80 bilden einen Auslass aus der ringförmigen Kammer, die innerhalb der Hülse 66 geformt ist, zur Atmosphäre.
Es wird zu erkennen sein, dass die Hülse 66 dazu in der Lage ist, sich teleskopartig in Bezug auf das röhrenförmige Element 64 zu bewegen. Falls auf die Hülse 66 eine Kraft in der Richtung des Pfeils 82, wie in 3b gezeigt, ausgeübt wird, wird sich die Hülse 66 dann in Axialrichtung längs des röhrenförmigen Elements 64 zu der in 3b gezeigten Position bewegen. In dieser Position sind die Öffnungen 70 nicht mehr vollständig durch die Nebenluftventile 76 abgedeckt, und Luft kann, wie durch den Pfeil 84 angezeigt, über die Öffnungen 80 und 70 in den Reinigerkopf 50 eintreten. Jedoch wird der Bewegung der Hülse 66 in Bezug auf das röhrenförmige Element 64 durch die Wirkung der Druckfedern 78 ein Widerstand entgegengesetzt, so dass sich die Hülse 66 zurück zu der in 3a gezeigten Position hin bewegen wird, sollte die in der Richtung des Pfeils 82 ausgeübte Kraft weggenommen oder verringert werden.
Falls auf die Hülse 66 eine Kraft in der Richtung des in 3c gezeigten Pfeils 86 ausgeübt wird, dann wird sich die Hülse 66 zu der in 3c gezeigten Position bewegen. Wieder werden die Öffnungen 70 aufhören, durch die Nebenluftventile 76 abgedeckt zu werden, so dass Luft, wie durch den Pfeil 88 angezeigt, über die Öffnungen 80 und 70 in den Reinigungskopf 50 eingelassen werden kann. Wieder wird dieser Bewegung durch die Wirkung der Druckfedern 78 ein Widerstand entgegengesetzt, so dass sich die Hülse 66 zurück zu der in 3a illustrierten Position hin bewegen wird, falls die ausgeübte Kraft entweder weggenommen oder verringert wird.
Es wird zu erkennen sein, dass, wenn der Reinigungskopf 50, wie in 2 illustriert, auf eine beliebige geeignete Weise mit dem unteren Ende eines Handrohres 40 verbunden ist, dann die oben erwähnten Kräfte den Kräften entsprechen, die durch einen Benutzer ausgeübt werden, um den Reinigungskopf 50 über eine zu reinigende Oberfläche zu manövrieren. In dem Fall, dass der an der Saugöffnung 60 entwickelte Sog ausreichend hoch ist, um zu bewirken, dass der Reinigungskopf 50 an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleibt", dann wird das Ausüben einer Kraft zum Bewegen des Reinigungskopfes entweder vorwärts oder rückwärts eine relative Bewegung zwischen der Hülse 66 und dem röhrenförmigen Element 64 bewirken. In diesem Fall werden sich die Nebenluftventile 76 von den Öffnungen 70 weg bewegen, was folglich ermöglicht, dass Luft über die Öffnungen 80, 70 in den Reinigungskopf 50 eingelassen wird. Zu ermöglichen, dass Luft auf diese Weise in den Reinigungskopf 50 eingelassen wird, hat die Wirkung, den an der Saugöffnung 60 entwickelten Sog zu verringern, so dass es leichter wird, den Reinigungskopf 50 zu bewegen. In dem Fall, dass der an der Saugöffnung entwickelte Sog nicht ausreichend verringert wird, um es dem Benutzer zu ermöglichen, den Reinigungskopf 50 ohne Ausüben zusätzlicher Kraft über die zu reinigende Oberfläche zu bewegen, wird dann eine weitere relative Bewegung zwischen der Hülse 66 und dem röhrenfömigen Element 64 auftreten, was folglich ermöglicht, dass zusätzliche Luft über die Öffnungen 80, 70 in den Reinigungskopf 50 eingelassen wird. Das Einlassen von weiterer Luft in den Reinigungskopf 50 verringert den an der Saugöffnung 60 entwickelten Sog weiter, und schließlich wird die Saugkraft, die bewirkt, dass der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleibt", ausreichend verringert sein, um zu ermöglichen, dass der Reinigungskopf 50 bewegt wird.
Wie zu sehen ist, ist es unwesentlich, ob der Benutzer des Staubsaugers 10 versucht, den Reinigungskopf 50 vorwärts oder rückwärts über die zu reinigende Oberfläche zu bewegen. Die relative Bewegung zwischen dem röhrenförmigen Element 64 und der Hülse 66 ist dafür ausreichend, zu bewirken, dass Luft in den Reinigungskopf 50 eingelassen wird, um so die gewünschte Wirkung zu erzeugen, den Sog an der Saugöffnung 60 zu verringern. Dies wiederum macht es viel leichter, den Reinigungskopf 50 über den Fußboden zu bewegen.
Es wird ebenfalls zu erkennen sein, dass die Vorspannkraft der Federn 78 überwunden werden muss, bevor irgendeine relative Bewegung zwischen dem röhrenförmigen Element 64 und der Hülse 66 stattfinden kann. Durch Ausstatten der Federn 78 mit einer hohen Federkonstante muss die durch den Benutzer ausgeübte Kraft verhältnismäßig hoch sein, bevor die Nebenluftventile öffnen werden. Es wird ebenfalls offensichtlich sein, dass durch Bereitstellen von Federn mit unterschiedlichen Federkonstanten auf jeder Seite der Öffnungen 70 unterschiedliche Maße an Kraft erforderlich sein können, um die Vorspannkraft der Federn in unterschiedlichen Richtungen zu überwinden. Folglich kann, falls gewünscht, die den Rädern 62 nächste Feder 78 mit einer höheren Federkonstante ausgestattet sein als die von den Rädern entfernte Feder 78. Folglich wird dann eine höher Kraft erforderlich sein, um die Vorspannkraft zu überwinden, wenn der Reinigungskopf 50 vorwärts bewegt werden soll als rückwärts.
Bei einer Variation der in 3a, 3b und 3c gezeigten Ausführungsform, wobei die Variation nicht spezifisch illustriert wird, ist die Hülse 66 so an dem röhrenförmigen Element 64 angeordnet, dass sie dazu in der Lage ist, sich um die Achse des röhrenförmigen Elements 64 in Bezug auf dasselbe zu drehen. In diesem Fall werden die Druckfedern 78 durch Torsionsfedern ersetzt, so dass, wenn die Hülse 66 in Bezug auf das röhrenförmige Element 64 gedreht wird, die Hülse 66 gegen die Wirkung der Federn 78 zurück zu der in 3a gezeigten Position hin gedrängt wird. Diese Ausführungsform ermöglicht, dass sie an der Saugöffnung 60 entwickelte Saugkraft verringert wird, wenn eine Verdrehungswirkung auf das Handrohr ausgeübt wird, an dem der Reinigungskopf 50 befestigt ist. Wie weiter oben beschrieben worden ist, ist die Menge an Luft, die in den Reinigungskopf 50 eingelassen wird, umso größer, je höher die Kraft ist, die zum Bewegen des Reinigungskopfes 50 über die zu reinigende Oberfläche erforderlich ist.
Eine alternative Anordnung eines Reinigungskopfes wird in 4 illustriert. Bei dieser Anordnung ist der Reinigungskopf 90 dafür vorgesehen, in Verbindung mit einem Handstaubsauger verwendet zu werden, obwohl eine Verwendung mit einem Bodenstaubsauger nicht auszuschließen ist. Der Reinigungskopf 90 schließt ein Gehäuse 92 ein, das eine obere Fläche 94, eine untere Flache 96 und eine vordere Flache 98 hat. Eine Saugöffnung 100 ist angrenzend an die vordere Flache 98 in der unteren Fläche 96 geformt. Ein drehbarer Bürstenstab 102 ist über einen Stützarm 104 so am Gehäuse 92 angebracht, dass der Bürstenstab 102, wie es bekannt ist, in der Saugöffnung 100 angeordnet ist. Es können Mittel (nicht gezeigt) bereitgestellt werden, um den Bürstenstab 102 aktiv zu drehen.
Räder 106 sind am Gehäuse 92 angebracht, um die Manövrierbarkeit des Reinigungskopfes 90 über eine zu reinigende Oberfläche zu erleichtern. Außerdem wird ein Schlauch 108 oder eine andere Leitung am Gehäuse 92 bereitgestellt, um zu ermöglichen, das mit Schmutz beladene Luft von dem Reinigungskopf 90 weg zu der Vorrichtung 14 befördert wird, in welcher der Schmutz und der Staub aus dem Luftstrom abgeschieden werden. Das Gehäuse 92 begrenzt einen Saugdurchgang 110, um die mit Schmutz und Staub beladene Luft von der Saugöffnung 100 zum Schlauch 108 zu befördern.
Ein Kraftübertragungselement 112 stellt eine Verbindung zwischen dem Reinigungskopf 90 und dem Rest des Staubsaugers bereit, mit dem der Reinigungskopf 90 verbunden ist. Das Kraftübertragungselement 112 kann mit dem Hauptkörper 12 oder dem Motorgehäuse 20 eines Staubsaugers 10 der in 1a illustrierten Art verbunden sein. Geeignete Verbindungsmittel (nicht gezeigt) können an dem freien Ende des Kraftübertragungselements 112 bereitgestellt werden. Das andere Ende des Kraftübertragungselements 112 ist schwenkbar mit einer Stange 114 verbunden, deren unteres Ende durch eine Verbindung 116 schwenkbar mit der unteren Fläche 96 des Gehäuses 92 verbunden ist. Das obere Ende der Stange 114 geht durch eine Öffnung 118 in der oberen Fläche 94 des Gehäuses 92 hindurch. Die Öffnung 118 wird durch eine hochstehende Wand 120 umschlossen, die von der oberen Fläche 94 des Gehäuses 92 nach oben vorsteht. Zwei gegenüberliegende Druckfedern 122 sind zwischen dem oberen Ende der Stange 114 und der Wand 120 angeordnet. Ein Nebenluftventil 124 wird unmittelbar unterhalb der Druckfedern 122 durch die Stange 114 getragen.
In dem Fall, dass keine Kraft auf das Kraftübertragungselement 112 ausgeübt wird, bewirkt die Wirkung der Druckfedern 122, dass die Stange 114 so angeordnet ist, dass das Nebenluftventil 124 die Öffnung 118 schließt. Falls jedoch eine Kraft auf das Kraftübertragungselement 112 in einer der beiden Richtungen des doppelköpfigen Pfeils 126 ausgeübt wird, dann wird die Stange 114 gezwungen, sich um die Verbindung 116 zu drehen. Dies wiederum wird bewirken, dass sich das Nebenluftventil 124 von der in 4 illustrierten Position weg bewegt, so dass die Öffnung 118, wenigstens zum Teil, geöffnet wird. In diesem Fall kann Luft von außerhalb dies Reinigungskopfes 90 über die Öffnung 118 in den Saugdurchgang 110 hindurchgehen.
Es wird zu erkennen sein, dass, wenn der Reinigungskopf 90 in Verbindung mit einem Staubsauger verwendet wird, der Reinigungskopf 90 an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleiben" kann, falls an der Saugöffnung 100 ein übermäßiger Sogwert entwickelt wird. Wenn der Benutzer des Staubsaugers 90 in einem Versuch, den Staubsauger über die zu reinigende Oberfläche zu manövrieren, eine Kraft auf den Griff 18 ausübt (siehe 1b) und falls die ausgeübte Kraft unzureichend ist, um die Saugkraft zu überwinden, die bewirkt, dass der Reinigungskopf 90 an der zu reinigenden Oberfläche stecken bleibt, dann wird eine relative Bewegung zwischen dem Reinigungskopfgehäuse 92 und dem Kraftübertragungselement 112 ermöglichen, dass über die Öffnung 118 Luft in den Saugdurchgang 110 eingelassen wird. Dies wird den an der Saugöffnung 100 entwickelten Sogwert verringern und ermöglichen, dass der Reinigungskopf über die zu reinigende Oberfläche bewegt wird. Es ist zu erkennen, das es, um zu ermöglichen, dass Luft in den Saugdurchgang 110 eingelassen wird, nicht notwendig ist, die Saugkraft zu überwinden, die bewirkt, dass der Reinigungskopf 90 an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleibt".
Eine ähnliche Anordnung wird in 5 illustriert, Bei dieser Anordnung schließt der Reinigungskopf 130 wieder ein Gehäuse 132 ein, das eine obere Fläche 134, eine untere Fläche 136 und eine vordere Fläche 138 hat. Wie zuvor ist ein Bürstenstab 140 drehbar so an der oberen Fläche 134 angeordnet, dass er in der Saugöffnung 142 angeordnet ist. Das Gehäuse 132 definiert einen Saugdurchgang 146, der ermöglicht, das mit Schmutz beladene Luft von der Saugöffnung 142 zu einem Schlauch 148 befördert wird. Räder 150 sind am Gehäuse 132 angebracht.
Wie bei der vorherigen Ausführungsform wird ein Kraftübertragungselement 152 für eine Verbindung mit dem Hauptkörper oder dem Motorgehäuse eines Staubsaugers bereitgestellt. Ein Ende des Kraftübertragungselements 152 ist schwenkbar mit einer Stange 154 verbunden, die, wie zuvor, mit Hilfe einer schwenkbaren Verbindung 156 schwenkbar an der unteren Fläche 136 des Gehäuses 132 angebracht ist. Das obere Ende der Stange 154 geht wieder durch eine Öffnung 158 in der oberen Fläche 134 des Gehäuses 132 hindurch und wird durch gegenüberliegende Druckfedern 160, deren distale Enden an der Wand 162 einer geschlossenen Abdeckung 164, die einen Teil des Gehäuses 132 bildet, festsitzen, in eine mittige Position vorgespannt.
Ein Nebenluftventil 166 ist in der vorderen Fläche 138 des Gehäuses 132 angeordnet. Das Nebenluftventil 166 nimmt die Form einer Klappe an, die schwenkbar an einem Träger 168 angebracht ist, der sich von der vorderen Fläche 138 nach innen erstreckt. Das Nebenluftventil 166 erstreckt sich über den Träger 168 hinaus nach oben, und das obere Ende des Nebenluftventils 166 ist schwenkbar mit einer zweiten Stange 170 verbunden, die wiederum mit der Stange 154 verbunden ist. Die Verbindung der Stange 170 mit der Stange 154 stimmt mit der Verbindung des Kraftübertragungselements 152 mit der Stange 154 überein.
Das Nebenluftventil 166 erstreckt sich ebenfalls nach unten an dem Träger 168 vorbei, bis zu der unteren Kante der vorderen Fläche 138, welche die Saugöffnung 142 begrenzt. Diese untere Kante ist integral mit der vorderen Fläche 138 geformt. Das Nebenluftventil 166 ist in einer in der vorderen Fläche 138 geformten Öffnung angeordnet, die einen Nebenlufteinlass bildet. Der Nebenlufteinlass erstreckt sich über den Großteil der vorderen Fläche 138 des Reinigungskopfes 130, so dass große Teilchen von Schmutz und/oder Fremdkörper, falls erforderlich, durch den Nebenlufteinlass in den Saugdurchgang 146 gesaugt werden können.
Es wird zu erkennen sein, dass, falls eine Kraft auf das Kraftübertragungselement 152 ausgeübt wird, dann eine relative Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement 152 und dem Gehäuse 132 auftreten wird. Diese Bewegung wird bewirken, dass die Stange 154 gegen die Wirkung der Druckfedern 160 um die Verbindung 156 gedreht wird. Jedoch wird die Bewegung der Stange 154 eine Bewegung der Stange 170 bewirken, die wiederum eine Drehung des Nebenluftventils 166 um seinen Verbindungspunkt mit dem Träger 168 bewirken wird. Eine Bewegung des Kraftübertragungselements 152 nach rechts, wie in 5 illustriert, wird folglich bewirken, dass sich das Nebenluftventil 166 im Uhrzeigersinn dreht und folglich den Nebenlufteinlass öffnet, um zu ermöglichen, dass Luft in den Saugdurchgang 146 eingelassen wird. Ähnlich wird eine Bewegung des Kraftübertragungselements 152 nach links, wie in 5 gezeigt, bewirken, dass das Nebenluftventil 166 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Wirkung ist ähnlich, zu ermöglichen, dass Luft durch den Nebenlufteinlass in den Saugdurchgang 146 eingelassen wird. Es wird zu erkennen sein, dass das Ausüben einer Kraft, die eine Bewegung des Kraftübertragungselements 152 nach links bewirkt, eine Zugkraft darstellt, die den Reinigungskopf 130 dazu drängt, in einer Vorwärtsrichtung bewegt zu werden, und eine Kraft, die eine Bewegung des Kraftübertragungselements nach rechts bewirkt, eine Zugkraft darstellt, die den Reinigungskopf dazu drängt, rückwärts bewegt zu werden. Also kann ungeachtet der gewünschten Bewegungsrichtung des Reinigungskopfes 130 Luft in denselben eingelassen werden.
Wie bei der vorherigen Ausführungsform wird zu erkennen sein, dass eine physische Bewegung des Reinigungskopfes 130 über die zu reinigende Oberfläche, in einer der beiden Richtungen, nicht erforderlich ist, um in dem Fall, dass der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleibt", ein Einleiten von Nebenluft in den Saugdurchgang 146 zu erreichen.
Eine weitere Ausführungsform wird in 6 illustriert. Wieder hat der Reinigungskopf 180 ein Gehäuse 182 mit einer Saugöffnung 184, die in einer unteren Fläche des Gehäuses 182 angeordnet ist. Viele Merkmale dieser Ausführungsform sind ähnlich denen der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Jedoch ist in diesem Fall der Bürstenstab 188 über einen Träger 190, der schwenkbar an der oberen Fläche 192 des Gehäuses 182 angebracht ist, in der Saugöffnung angebracht. Das Kraftübertragungselement 194 ist unmittelbar mit dem Bürstenstab 188 verbunden, und eine Stange 196 verbindet den Bürstenstab 188 mit dem Nebenluftventil 198. Das Nebenluftventil 198 wird schwenkbar in dem Nebenlufteinlass 200 getragen, der in der vorderen Fläche 202 des Gehäuses 182 geformt ist. Die Verbindung zwischen dem Nebenluftventil 198 und der Stange 196 befindet sich über der schwenkbaren Verbindung zwischen dem Nebenluftventil 198 und der vorderen Fläche 202. Zugfedern 204 werden zwischen dem Träger 190 und der oberen Flache 192 des Gehäuses 182 bereitgestellt, so dass der Träger 190 in eine im Allgemeinen mittige Position vorgespannt wird. In dieser Position schließt das Nebenluftventil 198 den Nebenlufteinlass 200 im Wesentlichen.
Wenn das Kraftübertragungselement 194 in Bezug auf das Gehäuse 182 bewegt wird, wird der Bürstenstab 188 ebenfalls in Bezug auf das Gehäuse 182 bewegt. Der Träger 190 wird gegen die Wirkung der Federn 204 um seine schwenkbare Verbindung mit der oberen Fläche 192 gedreht. Die Bewegung des Bürstenstabs 188 und folglich der Stange 196 bewirkt, dass sich das Nebenluftventil 198 um seine schwenkbare Verbindung mit der vorderen Fläche 202 dreht. Wenn das Kraftübertragungselement nach links bewegt wird (wie in 6 zusehen ist), dreht sich das Nebenluftventil gegen den Uhrzeigersinn und ermöglicht folglich, dass Luft durch den Nebenlufteinlass 200 in den Saugdurchgang eingelassen wird. Ähnlich bewirkt eine Bewegung des Kraftübertragungselements 194 nach rechts eine Drehung des Nebenluftventils 198 im Uhrzeigersinn. Wieder wird durch den Nebenlufteinlass 200 Luft in den Reinigungskopf 180 eingelassen. Folglich wird Luft in den Reinigungskopf 180 eingelassen, wenn die zum Bewegen des Reinigungskopfes 180 über die zu reinigende Oberfläche erforderliche Kraft hoch ist, ungeachtet der beabsichtigten Bewegungsrichtung des Reinigungskopfes 180. Ferner kann durch Steigern der auf das Kraftübertragungselement 194 ausgeübten Kraft das Nebenluftventil in einem größeren Ausmaß geöffnet werden, was folglich ermöglicht, dass weitere Luft in den Reinigungskopf 180 eingelassen wird. Je größer die über den Nebenlufteinlass 200 in den Reinigungskopf 180 eingelassene Luftmenge ist, desto niedriger ist der an der Saugöffnung 184 entwickelte Sogwert. Folglich wird, wenn die in den Reinigungskopf 180 eingelassene Luftmenge gesteigert wird, so das Maß der Kraft, die bewirkt, dass der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleibt", verringert.
Eine weitere Ausführungsform wird in 7 illustriert, die einen schematischen Querschnitt eines Reinigungskopfes nach der Erfindung zeigt. Der Reinigungskopf 210 umfasst ein Gehäuse 212, das eine obere Fläche 214 und Seitenwände 216 hat. Eine Saugöffnung 218 ist so in dem Gehäuse angeordnet, dass sie zu der zu reinigenden Oberfläche zeigt. Eine Öffnung 220 ist in dem Gehäuse 212 angeordnet, und eine flexible Leitung 222 ist außerhalb des Gehäuses 212 mit derselben verbunden. Das Innere des Gehäuses 212, die Öffnung 220 und die Leitung 222 definieren zusammen einen Durchgang zum Befördern von Schmutzluft von der Saugöffnung 218 zu einem distalen Ende der Leitung 222, wobei das distale Ende der Leitung 222 einen Auslass des Reinigungskopfes 210 definiert.
In der oberen Fläche 214 des Gehäuses 212 befinden sich zwei mit Zwischenraum zueinander angeordnete Öffnungen 224, die zusammen einen Nebenlufteinlass bilden. In jeder der Öffnungen 224 befindet sich ein Stützbund 226, der eine äußere Hülse 226a und eine innere Hülse 226b umfasst, die mit Hilfe von umlaufend mit Zwischenraum angeordneten Speichen 226c an demselben getragen werden. Die äußere Hülse 226a stößt eng an den Umfang der Öffnung 224 an, in der sich der jeweilige Stützbund 226 befindet. Die innere Hülse 226b ist bei der gezeigten Ausführungsform koaxial mit der äußeren Hülse 226a angeordnet, obwohl dies nicht wesentlich ist. Außerdem sind bei der gezeigten Ausführungsform vier Speichen 226c mit gleichem Winkelabstand zwischen der äußeren und der inneren Hülse 226a, 226b angeordnet, obwohl eine abweichende Zahl von Speichen bereitgestellt werden kann.
Ein Nebenluftventil 228 wird in Verbindung mit jeder der Öffnungen 224 und Stützbünde 226 bereitgestellt. Jedes Nebenluftventil 228 umfasst ein oberes Element 228a und ein unteres Element 228b, die durch ein Verbindungselement 228c in einer feststehenden Abstandsbeziehung gehalten werden. Die oberen und die unteren Elemente 228a, 228b sind von kreisförmiger Gestalt, wobei der Durchmesser des oberen Elements 228a dem der äußeren Hülse 226a ähnlich ist und der Durchmesser des unteren Elements 228b dem der inneren Hülse 226b ähnlich ist. Die Länge des Verbindungselements 228c ist so gewählt, dass, wenn die untere Fläche des oberen Elements 228a auf dem oberen Ende des äußeren Bundes 226a ruht, die obere Fläche des unteren Elements 228b an das untere Ende der inneren Hülse 226b gehalten wird, obwohl eine relative Bewebung zwischen dem Stützbund 226 und dem Nebenluftventil 228 noch ermöglicht wird.
Der Durchmesser des Verbindungselements 228c ist bedeutend kleiner als derjenige der inneren Hülse 226b. Ein elastischer Körper 230 nimmt den Raum zwischen der inneren Hülse 226b und dem Verbindungselement 228c ein. Der elastische Körper 230 ist im Allgemeinen von zylindrischer Gestalt, mit einem in demselben geformten mittigen Durchgang, wobei das Verbindungselement 228c längs des Durchgangs durch das elastische Element 230 hindurchgeht.
Eine Querstange 232 erstreckt sich zwischen den zwei Nebenluftventilen 228 und ist mit Hilfe von Anbringungsblöcken 234, die an den oberen Elementen 228a jedes der Nebenluftventile 228 befestigt sind, mit denselben verbunden. Ein Verbinder 236 ist mit der Querstange 232 verbunden und stellt ein Mittel zum Verbinden des Reinigungskopfes 210 mit dem Hauptkörper eines Staubsaugers bereit. Im Fall eines Bodenstaubsaugers wird der Verbinder 236 das distale Ende einer Baugruppe von Schlauch und Handrohr, wie weiter oben beschrieben, aufnehmen oder durch dieselbe aufgenommen werden. Im Fall eines Handstaubsaugers wird der Verbinder 236, entweder dauerhaft oder abnehmbar, mit dem Hauptgehäuse oder dem Motorgehäuse verbunden.
Die Querstange 232 wirkt, entweder allein oder in Verbindung mit dem Verbinder 236, als ein Kraftübertragungselement, mit dessen Hilfe die durch den Benutzer zum Bewegen des Reinigungskopfes 210 über die zu reinigende Oberfläche ausgeübten Kräfte zum Reinigungskopf 210 übertragen werden. Wie aus 7 zu ersehen ist, ist das Kraftübertragungselement 232, 234 über die Nebenluftventile 228 mit dem Gehäuse verbunden. Daher werden, wenn die zum Bewegen des Reinigungskopfes 210 über die zu reinigende Oberfläche erforderliche Kraft die zum Zusammendrücken des elastischen Körpers 230 erforderliche Kraft überschreitet, die Nebenluftventile 228 in Berg auf das Gehäuse 212, insbesondere in Bezug auf die Stützbünde 226, bewegt. Sobald die Nebenluftventile 228 bedeutend aus der in 7 gezeigten Position verschoben sind, hören die oberen Elemente 228a auf, den Kanal zwischen den äußeren und den inneren Hülsen 226a, 226b zu schließen, und ermöglichen, dass entlang derselben Luft in das Innere des Gehäuses 212 gesaugt wird. Dies verringert den an der Saugöffnung 218 entwickelten Sog und ermöglicht, dass der Reinigungskopf 210 über die zu reinigende Oberfläche bewegt wird, ohne zu erfordern, dass übermäßige Kräfte ausgeübt werden. Ferner trägt das Einlassen von zusätzlicher Luft in den Reinigungskopf 210 dazu bei, die Wirksamkeit des Staubsaugers aufrechtzuerhalten, durch Aufrechterhalten des zum Befördern von Schmutz und Staub vom Reinigungskopf 210 zur Abscheidevorrichtung verfügbaren Luftvolumens.
8a, 8b, 8c und 8d illustrieren die Bewegung der Nebenluftventile 228, wenn Kräfte in unterschiedlichen Richtungen auf das Kraftübertragungselement 232 ausgeübt werden. In jedem Fall zeigt die linke Seite der Figur die Position des oberen Elements 228a des Nebenluftventils 228, und die rechte Seite der Figur zeigt die Position des Verbindungselements 228c, des elastischen Körpers 230 und des unteren Elements 228b, alle in Bezug auf die Stützbünde 226.
Bei einem Blick zuerst auf 8a wird die auf das Kraftübertragungselement 232 ausgeübte Kraft durch den Pfeil A gezeigt. Das obere Element 228a wird zusammen mit dem Verbindungselement 228c und dem unteren Element 228b in der gleichen Richtung verschoben, wodurch der elastische Körper 230 zusammengedrückt wird. Ein Abschnitt des Kanals zwischen der äußeren Hülse 226a und der inneren Hülse 226b wird folglich zur Atmosphäre geöffnet, und es wird ermöglicht, das Umgebungsluft in das Gehäuse 212 eintritt. Diese Illustration soll die Situation darstellen, in welcher der Reinigungskopf 210 in einer Vorwärtsrichtung über die zu reinigende Oberfläche bewegt wird.
Auf eine sehr ähnliche Weise ist, wenn eine Kraft ausgeübt wird, die den Reinigungskopf rückwärts bewegen soll, die Richtung der ausgeübten Kraft so, wie durch den Pfeil B in 8b gezeigt. Das obere Element 228a wird, zusammen mit dem Verbindungselement 228c und dem unteren Element 228b, gegen die Vorspannwirkung des elastischen Körpers 230, wie gezeigt, weg von der mittigen „Ruhe"-Position bewegt. In beiden Fällen kehren, wenn die auf das Kraftübertragungselement 232 ausgeübte Kraft losgelassen wird (oder auf ein Niveau verringert, welches die Vorspannwirkung des elastischen Körpers nicht überwinden kann), die Nebenluftventile 228 zu der in 7 gezeigten Position zurück. Gleichfalls kann, falls die im Ergebnis der Verschiebung der Nebenluftventile 228 in das Gehäuse 212 eingelassene Luftmenge unzureichend ist, um den an der Saugöffnung entwickelten Sog auf ein annehmbares Niveau zu verringern, die auf das Kraftübertragungselement 232 ausgeübte Kraft so gesteigert werden, dass der elastische Körper 230 weiter zusammengedrückt wird, wodurch die Fläche des Kanals zwischen der äußeren Hülse 226a und der inneren Hülse 226b, durch den Luft eingelassen werden kann, gesteigert wird. Dies ermöglicht, dass ein größeres Luftvolumen in das Gehäuse 212 eingelassen wird, was den an der Saugöffnung 218 entwickelten Sog weiter verringert.
Die weiter oben beschriebene Anordnung ist gleichfalls wirksam, wenn Querkräfte auf das Kraftübertragungselement 232 ausgeübt werden. 8c illustriert die Position, wenn eine Kraft in der Richtung des Pfeils C ausgeübt wird. Wieder ermöglicht das Verschieben der oberen Elemente 228a der Nebenluftventile 228, dass über den zwischen der äußeren Hülse 226a und der inneren Hülse 226b geformten Kanal Luft in das Gehäuse 212 eingelassen wird. Es wird zu erkennen sein, dass das Ausüben einer Kraft in der entgegengesetzten Querrichtung die Nebenluftventile 228 in einer zu der in 8c gezeigten entgegengesetzten Richtung verschieben wird.
Zuletzt wird, falls das Kraftübertragungselement einer Verdrehungskraft, wie beispielsweise der durch den Pfeil D in 8d gezeigten, ausgesetzt wird, die Verschiebung der Nebenluftventile 228 so sein, wie in 8d gezeigt. Im Einzelnen wird das eine der Nebenluftventile 228 in einer ersten Richtung verschoben werden, und das andere Nebenluftventil 228 wird in der entgegengesetzten Richtung verschoben werden. Nichtsdestotrotz wird die erreichte Wirkung die gleiche sein wie in den weiter oben beschriebenen anderen Situationen.
Es wird zu erkennen sein, dass die genauen Einzelheiten der Form und Konfiguration des Reinigungskopfes, seine Mittel für Stütze und Manövrierbarkeit über eine zu reinigende Oberfläche und seine genauen Mittel für eine Verbindung mit dem jeweiligen Staubsauger unwesentlich für die vorliegende Erfindung sind. Das wesentliche Element der Erfindung ist das Bereitstellen eines Elements, das zu einer relativen Bewegung in Bezug auf den Reinigungskopf in der Lage ist, so dass, falls der Reinigungskopf an der zu reinigenden Oberfläche „stecken bleibt", eine relative Bewegung stattfinden kann. Diese relative Bewegung wird dann dazu benutzt, ein Nebenluftventil zu aktivieren, um zu ermöglichen, das Luft in den Reinigungskopf eingelassen wird, um so den an der Saugöffnung entwickelten Sogwert zu verringern. Diese Verringerung des an der Saugöffnung entwickelten Sogs verringert das durch den Benutzer auszuübende Maß an Anstrengung, das erforderlich ist, um den Staubsauger über die zu reinigende Oberfläche zu bewegen. Das Ergebnis ist ein Staubsauger, der eine verbesserte Manövrierbarkeit für den Benutzer hat.

Claims

Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) für einen Staubsauger, der eine Gehäuse (52; 92; 132; 182), eine Saugöffnung (60; 100; 142; 184) in einer Fläche (58; 96; 136; 186) des Gehäuses (52; 92; 132; 182), die dafür vorgesehen ist, zu einer Fußbodenfläche zu zeigen, einen Saugdurchgang (110; 146), um mit Schmutz beladene Luft von der Saugöffnung (60; 100; 142; 184) durch den Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) zu einem Auslass desselben zu leiten, einen Nebenlufteinlass (200; 224), der in dem Gehäuse (52; 92; 132; 182) angeordnet ist und durch ein Nebenluftventil (76; 124; 166; 198) verschlossen wird, das geöffnet werden kann, um zu ermöglichen, dass über den Nebenlufteinlass (200; 224) Luft in den Saugdurchgang (110; 146) eingelassen wird, umfasst, wobei der Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) ferner ein Kraftübertragungselement (68; 112; 152; 194, 232) umfasst, das mit einem Griff verbunden oder dafür eingerichtet ist, mit demselben verbunden zu sein, mit dessen Hilfe der Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) bei Anwendung über die Fußbodenfläche manövriert wird, wobei das Kraftübertragungselement (68; 112; 152; 194; 232) durch eine Verbindung mit dem Gehäuse (52; 92; 132; 182) verbunden ist, die, als Reaktion auf das Maß der zum Bewegen des Reinigungskopfes (50; 90; 130; 180) über die Fußbodenfläche erforderlichen Kraft, eine relative Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement (68; 112; 152; 194, 232) und dem Gehäuse (52; 92; 132; 182) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass das Nebenluftventil (76; 124; 166; 198) dafür eingerichtet ist, als Reaktion auf das Maß der relativen Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement (68; 112; 152; 194; 232) und dem Gehäuse (52; 92; 132; 182), ungeachtet der Bewegungsrichtung des Reinigungskopfes (50; 90; 130; 180), zu öffnen.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach Anspruch 1, wobei das Nebenluftventil (76; 124; 166; 198) dafür eingerichtet ist, zu öffnen, wenn das Maß der relativen Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement (68; 112; 152; 194; 232) und dem Gehäuse (52; 92; 132; 182) einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Nebenluftventil (76; 124; 166; 198) dafür eingerichtet ist, um ein Maß zu öffnen, das von dem Maß der relativen Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement (68; 112; 152; 194; 232) und dem Gehäuse (52; 92; 132; 182) abhängig ist.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach Anspruch 3, wobei das Nebenluftventil (76; 124; 166; 198) dafür eingerichtet ist, um ein Maß zu öffnen, das zu dem Maß der relativen Bewegung zwischen dem Kraftübertragungselement (68; 112; 152; 194; 232) und dem Gehäuse (52; 92; 132; 182) proportional ist.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung zwischen dem Kraftübertragungselement (68; 112; 152; 194; 232) und dem Gehäuse (52; 92; 132; 182) ein elastisches Bauteil umfasst, welches das Kraftübertragungselement (68; 112; 152; 194; 232) in eine Position im Verhältnis zu dem Gehäuse (52; 92; 132; 182) drängt, in welcher der Nebenlufteinlass (200; 224) durch das Nebenluftventil (76; 124; 166; 198) geschlossen wird.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach Anspruch 5, wobei das elastische Bauteil eine Feder ist.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach Anspruch 5, wobei das elastische Bauteil eine elastische Manschette ist.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Maß der in den Saugdurchgang (110; 146) eingelassenen Luft das gleiche ist, wenn eine bestimmte Kraft erforderlich ist, um den Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) entweder in einer Vorwärtsrichtung oder in einer Rückwärtsrichtung über die Fußbodenfläche zu bewegen.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Maß der in den Saugdurchgang (110; 146) eingelassenen Luft das gleiche ist, wenn eine bestimmte Kraft erforderlich ist, um den Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) entweder in einer ersten Seitwärtsrichtung oder in einer entgegengesetzten Seitenrichtung über die Fußbodenfläche zu bewegen.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Maß der in den Saugdurchgang (110; 146) eingelassenen Luft das gleiche ist, wenn eine bestimmte Kraft erforderlich ist, um den Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) entweder in einer ersten Verdrehungsrichtung oder in einer entgegengesetzten Verdrehungsrichtung über die Fußbodenfläche zu bewegen.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Nebenlufteinlass (200; 224) an einer Fläche (58; 96; 136; 186) des Gehäuses (52; 92; 132; 182) angeordnet ist, die nicht dafür vorgesehen ist, zu einer Fußbodenfläche zu zeigen.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach Anspruch 11, wobei der Nebenlufteinlass (200; 224) an einer nach vorn zeigenden Fläche des Gehäuses (52; 92; 132; 182) angeordnet ist.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach Anspruch 12, wobei der Nebenlufteinlass (200; 224) mittig von der nach vorn zeigenden Fläche des Gehäuses (52; 92; 132; 182) und angrenzend an die Fläche (58; 96; 136; 186) des Gehäuses (52; 92; 132; 182), die dafür vorgesehen ist, zu einer Fußbodenfläche zu zeigen, angeordnet ist.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach Anspruch 11, wobei der Nebenlufteinlass (200; 224) an einer oberen Fläche des Gehäuses (52; 92; 132; 182) angeordnet ist.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nebenluftventil (76; 124; 166; 198) ein schwenkbar angebrachtes Verschlusselement umfasst.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach Anspruch 15, wobei das Verschlusselement in einer ersten Richtung geschwenkt wird, wenn der Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) bei Anwendung in einer Vorwärtsrichtung über den Fußboden bewegt wird, und in einer zweiten Richtung, wenn der Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) bei Anwendung in einer Rückwärtsrichtung über den Fußboden bewegt wird.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Nebenluftventil (76; 124; 166; 198) mehrere Verschlusselemente umfasst, die in Bezug auf den Nebenlufteinlass (200, 224) bewegt werden können.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein drehbarer Bürstenstab (102; 140; 188) in der Saugöffnung (60; 100; 142; 184) bereitgestellt wird, um einen zu reinigenden Fußbodenbelag zu bewegen.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach Anspruch 18, wobei der drehbare Bürstenstab (102; 140) an dem Gehäuse (52; 92; 132; 182) angebracht ist.
Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach Anspruch 18, wobei der drehbare Bürstenstab (188) an dem Kraftübertragungselement (194) angebracht ist.
Staubsauger, der einen Reinigungskopf (50; 90; 130; 180) nach einem der vorhergehenden Ansprüche einschließt.