Schlauchleitung, die aus einem helixförmig gewickelten Profilstrang (18) besteht, mit einer in Längsrichtung gewellten, Wellentäler (23) aufweisenden Wandung, insbesondere zur Verwendung als Saugschlauch (9) an einem Staubsauger (1), wobei im Bereich der Wellentäler (23) eine Barriere vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung innere Wellentäler aufweist und die Barriere zur pneumatischen und/oder hydraulischen Glättung der Schlauchleitung in Form eines das innere Wellental (23) füllenden, kompressiblen Schaums (24) vorgesehen ist.
Hasheminia, Mahbiz (97523, Schwanfeld, DE)
Schmitt, Florian (97702, Münnerstadt, DE)
| DE202009009809U1 | N/A | 2010-11-25 | ||
| DE1955393A1 | N/A | 1970-06-18 |
| 4754781 | 1988-07-05 | |||
| 3252483 | 1966-05-24 | |||
| EP1407707 | 2004-04-14 | |||
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| 20040096616 | 2004-05-20 |
Schlauchleitung nach
Schlauchleitung nach
Schlauchleitung nach
Schlauchleitung nach einem der
Schlauchleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriere zusätzlich eine das Wellental (23) zumindest teilweise abdeckende Zunge aufweist.
Schlauchleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstrang (18) einen Schenkel (21) und eine Lasche (22) aufweist, wobei der Schenkel (21) einer Windung sich mit der Lasche (22) einer benachbarten Windung in Anlage befindet und mit dieser fest verbunden ist.
Verfahren zur Herstellung einer Schlauchleitung, wobei ein Profilstrang (18) zu einer Schlauchleitung gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilstrang (18) mit mindestens einem U-förmigen, mit Schaum (24) gefüllten Bereich (20) extrudiert und der Profilstrang (18) nachfolgend zu einer Schlauchleitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche gewickelt wird.
Verfahren nach
Verfahren nach
Verfahren nach
Staubsauger (1) mit einer als Saugschlauch (9) dienenden Schlauchleitung nach einem der
Die Erfindung betrifft eine Schlauchleitung mit einer in Längsrichtung gewellten, innere Wellentäler aufweisenden Wandung, insbesondere zur Verwendung als Saugschlauch an einem Staubsauger, wobei im Bereich der inneren Wellentäler zur pneumatischen oder hydraulischen Glättung der Schlauchleitung eine Barriere in Form eines das Wellental füllenden, kompressiblen Schaums vorgesehen ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Schlauchleitung und einen mit einer derartigen Schlauchleitung ausgestatteten Staubsauger.
Staubsauger dienen der Aufnahme von Verschmutzungen von Bodenflächen, Möbeln oder dergleichen durch einen Saugluftstrom. Hierzu wird der Saugmund einer Saugdüse auf die zu reinigende Oberfläche aufgesetzt, so dass Staub oder andere Verschmutzungen vom Saugluftstrom angesaugt werden. Der Saugluftstrom wird durch ein Sauggebläse erzeugt, welches mit einer Staubabscheideeinrichtung, beispielsweise einem Fliehkraftabscheider oder einem Staubfilterbeutel, in Strömungsverbindung steht. Die von der Saugdüse aufgenommenen Schmutzpartikel werden in der Staubabscheideeinrichtung gesammelt, während die gereinigte Luft an die Umgebung abgegeben wird. Der Saugmund einer für die Bodenreinigung geeigneten Saugdüse weist üblicherweise eine rechteckige Gestalt auf und erstreckt sich quer zur Schieberichtung. Um die Leistung des Sauggebläses besonders wirksam nutzen zu können, ist ein möglichst geringer Druckverlust zwischen Saugmund und Sauggebläse vorteilhaft.
Das Sauggebläse und die Staubabscheideeinrichtung können beispielsweise an einem Schubrohr befestigt sein, das bei normalem Betrieb unmittelbar mit der Saugdüse verbunden ist und in der Regel auch einen Teil des Strömungskanals zwischen Saugdüse und Sauggebläse ausbildet (Stielstaubsauger). Bei solchen Staubsaugern kann als gesonderter Ausstattungsteil zur Bewältigung besonderer Saugaufträge temporär und stromauf des Sauggebläses anstelle der Saugdüse ein flexibler Saugschlauch angesetzt werden, beispielsweise zum Aussagen tiefer Spalte. Nach einer anderen üblichen Bauform sind das Sauggebläse und die Staubabscheideeinrichtung im Gehäuse eines gesonderten Aggregateträgers angeordnet, der mittels eines Fahrwerks über die Bodenfläche bewegt werden kann und mit dem in die Saugdüse eingesteckten Schubrohr durch einen flexiblen Saugschlauch strömungsverbunden ist (Kanisterstaubsauger). Bei dieser Ausbildung weist der Saugschlauch in der Regel eine Länge von 1 600 mm (Millimeter) bis 2 000 mm und einen äußeren Durchmesser von 30 mm bis 60 mm auf.
Die flexiblen Saugschläuche derartiger Staubsauger sind üblicherweise als Wellschläuche ausgeführt, die im Längsschnitt eine wellenförmige Kontur aufweisen, welche den Schläuchen in axialer Richtung sowie bei Biegung um ihre Längsachsen eine erhebliche Flexibilität verleihen kann.
Nach einem ersten üblichen Herstellverfahren werden derartige Wellschläuche aus Kunststoff dadurch gefertigt, dass zunächst mittels eines Extruders und einem entsprechenden Extrusionswerkzeug aus einer Kunststoffschmelze ein glattes Schlauchprofil geformt wird. Nachfolgend wird der noch heiße Schlauch in einen Korrugator eingeführt, der in Extrusionsrichtung bewegbare Ketten aufweist. Die Kettenglieder sind mit quer zur Extrusionsrichtung verlaufenden, wellenartigen Vertiefungen ausgestattet, in welchen die noch plastisch verformbare Kunststoffmasse des Schlauches durch Anlegen eines Überdrucks im Rohrinneren und/oder eines Unterdrucks im Bereich der Kettenglieder eingepresst wird. Nach dem Abkühlen wird diese Wellenkontur dauerhaft im Schlauch eingefroren, wodurch dieser im späteren Gebrauch seine gewünschte Biegsamkeit erhält.
Bei einem weiteren üblichen Herstellverfahren wird mittels eines Extruders und eines Extrusionswerkzeugs aus einer Kunststoffschmelze ein endloser, flacher Profilstrang ausgeformt, dessen Querschnitt einerseits eine wellenförmige Kontur und andererseits randseitig einen Verbindungsbereich aufweist. Dieser Profilstrang wird nachfolgend helixförmig zu einem Schlauch gewickelt, wobei der Verbindungsbereich am ersten Rand des Profilstrangs in einem Stossbereich stets mit dem Verbindungsbereich am gegenüberliegenden zweiten Rand des Profilstrangs verbunden wird. Die Verbindung kann beispielsweise formschlüssig durch Verrasten oder aber stoffschlüssig durch Verschweißen oder Verkleben erfolgen.
Grundsätzlich ist es auch möglich, den Wellschlauch aus einer Vielzahl vorgeformter, insbesondere spritzgegossener Ringelemente zusammenzusetzen, die im Längsschnitt eine wellenförmige Kontur und an ihren axialen Enden einen Verbindungsbereich aufweisen. Auch in diesem Fall kann die Verbindung beispielsweise formschlüssig durch Verrasten oder aber stoffschlüssig durch Verschweißen oder Verkleben erfolgen.
Wenn derartige Wellschläuche zur Strömungsführung von Fluiden eingesetzt werden, weisen sie grundsätzlich den Nachteil auf, dass die in ihre Innenwandung eingeformten Wellentäler Turbulenzen in der Fluidströmung erzeugen und damit einen erhöhten Druckverlust hervorrufen. Bei einem Staubsauger führt dies zu einer Verminderung des Saugluftvolumenstroms, die aus ergonomischen und ökonomischen Gründen nur bedingt durch eine Erhöhung der Gebläseleistung oder des Schlauchdurchmessers kompensiert werden kann. Da der Saugluftvolumenstrom in direktem Zusammenhang mit der gemessenen Staubaufnahme steht, wird das Saugverhalten durch diesen Druckverlust beeinträchtigt. Die Turbulenzen können ferner zu einer erhöhten Geräuschentwicklung führen. Darüber hinaus ist es möglich, dass sich in den Wellentälern Staub und andere Verschmutzungen ablagern, die mit vertretbarem Aufwand kaum mehr zu entfernen sind.
Eine Schlauchleitung der eingangs genannten Art wird in der Patentschrift
Aus der internationalen Patentanmeldung
Der aus dem Stand der Technik bekannte Saugschlauch ist zwar hinsichtlich seiner hydraulischen oder pneumatischen Glätte verbessert, das Eindringen von Staub in die Wellentäler kann durch die aufeinander gleitenden Zungen bei längerem Gebrauch jedoch nicht ausgeschlossen werden.
Die europäische Patentanmeldung
In der deutschen Gebrauchsmusterschrift
In der Patentanmeldung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schlauchleitung, insbesondere zur Verwendung als Saugschlauch für einen Staubsauger, bereitzustellen, die bei guter hydraulischer oder pneumatischer Glätte einfach herzustellen ist. Weiter liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und für die Serienproduktion geeignetes Herstellungsverfahren für den Saugschlauch bereitzustellen. Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Staubsauger bereitzustellen, der ein besseres Verhältnis von Saugleistung und Energieaufwand bietet.
Die Bezugszeichen in sämtlichen Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch eine Schlauchleitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 und durch einen Staubsauger mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
Zur Lösung der Aufgabe ist somit eine Schlauchleitung mit einer in Längsrichtung gewellten, innere Wellentäler aufweisenden Wandung geeignet, bei welcher im Bereich der inneren Wellentäler zur pneumatischen und/oder hydraulischen Glättung der Schlauchleitung eine Barriere in Form eines das Wellental füllenden, kompressiblen Schaums vorgesehen ist, wobei die Schlauchleitung aus einem helixförmig gewickelten Profilstrang besteht. Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung einer solchen Schlauchleitung erfolgt die Lösung dadurch, dass ein Profilstrang mit mindestens einem U-förmigen, mit Schaum gefüllten Bereich extrudiert und nachfolgend zu einer Schlauchleitung gewickelt wird. Zur Lösung der Aufgabe ist weiterhin geeignet ein Staubsauger mit einer derartigen, als Saugschlauch dienenden Schlauchleitung.
Es ist im Zusammenhang mit dieser Erfindung unerheblich, ob ein Merkmal auf ein oder mehrere Wellentäler und/oder Schaumfüllungen gerichtet ist, da die Anzahl der Wellentäler bei einer gewickelten Schlauchleitung von der Anzahl der Wellen im Profilstrang abhängt. Somit weist ein gewickelter Wellschlauch je nach Ausbildung des Profilstrangs nur ein helixförmiges Wellental oder aber wenige, ineinander schraubenförmig gewundene Wellentäler auf. Die Bezeichnung „Wellentäler“ umfasst im Sinne der Erfindung also auch den Spezialfall nur eines „Wellentals“.
Im vorliegenden Zusammenhang beinhaltet „füllend“ sowohl die Möglichkeit eines teilweise als auch die Möglichkeit eines vollständigen Füllens der Wellentäler. So umfasst die Erfindung z.B. auch Ausführungen, in denen wenigstens ein Teil der Wellentäler bezogen auf die Tiefe der Wellentäler nur teilweise mit dem kompressiblen Schaum ausgefüllt sind. Auch umfasst die Erfindung Ausführungen, bei denen der Profilstrang nicht durchgehend sondern nur abschnittsweise mit dem Schaum gefüllt ist. Vorzugsweise sind die Wellentäler allerdings durchgehend und auch über die gesamte Tiefe der Wellentäler vollständig mit dem Schaum befüllt.
Es ist ein erreichbarer Vorteil der Erfindung, dass das Einbringen des Schaums in das innere Wellental der Schlauchleitung erheblich vereinfacht wird, da der Schaum nicht in das Innere eines Hohlprofils, sondern nur von außen in eine Einwölbung eines im Übrigen flachen Profilstrangs eingebracht werden muss. Die aus diesem mit einer Schaumfüllung versehenen Profilstrang gewickelte Schlauchleitung weist eine gute hydraulische oder pneumatische Glätte auf, wobei Ablagerungen von Staub und dergleichen im Wellental vermieden werden. Weiter kann durch die Erfindung der Strömungswiderstand und damit der Druckverlust in der Schlauchleitung gesenkt werde. Bei einem Staubsauger lässt sich dadurch das Verhältnis von Saugleistung und Energieaufwand verbessern.
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Um eine Abbremsung der Fluidströmung durch die Schaumoberfläche zu minimieren, sollte die zum Rohrinneren weisende Oberfläche des Schaums eine besonders gute hydraulische oder pneumatische Glätte aufweisen. Vorzugsweise hat der Schaum dazu an der Oberfläche eine überwiegend (d.h. zu mindestens 50%) geschlossene Porenstruktur, besonders vorzugsweise eine zu mindestens 90%, besonders vorzugsweise eine zu mindestens 99% geschlossene Porenstruktur. In einer Ausführung der Erfindung ist die Porenstruktur an der Oberfläche im Wesentlichen vollständig geschlossen. In einer anderen Ausführung ist die Porenstruktur an der Oberfläche zumindest noch in dem Maße offen, dass einen Luftaustausch zwecks Kompression und Expansion des Schaums beim Biegen des Schlauchs möglich ist. Durch die überwiegend oder sogar vollständig geschlossne Porenstruktur an der Oberfläche kann auch ein Eindringen von Staub in die Schaumstruktur vermieden werden. Die Schlauchleitung behält ihre Flexibilität somit auch bei langer Nutzungsdauer bei.
Ein erster vorteilhafter Werkstoff für den kompressiblen Schaum ist ein (vernetzender) Polyurethan (PUR)-Schaum, der eine besonders gute Kompressiblität aufweist. Nach einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung besteht der kompressible Schaum aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere aus unter Verwendung eines Treibmittels geschäumtem Recyklat der Schlauchleitung, wodurch die stoffliche Wiederverwertbarkeit der Schlauchleitung erleichtert wird. Die Dichte des Schaums beträgt vorzugsweise weniger als 70%, besonders vorzugsweise weniger als 40%, besonders vorzugsweise weniger als 20%, besonders vorzugsweise weniger als 10%, besonders vorzugsweise weniger als 5% der Dichte des ungeschäumten Materials.
Um die Kompressibilität des Schaums weiter zu erhöhen, ist der Schaum vorzugsweise großporig mit einem mittleren Porendurchmesser von mehr als 0,1 mm, besonders vorzugsweise mehr als 0,3 mm, besonders vorzugsweise mehr als 0,5 mm, besonders vorzugsweise mehr als 1 mm, besonders vorzugsweise mehr als 2 mm. Der mittlere Porendurchmesser ist vorzugsweise kleiner als 5 mm, besonders vorzugsweise kleiner als 3 mm. Es kann vorgesehen werden, dass der Schaum zur Erhöhung der Flexibilität ihrerseits hochflexible, vorzugsweise gleichfalls geschäumte Füllkörper enthält. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Barriere zusätzlich eine das Wellental zumindest teilweise abdeckende Zunge aufweist. Hierdurch wird, insbesondere bei der Verwendung sehr weicher Schäume, die Schaumstruktur vor mechanischen Beschädigungen geschützt.
Hinsichtlich des Verfahrens ist es von Vorteil, wenn zunächst unter Verwendung eines ersten Extruders ein Profilstrang mit einem U-förmigen Bereich extrudiert, nachfolgend der U-förmige Bereich unter Verwendung eines weiteren Extruders mit Schaum gefüllt und anschließend der Profilstrang zu einer Schlauchleitung gewickelt wird. Durch dieses Vorgehen können die Kontur des Profilstrangs und die Schaumfüllung des U-förmigen Bereichs besonders gut gesteuert werden. Ferner wird hierdurch die Auswahl möglicher Schaumwerkstoffe verbreitert. Grundsätzlich ist es zur Verringerung des apparativen Aufwands aber auch möglich, den Profilstrang und die Schaumfüllung in einem gemeinsamen Extrusionswerkzeug auszuformen, an welches zwei Extruder angeschlossen sind.
Weiterhin ist bevorzugt, dass der Profilstrang beim Wickeln stoffschlüssig verbunden wird, so dass eine zuverlässige Abdichtung des gewickelten Profilstrangs bewirkt wird. Nach einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens erfolgt der Stoffschluss durch Verkleben, insbesondere mittels eines von einem weiteren Extruder bereitgestellten Klebstoffs, z.B. eines Heißklebstoffs, oder durch Schweißen. Vorzugsweise wird, wenn der Profilstrang helixförmig zu einem Schlauch gewickelt wird, ein Verbindungsbereich am ersten Rand des Profilstrangs in einem Stoßbereich mit dem Verbindungsbereich am gegenüberliegenden zweiten Rand des Profilstrangs stoffschlüssig durch Schweißen oder Kleben verbunden. In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Schlauchleitung weist der Profilstrang einen Schenkel und eine Lasche auf, wobei der Schenkel einer Windung sich mit der Lasche einer benachbarten Windung in Anlage befindet und mit dieser fest verbunden ist. Es ist jedoch bei einer entsprechenden Ausbildung des Profilstrangs und Auswahl des Schaumwerkstoffs auch möglich, dass bereits die Klebewirkung des Schaums für eine dichte und mechanisch belastbare Verbindung ausreicht. In diesem Fall müssen der U-förmige Bereich und die Schaumfüllung naturgemäß in der Verbindungszone des Profilstrangs angeordnet sein.
Durch die Erfindung wird eine Schlauchleitung, insbesondere zur Verwendung mit einem Staubsauger, geschaffen, die einen vergleichseise geringen Strömungswiederstand aufweist und dennoch einfach und preiswert herzustellen ist. Es wird außerdem ein Verfahren für die einfache und rationelle Herstellung der Schlauchleitung bereitgestellt. Beim Einsatz in einem Staubsauger kann der Druckverlust im Saugschlauch verringert und dadurch das Verhältnis von Saugleistung und Energieeinsatz verbessert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.
Es zeigen schematisch:
1 die Darstellung eines erfindungsgemäß ausgestatteten Bodenstaubsaugers;2 eine zur Verwendung an dem Staubsauger vorgesehene, erfindungsgemäße Schlauchleitung in seitlicher Ansicht (2a ), in seitlichem Schnitt (2b ), in perspektivischer Ansicht (2c ) und in einem vergrößerten Ausschnitt (2d );3 eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;4 einen Abschnitt des Schlauchs der2 in gekrümmter Form; und schließlich5 einen Ausschnitt aus4 .
Bei der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
Der in
Der Staubsauger
Stromauf der Staubabscheideeinrichtung
Beim Reinigungsvorgang liegt die Gleitsohle
Der in
Bei der Fertigung des Saugschlauchs
Wie aus
Die erfindungsgemäße Saugschlauch
- 1
- Staubsauger
- 2
- Aggregateträger
- 3
- Fahrwerk
- 4
- Gehäuse
- 5
- Sauggebläse
- 6
- Staubabscheideeinrichtung
- 7
- Staubfilterbeutel
- 8
- Anschluss
- 9
- Saugschlauch
- 10
- Schubrohr
- 11
- Anschlussstutzen
- 12
- Saugdüse
- 13
- Saugdüsengehäuse
- 14
- Gleitsohle
- 15
- Saugmund
- 16
- Rollenanordnung
- 17
- Öffnung
- 18
- Profilstrang
- 19
- Klebstoff
- 20
- Bereich (des Profilstrangs)
- 21
- Schenkel
- 22
- Lasche
- 23
- Wellental
- 24
- Schaum
- 25
- Extruder (für den Profilstrang
18 ) - 26
- Extruder (für den Schaum
24 ) - 27
- Extruder (für den Klebstoff
19 )