FLEGLER, Alexander (Bertha von Suttner Str. 8, Bad Neustadt, 97616, DE)
KASTNER, Julian (Löffelstraße 4, Oberelsbach, 97656, DE)
SCHMITT, Florian (Schaumburgstraße 14, Münnerstadt, 97702, DE)
FLEGLER, Alexander (Bertha von Suttner Str. 8, Bad Neustadt, 97616, DE)
KASTNER, Julian (Löffelstraße 4, Oberelsbach, 97656, DE)
| PATENTANSPRÜCHE Einstückiger, flexibler Schlauch (10) für einen Staubsauger (1 ) zum Transport von staubbeladener Saugluft, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Innendurchmesser des Schlauchs (10) größer ist, als (D1 +D2)/2, wobei D1 den minimalen Innendurchmesser und D2 den maximalen Innendurchmesser bezeichnet. Schlauch (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Schlauchs (10) an beiden Enden (13) jeweils geringer ist, als der Innendurchmesser an zumindest einer Stelle zwischen den beiden Enden (13). Schlauch (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Innendurchmesser des Schlauchs (10) größer ist, als die Summe aus L1 *(D1 +D2)/2 und L2*(D2+D3)/2, dividiert durch die Summe aus L1 und L2, wobei ein Schlauchbereich betrachtet wird, der an den Enden des Schlauchs oder an Anschlussbereichen der Enden des Schlauchs endet, und D3 den Innendurchmesser an einem Ende (19) des Schlauchbereichs, L2 den Abstand von dem Ende (19) mit dem Innendurchmesser D3 zu einer Maximalstelle (17) mit dem maximalen Innendurchmesser D2 und L1 den Abstand von dem anderen Ende (19) des Schlauchbereichs bis zu der Maximalstelle (17) bezeichnet. Schlauch (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlauch (10) einen zylindrischen Abschnitt (21 ) aufweist, dessen Innendurchmesser größer als der minimale Innendurchmesser D1 ist. Schlauch (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Ende (13) des Schlauchs (10) ein Anschlussbereich (23) ausgebildet ist. Schlauch (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden (13) des Schlauchs (10) ein Anschlussbereich (23) ausgebildet ist, und der Schlauch (10) zwischen den beiden Anschlussbereichen (23) einen zylindrischen Abschnitt (21 ) aufweist. 7. Schlauch (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser an einem Ende (13) des Schlauchs (10) der minimale Innendurchmesser D1 ist. 8. Schlauch (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Enden (13) des Schlauchs (10) den gleichen Innendurchmesser aufweisen. 9. Schlauch (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient D1/D2 den Wert 0,64 übersteigt. 10. Schlauch (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Schlauchquerschnitts über die Schlauchlänge (29) konstant ist. 1 1. Schlauch (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Schlauchquerschnitts rotationssymmetrisch ist. 12. Schlauch (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsflächen des Schlauchs (10) koaxial zueinander angeordnet sind. 13. Schlauch (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des Schlauchs (10) zwischen der Stelle des Schlauchs (10) mit dem minimalen Durchmesser D1 und der Stelle mit dem maximalen Durchmesser D2 stetig verläuft. 14. Schlauch (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des Schlauchs (10) zwischen der Stelle des Schlauchs (10) mit dem minimalen Durchmesser D1 und der Stelle mit dem maximalen Durchmesser D2 unstetig verläuft. |
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen einstückigen Schlauch für einen Staubsauger zum Transport von staubbeladener Saugluft.
Hintergrund der Erfindung
Beispielsweise ist aus der Offenlegungsschrift US 1 ,892,382 A ein Staubsauger mit einem Schlauch bekannt, dessen Innen- und Außendurchmesser von einem Ende des
Schlauchs, das an einem Anschlussteil für eine Düse befestigt ist, bis zu dem anderen Ende des Schlauchs, das an dem Staubsauger zu befestigen ist, graduell ansteigt.
Auch in der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2008 041 231 A1 ist eine Staubsaugeinheit mit einem Staubsaugerschlauch offenbart, dessen Schlauchinnendurchmesser von einer Aufsatzkupplung bis zu einer Staubsaugerkupplung stetig zunimmt. Der Schlauchinnendurchmesser ist hierbei an keiner Stelle größer, als an der Staubsaugerkupplung.
Der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schlauch für einen Staubsauger bereitzustellen. Insbesondere soll ein Schlauch mit einem verringerten Strö- mungswiderstand bereitgestellt werden können. Weiter soll ein Schlauch bereitgestellt werden können, der einen für den Benutzer angenehmeren Saugbetrieb ermöglicht.
Erfindungsgemäße Lösung Die Bezugszeichen in sämtlichen Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern. Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch einen Schlauch mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Durch einen Schlauch für einen Staubsauger kann z.B. eine Staubsaugerdüse mit einem Staubsauger verbunden werden, um Staub aufzunehmen und zu dem Staubsauger zu transportieren. Hierzu kann ein Ende des Schlauchs mit der Staubsaugerdüse, einem Handgriff oder einem Staubsauerrohr und das andere Ende des Schlauchs mit einer Ansaugöffnung oder einem Ansaugstutzen des Staubsaugers verbunden werden, gewöhnlich über ein dafür vorgesehenes am Schlauch fest angebrachtes Anschlussstück, so dass die staubbeladene Saugluft über das eine Ende, das als Zugang bezeichnet werden kann, in den Saugschlauch einströmen und über das andere Ende, das als Ausgang bezeichnet werden kann, den Saugschlauch wieder verlassen kann. Natürlich kann auch ein Ende des Schlauchs ohne angeschlossene Staubsaugerdüse zur Staubaufnahme genutzt werden. Der Schlauch für einen Staubsauger ist flexibel, damit der Benutzer die Staubsaugerdüse, z.B. eine Bodendüse relativ zu dem Staubsauger bewegen kann, ohne den Staubsauger bewegen zu müssen. Außerdem besteht der erfindungsgemäße einstückige Schlauch aus einem einheitlichen Material und weist vorteilhafterweise entlang seiner Längserstreckung die gleiche Flexibilität auf. Er kann z.B. durch Extrusionsblasen oder Wickeln und Kleben eines Profilstreifens hergestellt werden. Der Innendurchmesser des Schlauchs wird anhand des Schlauchquerschnitts bestimmt, der senkrecht zu der Längserstreckung des Schlauchs orientiert ist. Weicht die Form des Schlauchquerschnitts von einem Kreis ab, wird diese in einen Kreis gleichen Flächeninhalts transformiert. Zur Bestimmung des Schlauchquerschnitts und damit des Innendurchmessers wird die innere Hüllfläche des Schlauches betrachtet. Die innere Hüllfläche liegt z.B. bei einem gewellten Schlauchprofil an den Stellen mit dem lokal geringsten Innendurchmesser an dem Schlauch an.
Der durchschnittliche Innendurchmesser des Schlauchs ist das Integral des Innendurchmessers des Schlauchs über die Länge L des Schlauchs, dividiert durch die Länge L des Schlauchs. Ist an einem oder beiden Enden des Schlauchs ein Anschlussbereich ausgebildet, wird dieser bei der Bestimmung des durchschnittlichen Innendurchmessers nicht berücksichtigt. Das bedeutet, dass weder der Innendurchmesser eines Anschlussbereichs bei der Integration noch die Länge eines Anschlussbereichs bei der Bestimmung der Län- ge L berücksichtigt werden. Die Länge L ist somit die Länge des Bereichs des Schlauchs, der an den Enden des Schlauchs oder an den Anschlussbereichen endet.
Ein Anschlussbereich ist der Bereich an einem Ende eines Schlauchs, über den der Schlauch mit einem Staubsaugerteil verbunden werden kann. Hierzu kann der Schlauch z.B. über die Länge des Anschlussbereichs in eine Saugöffnung des Staubsaugerteils eingeführt werden. Üblicherweise ist der Anschlussbereich eines Schlauchs für ein vereinfachtes Einführen des Schlauchs in die Saugöffnung zylindrisch ausgebildet. Ein Staubsaugerteil kann z.B. ein Anschlussstutzen, ein Handgriff, ein Saugrohr, eine Düse oder ein Staubsaugergehäuse sein. Im Sinne der vorliegenden Erfindung meint„größer als" um zumindest 10%, vorzugsweise 20%, vorzugsweise 30%, vorzugsweise 40%, vorzugsweise 50%„größer als". Hierbei ist der Unterschied zwischen dem durchschnittlichen Innendurchmesser des Schlauchs und dem in Anspruch 1 angegebenen Quotienten der jeweilige Prozentsatz bezogen auf den in Anspruch 1 angegebenen Quotienten. Die Erfinder haben erkannt, dass der Strömungswiderstand des Schlauchs überraschenderweise durch den erfindungsgemäßen durchschnittlichen Innendurchmesser verbessert werden kann. Die Erfinder vermuten, dass der verringerte Strömungswiderstand darauf zurückgeführt werden kann, dass durch die Erfindung eine reduzierte Strömungsgeschwindigkeit des Saugluftstroms im Schlauch und damit geringere Reibungsverluste er- reichbar sind. Vorteilhafterweise ist nur ein minimal erhöhter Materialaufwand für die Herstellung des Schlauchs erforderlich, um eine deutliche Reduktion des Strömungswiderstands, z.B. um bis zu 35%, erzielen zu können. Weiter kann durch die Erfindung eine reduzierte Geräuschentwicklung während des Saugbetriebs ermöglicht werden, was zu einem für den Benutzer angenehmeren Saugbetrieb führen kann. Außerdem kann ein erfindungsgemäßer Schlauch, der z.B. bauchiger ausgestaltet sein kann, durch übliche Verfahren, wie z.B. durch Wickeln eines Profilstreifens oder durch Extrusionsblasen hergestellt werden.
Mit der Erfindung ist vorteilhaft erreichbar, dass der Strömungswiderstand des Schlauchs reduziert werden kann und der Schlauch zudem für übliche Staubsauger einsetzbar ist. Die Erfinder haben nämlich erkannt, dass der Strömungswiderstand verbessert werden kann, wenn nur der Bereich des Schlauchs zwischen den beiden Enden oder zwischen den jeweiligen Anschlussbereichen gestaltet wird, ohne die Enden oder die Anschlussbe- reiche zu verändern. Der Strömungswiderstand des Schlauchs kann also unabhängig von den Enden und/oder von den Anschlussbereichen des Schlauchs reduziert werden, so dass der Schlauch auch mit üblichen und/oder standardisierten Staubsaugerteilen, wie z.B. Anschlussstutzen, Handgriffen oder Düsen verbunden werden kann. Hierdurch müssen solche Teile nicht für den erfindungsgemäßen Schlauch gesondert gefertigt werden, wodurch die Herstellungskosten von saugleistungsoptimierten Staubsaugern gering gehalten werden können. Außerdem ist eine ergonomische Benutzung des Schlauchs erreichbar, da der Schlauch z.B. mit einem gewöhnlichen Handgriff verbunden werden kann, der in seinem Durchmesser bereits für die Handhabung optimiert ist. Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Innendurchmesser des Schlauchs an beiden Enden jeweils geringer als der Innendurchmesser an zumindest einer Stelle zwischen den beiden Enden. Das bedeutet, dass sich der Schlauch entlang seiner Längserstreckung aufweitet und anschließend wieder verjüngt, wodurch zwischen den Enden ein Bereich mit erhöhtem Innendurchmesser geschaffen werden kann. Die Innen- durchmesser der Enden des Schlauchs können hierbei identisch sein oder voneinander abweichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der durchschnittliche Innendurchmesser des Schlauchs größer, als die Summe aus L1 * (D1 +D2)/2 und L2 * (D2+D3)/2, dividiert durch die Summe aus L1 und L2, wobei ein Schlauchbereich betrachtet wird, der an den Enden des Schlauchs oder an Anschlussbereichen der Enden des Schlauchs endet, und D3 den Innendurchmesser an einem Ende des Schlauchbereichs, L2 den Abstand von dem Ende mit dem Innendurchmesser D3 zu einer Maximalstelle mit dem maximalen Innendurchmesser D2 und L1 den Abstand von dem anderen Ende des Schlauchbereichs bis zu der Maximalstelle bezeichnet. Sind also an einem oder beiden Enden des
Schlauchs Anschlussbereiche angeordnet, wird statt des Endes des Schlauchs das Ende des Schlauchbereichs betrachtet, der an einem Anschlussbereich endet. Die Summe aus L1 und L2 ergibt also die Länge L des Schlauchs, die der Länge des Schlauchbereichs entspricht. Weist der Schlauch an mehr als einer Stelle den maximalen Innendurchmesser auf, kann die Maximalstelle eine beliebige dieser Stellen sein.
Ein erfindungsgemäß bevorzugter Schlauch weist einen zylindrischen Abschnitt auf, dessen Innendurchmesser größer als der minimale Innendurchmesser D1 ist. Dieser zylindri- sehe Abschnitt befindet sich vorzugsweise zwischen den beiden Enden. Die Länge des zylindrischen Abschnitts beträgt besonders vorzugsweise zumindest 10% der Länge L des Schlauchs. Besonders vorzugsweise beträgt die Länge des zylindrischen Abschnitts zumindest ein Vielfaches von 10% der Länge L des Schlauchs, wobei das Vielfache eine ganze Zahl zwischen 2 und 9 ist. Mit Vorteil grenzt der zylindrische Abschnitt an einen Übergangsabschnitt des Schlauchs an. Die Steigung des Schlauchs ist hierbei vorzugsweise an zumindest einer Stelle des Übergangsabschnitts größer als (D2-D1 )/L. Hierdurch kann ein handlicher und stabiler Schlauch mit optimalem Strömungswiderstand erreicht werden, da sich der Innendurchmesser in dem Übergangsabschnitt vergrößert und in dem zylindrischen Bereich entlang der Längserstreckung des Schlauchs auf einem optimalen Wert gehalten werden kann.
Die Erfindung weiterbildend ist vorzugsweise vorgesehen, dass an zumindest einem Ende des Schlauchs ein Anschlussbereich ausgebildet ist. An dem Anschlussbereich kann z.B. ein Stutzen an dem Schlauch montiert werden. Vorzugsweise weist der Anschlussbereich eine axiale Länge von bis zu 50 mm auf. Natürlich kann die axiale Länge des Anschlussbereichs auch 50 mm übersteigen. Besonders vorzugsweise ist der an dem Ende des Schlauchs ausgebildete Anschlussbereich zylindrisch. Hierbei entspricht der Innendurchmesser des zylindrischen Anschlussbereichs dem Innendurchmesser des Ende des Schlauchs. Besonders vorzugsweise weist der Schlauch an beiden Enden einen An- Schlussbereich auf. In dieser Ausführung der Erfindung können beide Anschlussbereiche oder nur ein Anschlussbereich zylindrisch ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß ist vorzugsweise vorgesehen, dass an beiden Enden des Schlauchs ein Anschlussbereich ausgebildet ist, und der Schlauch zwischen den beiden Anschlussbe- reichen einen zylindrischen Abschnitt aufweist. Die Länge des zylindrischen Abschnitts kann zwischen 10% und 100% der Länge des Bereichs zwischen den beiden Anschlussbereichen betragen. Besonders vorzugsweise beträgt die Länge des zylindrischen Abschnitts zumindest ein Vielfaches von 10%, wobei das Vielfache eine ganze Zahl zwi- sehen 2 und 9 sein kann. Bei einem zylindrischen Abschnitt, dessen Länge 100% der Länge des Bereichs zwischen den beiden Anschlussbereichen beträgt, weist der
Schlauch zwischen den Anschlussbereichen und dem zylindrischen Abschnitt einen senkrechten Übergang auf. Der Verlauf des Schlauchs ist in diesem Fall also treppenförmig. Natürlich kann der Schlauch auch dann einen senkrechten Übergang aufweisen, wenn die Länge des zylindrischen Abschnitts unter 100% liegt.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Innendurchmesser an einem Ende des Schlauchs der minimale Innendurchmesser D1. Das bedeutet, dass der Innendurchmesser des Schlauchs an jeder Stelle zwischen den beiden Enden größer als der kleinere Innendurchmesser der beiden Enden ist. Bei einem solchen Schlauch liegt die maximale Strömungsgeschwindigkeit des Saugluftstroms an dem Ende des Schlauchs mit dem minimalen Durchmesser D1 , wodurch die Geräuschentwicklung weiter verbessert werden kann. In einer Ausführung der Erfindung weisen beide Enden des Schlauchs den gleichen Innendurchmesser auf. Hierdurch ist erreichbar, dass die Enden des Schlauchs wahlweise mit dem Staubsauger oder einer Staubsaugerdüse verbunden werden können. So kann vorteilhafterweise ein herkömmlicher, zylindrischer Schlauch, dessen Durchmesser über die gesamte Schlauchlänge hinweg konstant ist, durch den erfindungsgemäßen Schlauch ersetzt werden, ohne zusätzliche Adapter zu benötigen. Bei einem gewickelten Schlauch, also einem Schlauch, der aus einem Profilstreifen gewickelt wurde, kann die Orientierung der Wicklung durch Auswahl der Enden frei bestimmt werden. Hierdurch ist eine weitere Reduzierung des Strömungswiderstands für den Saugluftstrom erreichbar. Ein reduzierter Strömungswiderstand für den Saugluftstrom kann sich z.B. ergeben, wenn der Schlauch eine in Richtung des Saugluftstroms rechts gewickelte Wicklung aufweist. In einer besonders bevorzugten Ausführung ist der Innendurchmesser des Schlauchs an beiden Enden der minimale Innendurchmesser D1 , wobei der Innendurchmesser des Schlauchs an beiden Enden geringer ist, als der Innendurchmesser des Schlauchs an jeder Stelle zwischen den beiden Enden.
In einer alternativen Ausführung weisen die Innendurchmesser der Enden unterschiedliche Größen auf. Dadurch ist der Schlauch in bereits bestehende Modellreihen einsetzbar, bei denen der Durchmesser der Ansaugöffnung zur Optimierung der Saugleistung vergrößert ist.
Die Erfindung weiterbildend ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Quotient D1/D2 den Wert 0,64 übersteigt. Vorteilhafterweise ist ab einem Wert von 0,64 ein verringerter Strö- mungswiderstand bei optimaler Schlauchgeometrie erreichbar. Besonders vorzugsweise beträgt der maximale Innendurchmesser D2 maximal 50 mm. Durch einen Innendurchmesser bis zu 50 mm ist ein stabiler Schlauch erreichbar und ein Abknicken des
Schlauchs, z.B. während des Saugbetriebs kann vermieden werden. Außerdem kann ein solcher Schlauch leicht von dem Benutzer ergriffen werden, sodass eine bequeme Hand- habung des Schlauchs, z.B. zum Verstauen oder Montieren an dem Staubsauger ermöglicht werden kann. Ein solcher Schlauch kann auch sicherstellen, dass die Strömungsgeschwindigkeit ausreichend hoch ist, um den Staub transportieren zu können.
In einer Ausführung der Erfindung ist die Form des Schlauchquerschnitts über die
Schlauchlänge konstant. Die Form ist dann über die Schlauchlänge konstant, wenn die Querschnittsformen an jeder Stelle des Schlauchs im geometrischen Sinne ähnlich zueinander sind. Durch die konstante Form des Schlauchquerschnitts kann der Strömungswiderstand weiter reduziert werden, da Verwirbelungen aufgrund einer sich ändernden Geometrie vermieden werden können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Form des Schlauchquerschnitts rotationssymmetrisch. Eine solche Form lässt sich leicht mit den üblichen Herstellungsmethoden, z.B. durch Extrusionsblasen erzielen. Besonders vorzugsweise ist die Form des Schlauchquerschnitts kreisförmig, die sich besonders für den Staubsaugerbetrieb eignet.
Die Erfindung weiterbildend ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Querschnittsflächen des Schlauchs koaxial zueinander angeordnet sind. Die Querschnittsflächen sind dann koaxial zueinander angeordnet, wenn die Schwerpunkte auf einer Achse liegen, wobei der Schlauch in gestrecktem Zustand betrachtet wird. Besonders vorzugsweise stehen die Querschnittsflächen senkrecht auf der Richtung des Saugluftstroms, wobei die Richtung des Saugluftstroms vorzugsweise der Längserstreckung des Schlauchs entspricht. In einer Ausführung der Erfindung verläuft die Steigung des Schlauchs zwischen der Stelle des Schlauchs mit dem minimalen Durchmesser D1 und der Stelle mit dem maximalen Durchmesser D2 stetig. Die Steigung des Schlauchs ist eine Funktion des Innendurchmessers, die die Änderung des Innendurchmessers über die Längserstreckung des Schlauchs, also über die Länge des Schlauchs angibt. Der Schlauch weist also zwischen der Stelle minimalen Durchmessers und der Stelle maximalen Durchmessers einen glatten Übergang auf. Das bedeutet allerdings nicht, dass sich der Schlauchinnendurchmesser zwischen der Stelle minimalen Durchmessers D1 und der Stelle maximalen Durchmessers D2 konstant vergrößert oder verkleinert. Vorteilhafterweise ist ein solcher Übergang angenehmer für den Benutzer, da keine Kanten vermieden werden können. Beson- ders vorzugsweise verläuft die Steigung des Schlauchs zwischen den beiden Enden des Schlauchs stetig. Vorteilhafterweise kann hierdurch der Eindruck eines zylindrisch ausgebildeten Schlauchs entstehen, was zu einer höheren Akzeptanz des Käufers, dem ein zylindrischer Schlauch bereits bekannt ist, führen kann. In einer alternativen Ausführung der Erfindung verläuft die Steigung des Schlauchs zwischen der Stelle des Schlauchs mit dem minimalen Durchmesser D1 und der Stelle mit dem maximalen Durchmesser D2 unstetig. Das bedeutet, dass die Steigung des
Schlauchs zumindest an einer Stelle zwischen der Stelle minimalen Durchmessers und der Stelle maximalen Durchmessers schlagartig den Wert ändert. An dieser Stelle weist die Steigung eine Sprungstelle auf, die als Kante des Schlauchs in Erscheinung treten kann. Auch in dieser Ausführung muss sich der Schlauchinnendurchmesser nicht zwangsläufig von der Stelle minimalen Durchmessers bis zu der Stelle maximalen Durchmessers konstant vergrößern oder verkleinern. Durch die unstetige Steigung kann das Innenvolumen des Schlauchs weiter erhöht werden, was zu einer weiteren Verringerung des Strö- mungswiderstands führen kann.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht mit einfachen konstruktiven und kostengünstigen Mitteln die Bereitstellung eines Schlauchs für einen Staubsauger, der einen verringerten Strömungswiderstand aufweisen kann. Insbesondere kann ein Schlauch mit verringertem Strömungswiderstand bereitgestellt werden, der herkömmliche Schläuche ersetzen und mit üblichen Staubsaugern verwendet werden kann. Weiter kann ein Schlauch mit reduzierter Geräuschentwicklung bereitgestellt werden, der zu einem angenehmeren Saugbetrieb führen kann. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an Hand von fünf in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, auf weiche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.
Es zeigen schematisch:
Fig. 1 einen Staubsauger, an den ein erfindungsgemäßer Schlauch angekoppelt ist;
Fig. 2 den Verlauf eines Innendurchmessers eines erfindungsgemäßen Schlauchs in einer ersten Ausführung der Erfindung;
Fig. 3 das Schlauchprofil nach Detail A aus Fig. 2;
Fig. 4 ein alternatives Schlauchprofil einer zweiten Ausführungsform nach Detail A aus Fig. 2;
Fig. 5 den Verlauf eines Innendurchmessers eines erfindungsgemäßen Schlauchs in einer dritten Ausführung der Erfindung;
Fig. 6 den Verlauf eines Innendurchmessers eines erfindungsgemäßen Schlauchs in einer vierten Ausführung der Erfindung; und schließlich
Fig. 7 den Verlauf eines Innendurchmessers eines erfindungsgemäßen Schlauchs in einer fünften Ausführung der Erfindung.
Ausführliche Beschreibung anhand von fünf Ausführungsbeispielen
Bei der nachfolgenden Beschreibung von fünf bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. Das erste Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert. Fig. 1 zeigt einen Staubsauger 1 mit einem Schlauch 10. Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Längserstreckung des Schlauchs 10 und zeigt den Verlauf eines Innendurchmessers des Schlauchs 10. In Fig. 3 ist das Schlauchprofil nach Detail A aus Fig.2 gezeigt. Der Staub- sauger 1 ist durch nicht dargestellte Rollen auf einem Boden bewegbar und enthält einen ebenfalls nicht dargestellten Saugmotor, der mittels eines Betriebsschalters 5 in Funktion gesetzt werden kann, um einen Unterdruck zu erzeugen. Während des Betriebs wird im Allgemeinen staubhaltige Luft von einer Ansaugöffnung 3 des Staubsaugers 1 abgesogen, durch eine nicht dargestellte Staubabscheideeinheit geleitet und dann an einem Git- ter 7 im Wesentlichen von Staub befreit wieder ausgeblasen. Es entsteht also ein Saugluftstrom, der den Schlauch 10 und den Staubsauger in einer Strömungsrichtung 33 durchströmt.
Der Staubsauger 1 ist mit einem einstückigen, flexiblen Schlauch 10, der auch als Staub- saugerschlauch bezeichnet werden kann, ausgestattet. An den beiden Enden 13 des Schlauchs 10 ist jeweils ein 50 mm langer Anschlussbereich 23 ausgebildet, auf den jeweils ein Anschlussstutzen 15 aufgesteckt und mit dem Schlauch 10 verbunden werden kann. Die mit dem einstückigen Schlauch 10 verbundenen Anschlussstutzen 15 sind in Fig. 2 aus Darstellungsgründen nicht gezeigt. Der Schlauch 10 ist über einen Anschluss- stutzen 15 mit der Ansaugöffnung 3 des Staubsaugers 1 verbunden. Über den anderen Anschlussstutzen 15 kann der Schlauch 10 mit einem Saugrohr oder einer Düse verbunden werden, um einen Saugluftstrom von der Staubsaugerdüse oder dem Saugrohr durch den Schlauch 10 zu dem Staubsauger 1 zu führen, sodass die staubbeladene Saugluft zu der nicht dargestellten Staubabscheideeinheit des Staubsaugers 1 transportiert werden kann. Die Saugluft kann also über ein Ende 13 in den Schlauch 10 einströmen und den Schlauch 10 über das andere Ende 13 wieder verlassen.
Der Schlauch 10 weist eine Schlauchlänge 29 von 1600 mm auf und ist über seine gesamte Schlauchlänge 29 gleichmäßig flexibel. Hierdurch kann der Benutzer die Düse oder das Saugrohr während des Saugens unabhängig von dem Staubsauger 1 bewegen, sodass eine angenehme Benutzung des Staubsaugers 1 ermöglicht wird. Der Schlauch 10 wurde durch Wickeln und Verkleben eines Profilstreifens 31 hergestellt, und besteht dem- nach aus einem Material, nämlich dem des Profilstreifens 31. Die Form des Profilstreifens ist aus Fig. 3 ersichtlich.
Der Innendurchmesser des im Querschnitt kreisförmigen Schlauchs 10 ist an beiden Enden 13 des Schlauchs 10 der minimale Innendurchmesser D1 , so dass der Innendurch- messer des Schlauchs 10 an beiden Enden 13 jeweils geringer ist als der Innendurchmesser an zumindest einer Stelle zwischen den beiden Enden. Der Innendurchmesser der beiden an den Enden 13 ausgebildeten Anschlussbereiche 23 ist identisch zu dem Innendurchmesser des jeweiligen Endes 13 und beträgt 32 mm. Da der Innendurchmesser an den beiden Enden 13 des Schlauchs 10 identisch ist, kann der Schlauch 10 auch anstatt eines gewöhnlichen, zylindrischen Schlauchs, dessen Innendurchmesser über seine gesamte Länge konstant bleibt, verwendet werden.
Zwischen den beiden Anschlussbereichen 23, und damit zwischen den beiden Enden 13 weist der Schlauch 10 einen zylindrischen Abschnitt 21 mit einer Länge von 700 mm auf, dessen Innendurchmesser der maximale Innendurchmesser D2 ist und der 38 mm beträgt. Der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 21 ist somit größer als der minimale Innendurchmesser D1 an den beiden Enden 13 des Schlauchs 10 und der Quotient D1/D2 beträgt 0,84, so dass er den Wert 0,64 übersteigt. Durch den zylindrischen Bereich 21 wird das Innenvolumen des Schlauchs erhöht, was zu einer verringerten Strömungsgeschwindigkeit des Saugluftstroms in dem zylindrischen Abschnitt 21 führt. Hierdurch wird der Strömungswiderstand des Schlauchs 10 verringert. Zusätzlich zu dem zylindrischen Abschnitt 21 weist der Schlauch 10 zwei Übergangsabschnitte 27 mit einer Länge von jeweils 400 mm auf, in denen sich der Innendurchmesser des Schlauchs 10 in Strömungsrichtung 33 des Saugluftstroms jeweils aufweitet und wieder verjüngt. Ausge- hend von einem Ende 13 kann der Schlauch 10 in Strömungsrichtung 33 des Saugluftstroms bis zu dem anderen Ende 13 in einen Anschlussbereich 23, einen Übergangsabschnitt 27, in welchem sich der Innendurchmesser des Schlauchs 10 aufweitet, den zylindrischen Abschnitt 21 , einen Übergangsabschnitt 27, in welchem sich der Innendurchmesser des Schlauchs 10 wieder verjüngt, und einen Anschlussbereich 23 unterteilt wer- den. Der Innendurchmesser des Schlauchs 10 übersteigt den minimalen Innendurchmesser D1 in dem Teil des Schlauchs, der zwischen den beiden Anschlussbereichen 23 liegt und der sich aus dem zylindrischen Abschnitt 21 und den beiden Übergangsabschnitten 27 zusammensetzt. Die Länge L dieses Teils beträgt 1500 mm. Da der Schlauch 10 einen zylindrischen Abschnitt 21 aufweist, dessen Innendurchmesser über eine gewisse Länge des Schlauchs 10 konstant ist, ist die Steigung des Schlauchs 10 an den beiden Übergangsabschnitten 27 und damit an zumindest einer Stelle zwischen den beiden Enden des Schlauchs 10 größer als (D2-D1 )/L. In den Übergangsabschnitten 27 weist der Schlauch eine Steigung auf, die von Null abweicht, so dass sich der Schlauch in einem Übergangsabschnitt 27 in Strömungsrichtung 33 des Saugluftstroms aufweitet und in dem anderen Übergangsabschnitt 27 in Strömungsrichtung 33 des Saugluftstroms verjüngt. Der Innendurchmesser des Schlauchs 10 vergrößert und verkleinert sich also in den beiden Übergangsabschnitten 27. Zur Bestimmung des durchschnittlichen Innendurchmessers wird der Schlauchbereich betrachtet, der mit seinen beiden Enden 19 an den Anschlussbereichen 23 endet. Der durchschnittliche Innendurchmesser des Schlauchs ist größer als (D1 +D2)/2, da in dem Bereich des Schlauchs 10 zwischen den beiden Anschlussbereichen 23, die für die Bestimmung des durchschnittlichen Innendurchmessers nicht berücksichtigt werden, ein zylindrischer Abschnitt 21 ausgebildet ist, dessen Innendurchmesser der maximale Innendurchmesser D2 ist. Dies wird im folgenden Absatz rechnerisch überprüft. Zur Bestimmung des durchschnittlichen Innendurchmessers wird zunächst das Integral des Innendurchmessers zwischen den beiden Anschlussbereichen bestimmt, dessen Wert 54600mm 2 beträgt. Anschließend wird der Wert dieses Integrals durch die Länge L des Bereichs zwischen den beiden Anschlussbereichen 23 geteilt, so dass sich ein durchschnittlicher Innendurchmesser von 36,4 mm ergibt, der größer ist als 35 mm ist.
An den Stellen zwischen den Anschlussbereichen 23 und den Übergangsabschnitten 27 sowie zwischen den Übergangsabschnitten 27 und dem zylindrischen Abschnitt 21 weist der Schlauch eine Kante 37 auf, die dadurch entsteht, dass die Steigung des
Schlauchs 10 zwischen den Anschlussbereichen 23 und den Übergangsabschnitten 27 bzw. zwischen den Übergangsabschnitten 27 und dem zylindrischen Abschnitt 21 schlagartig den Wert ändert und in dem jeweiligen Übergangsabschnitt 27 linear verläuft. Die Steigung des Schlauchs 10 verläuft also zwischen der Stelle des Schlauchs 10 mit dem minimalen Durchmesser D1 und der Stelle mit dem maximalen Durchmesser D2 unstetig.
Der Schlauchquerschnitt weist die Form eines Kreises auf, ist also rotationssymmetrisch. Über die Schlauchlänge 29 ändert sich lediglich der Innendurchmesser des Schlauchs 10, also die Größe des Schlauchquerschnitts, sodass die Form des Schlauchquerschnitts über die Schlauchlänge 29 konstant ist. Außerdem liegt der Flächenschwerpunkt aller Querschnittsflächen des Schlauchs 10 auf der Schlauchachse 35, sodass die Querschnittsflächen des Schlauchs 10 koaxial zueinander angeordnet sind. In einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 4, das sich ansonsten nicht von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, ist der Schlauch 10 durch Extrusionsbla- sen hergestellt und weist ein gewelltes Schlauchprofil auf. Zur Bestimmung des
Schlauchquerschnitts und damit des Innendurchmesser wird in diesem Fall die innere Hüllfläche 39 des Schlauchs 10 betrachtet, die an den Stellen mit dem lokal geringsten Innendurchmesser an dem Schlauch 10 anliegt. Zur besseren Orientierung ist in Fig. 4 die Lage der Schlauchachse 35 mit eingezeichnet, wobei der Abstand der Schlauchachse 35 zu der inneren Hüllfläche 37 verringert dargestellt ist.
In einem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 5, das sich ansonsten nicht von den übrigen Ausführungsbeispielen unterscheidet, weist der Schlauch 10 zwischen den Anschlussbereichen 23 und dem zylindrischen Abschnitt 21 einen glatten Übergang auf, wobei die Steigung des Schlauchs 10 zwischen der Stelle des Schlauchs mit dem minimalen Durchmesser D1 an dem Anschlussbereich 23 und der Stelle mit dem maximalen Durchmesser D2 an dem zylindrischen Abschnitt 21 stetig verläuft. Der Schlauch 10 kann durch Wickeln und Verkleben eines Profilstreifens 31 , siehe Fig. 3, oder durch Extrusi- onsblasen, siehe Fig. 4, hergestellt sein, wobei Fig. 3 und Fig. 4 Detail A aus Fig. 5 zeigen.
In einem vierten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 6, das sich ansonsten nicht von den übrigen Ausführungsbeispielen unterscheidet, entspricht der Innendurchmesser des Schlauchs 10 an einem Ende 13 dem Innendurchmesser des zylindrischen Abschnitts 21. Die beiden Enden 13 des Schlauchs 10 weisen also unterschiedliche Innendurchmesser auf. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Schlauch 10 nur einen Übergangsabschnitt 27 auf, in welchem sich der Innendurchmesser von dem minimalen Innendurch- messer D1 auf den maximalen Innendurchmesser D2 in Strömungsrichtung 33 des Saugluftstroms vergrößert. Der Schlauch 10 kann durch Wickeln und Verkleben eines Profilstreifens 31 , siehe Fig. 3, oder durch Extrusionsblasen, siehe Fig. 4, hergestellt sein, wobei Fig. 3 und Fig. 4 Detail A aus Fig. 6 zeigen. In einem fünften Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 7, das sich ansonsten nicht von den übrigen Ausführungsbeispielen unterscheidet, weisen die Innendurchmesser der Enden 13 unterschiedliche Größen auf, wobei der Innendurchmesser des Schlauchs 10 an beiden Enden 13 geringer ist, als der Innendurchmesser des Schlauchs 10 an dem zylind- rischen Abschnitt 21. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Innendurchmesser des
Schlauchs 10 an einem Ende 13 der minimale Innendurchmesser D1 des Schlauchs. Das andere Ende weist einen Innendurchmesser D3 auf, der zwischen dem minimalen Innendurchmesser D1 und dem maximalen Innendurchmesser D2 liegt und 35 mm beträgt. Die Länge L des Schlauchbereichs zwischen den beiden Anschlussbereichen 23 setzt sich hierbei aus einer Länge L1 und einer Länge L2 zusammen. Der Schlauchbereich mit der Länge L von 1500 mm endet an den beiden Anschlussbereichen 23, und weist an einem Ende 19 den minimalen Durchmesser D1 und an dem anderen Ende 19 den Innendurchmesser D3 auf. Dieser Schlauchbereich setzt sich aus den beiden Übergangs- abschnitten 27 und dem zylindrischen Abschnitt 21 zusammen. Die Länge L2 ist der Abstand von dem Ende 19 mit dem Innendurchmesser D3 zu einer Maximalstelle 17 mit dem maximalen Innendurchmesser D2. Die Länge L1 ist der Abstand von dem anderen Ende 19 des Schlauchbereichs bis zu einer Maximalstelle 17 mit dem maximalen Innendurchmesser D2. Die Länge L des Schlauchbereichs zwischen den beiden Anschlussbereichen 23 ist also die Summe aus L1 und L2. Der durchschnittliche Innendurchmesser des
Schlauchs 10 ist größer, als die Summe aus L1 * (D1 +D2)/2 und L2 * (D2+D3)/2, dividiert durch die Summe aus L1 und L2, da in dem Schlauchbereichs zwischen den beiden Anschlussbereichen 23, die für die Bestimmung des durchschnittlichen Innendurchmessers nicht berücksichtigt werden, ein zylindrischer Abschnitt 21 ausgebildet ist, dessen Innen- durchmesser der maximale Innendurchmesser D2 ist. Der Schlauch 10 kann durch Wickeln und Verkleben eines Profilstreifens 31 , siehe Fig. 3, oder durch Extrusionsblasen, siehe Fig. 4, hergestellt sein, wobei Fig. 3 und Fig. 4 Detail A aus Fig. 7 zeigen.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht mit einfachen konstruktiven und kostengünstigen Mitteln die Bereitstellung eines Schlauchs für einen Staubsauger, der einen verringerten Strömungswiderstand aufweisen kann. Insbesondere kann ein Schlauch mit verringertem Strömungswiderstand bereitgestellt werden, der herkömmliche Schläuche ersetzen und mit üblichen Staubsaugern verwendet werden kann. Weiter kann ein Schlauch mit redu- zierter Geräuschentwicklung bereitgestellt werden, der zu einem angenehmeren Saugbetrieb führen kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
Bezugszeichenliste
1 Staubsauger
3 Ansaugöffnung
5 Betriebsschalter
7 Gitter
10 Schlauch
13 Ende des Schlauchs
15 Anschlussstutzen
17 Maximalstelle
19 Ende
21 zylindrischer Abschnitt
23 Anschlussbereich
27 Übergangsabschnitt
29 Schlauchlänge
31 Profilstreifen
33 Strömungsrichtung
35 Schlauchachse
37 Kante
39 innere Hüllfläche
Next Patent: MICROFLUIDIC DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING SAME