Staubsauger-Turbobürste

Abstract

 Es wird eine Staubsauger-Turbobürste (10) für einen Staubsauger angegeben, die zum Antrieb einer Borstenwalze (28) eine Turbine (24) aufweist, wobei die Turbine (24) in einem Nebenluftkanal (22) und damit im Betrieb in einem Nebenluftstrom angeordnet und als Gleichdruckturbine, insbesondere als axial angeströmte Gleichdruckturbine ausgeführt ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine sogenannte Staubsauger-Turbobürste, also ein Staubsaugermundstück mit einer durch eine Turbine angetriebenen Bürsten- oder Borstenwalze für einen Staubsauger, insbesondere einen Staubsauger in einer Ausführung als Bodenstaubsauger, aber auch für sogenannte Handstaubsauger.

[0002] Turbobürsten sind an sich bekannt und werden zum Beispiel zum Reinigen von Teppichböden oder dergleichen sowie zum Saugen von Teppichen mit festgetretenem Schmutz im Teppichflor verwendet. Zum druckschriftlichen Stand der Technik kann insoweit auf die DE 34 14 862 C2 verwiesen werden, in der ein Staubsaugermundstück mit Saugrohranschluss, Gleitsohle und rotierender Bürstenwalze beschrieben ist. Die Bürstenwalze wird durch eine radial angeströmte Turbine angetrieben. Stromabwärts der Turbine ist eine relativ enge, bewegliche Leitdüse vorgesehen, die den das Mundstück passierenden Saugluft- oder Hauptluftstrom konzentriert auf das Laufrad oder Turbinenrad lenkt. Bei der Turbine handelt es sich um einen sogenannten Widerstandsläufer. Weil die Turbine im Hauptluftstrom, also mit verschmutzter Saugluft, betrieben wird, kann es vorkommen, dass aufgesaugte Schmutzpartikel den Ansaugkanal mit der Leitdüse verstopfen oder das Laufrad blockieren. Solche Verschmutzungen müssen dann durch den Benutzer der Turbobürste beseitigt werden, was grundsätzlich zwar ohne Weiteres möglich ist, aber dennoch als lästig empfunden wird.

[0003] Neben Turbobürsten mit Turbinen, die mit der Saugluft angetrieben werden, sind auch Turbobürsten bekannt, bei denen die Turbinen als Überdruckturbinen in einem Nebenluftstrom mit sauberer Umgebungsluft angetrieben werden.

[0004] Nachteilig bei den bisherigen Konzepten ist für eine Turbine im Hauptluftstrom vor allem ein zumeist reduzierter Wirkungsgrad, der sich daraus ergibt, dass aufgrund der zu erwartenden Schmutzpartikel im Luftstrom nicht mit den sonst möglichen Spaltmaßen zwischen Laufrad und Turbinengehäuse gearbeitet werden kann. Außerdem müssen die Schaufelabstände vergleichsweise groß ausgeführt sein, damit Schmutzpartikel das Laufrad passieren können. Bekannte Überdruckturbinen, die im Nebenluftstrom mit sauberer Umgebungsluft betrieben werden, erfordern möglichst geringe Spaltmasse zwischen Laufrad und Turbinengehäuse um einen ausreichenden Wirkungsgrad zu erzielen. Außerdem ist aufgrund einer im Vergleich zum Widerstandsläufer deutlich höheren Laufraddrehzahl (typisch Faktor vier) ein aufwändigeres Umsetzungsgetriebe zur Übertragung der Antriebsleistung auf die Borstenwalze erforderlich.

[0005] Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine weitere Ausführungsform einer Turbobürste anzugeben, insbesondere eine Ausführungsform einer Turbobürste mit einer verbesserten Effizienz der in der Turbobürste eingesetzten Turbine.

[0006] Diese Aufgabe wird mit einer Staubsauger-Turbobürste mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder einem Staubsauger mit einer solchen Staubsauger-Turbobürste gelöst. Dabei ist für die Staubsauger-Turbobürste vorgesehen, dass die Turbine im Nebenluftstrom angeordnet und als Gleichdruckturbine ausgeführt ist.

[0007] Die Anordnung der Turbine im Nebenluftkanal und damit im sich im Betrieb ergebenden Nebenluftstrom verhindert Schmutzeintrag wie er bei einer Anordnung im Hauptluftstrom unvermeidlich ist. Bei der Ausführung als Gleichdruckturbine, weist die Umgebungsluft als Arbeitsmedium vor und nach dem Laufrad den gleichen statischen Druck auf. Zum Antrieb des Laufrads wird demnach ausschließlich die umgewandelte Bewegungsenergie, der dynamische Druck, der eingesaugten Umgebungsluft genutzt. Eine Gleichdruckturbine hat einen Reaktionsgrad von Null, während Überdruckturbinen einen Reaktionsgrad größer Null haben.

[0008] Der Vorteil einer Gleichdruckturbine besteht wegen der fehlenden Druckdifferenz vor und nach dem Laufrad vor allem in der Möglichkeit der weniger genauen Abdichtung zwischen den Schaufeln des Laufrads und dem Turbinengehäuse. Dies vereinfacht die Fertigung und erlaubt eine Herstellung der Einzelkomponenten mit weniger strengen Toleranzen. Weiterhin liegt ein Drehzahlniveau einer Gleichdruckturbine bei gleicher Leistungsabgabe um etwa ein Drittel unter dem Drehzahlniveau einer Überdruckturbine. Dadurch ergibt sich entweder eine geringere Geräuschentwicklung im Betrieb oder eine Möglichkeit zur Fertigungsvereinfachung gegenüber einer Überdruckturbine, weil weniger Augenmerk auf geräuschreduzierende Maßnahmen oder Materialen gerichtet werden muss. Dies führt zu einer leichter und kostengünstiger herzustellenden Turbine oder einer Einheit aus Turbine und einem damit kombinierten Getriebe, denn auch für das Getriebe resultiert zunächst die geringere Drehzahl in einer verminderten Geräuschentwicklung. Schließlich gibt bei gleichem Massenstrom und gleichem Turbinendurchmesser eine Gleichdruckturbine doppelt so viel Leistung ab wie eine Überdruckturbine mit einem Reaktionsgrad von 0,5.

[0009] Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstands des Hauptanspruchs durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruchs hin. Sie können auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen und sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für deren Merkmale zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.

[0010] In einer Ausführungsform ist die Turbine als axial angeströmte Gleichdruckturbine ausgeführt. Dies erlaubt einfache Verhältnisse beim Einpassen in einen Nebenluftkanal, durch den der Nebenluftstrom angesaugt wird. Das Turbinengehäuse kann mit seiner runden Außenkontur in einen ebenfalls runden Abschnitt des Nebenluftkanals eingepasst werden, so dass kantenfreie oder zumindest weitgehend kantenfreie Übergänge zwischen dem Nebenluftkanal und dem Turbinengehäuse und weiter zwischen dem Turbinengehäuse und dem stromaufwärts anschließenden Teil des Nebenluftkanals möglich werden. Zudem ist anders als bei radial angeströmten Turbinen, die eine rechteckige oder quadratische Anströmfläche benötigen, auch eine kantenfreie Gestaltung des Luftkanals selbst möglich, weil zum Beispiel keine Übergange zwischen einem eckigen Abschnitt zur Aufnahme der Turbine und einem daran anschließenden evtl. anders gestalteten Abschnitt erforderlich sind.

[0011] In einer besonderen Ausführungsform weist die Staubsauger-Turbobürste ein der Turbine nachgeordnetes zweistufiges Getriebe, insbesondere in einer Ausführungsform als Riemengetriebe, zum Antrieb der Borstenwalze auf. Das Getriebe erlaubt eine hohe Drehzahl der Borstenwalze mit einer niedrigeren Drehzahl der Turbine als bei einem Direktantrieb der Borstenwalze. Mit einem zweistufigen Getriebe kann die bauartbedingte, im Vergleich zu einer Überdruckturbine geringere Drehzahl einer Gleichdruckturbine kompensiert oder mehr als kompensiert werden. Eine Ausführung als Riemengetriebe erlaubt bei den sich im Betrieb ergebenden Drehzahlen eine weitgehende Vermeidung von Laufgeräuschen.

[0012] Wenn bei der Turbobürste eine mit einem Laufrad der Turbine drehfest kombinierte Turbinenwelle von einem Wellengehäuse, insbesondere einem einstückigen Wellengehäuse, umgeben ist, fungiert das Wellengehäuse im Bereich eines Übergangs zum Laufrad als Turbulenzen verhinderndes oder reduzierendes Leitelement für die einströmende Umgebungsluft und im Bereich der Turbinenwelle als Ummantelung der Turbinenwelle und zur Aufnahme von Lagerelementen zur Halterung der Turbinenwelle. Wenn das Wellengehäuse im Bereich des Übergangs zum Laufrad auf den kompletten Durchmesser des Laufrades aufgeweitet ist und zum Anströmen des Laufrads Öffnungen aufweist, fungiert dieser Teil des Wellengehäuses zudem als Leitstufe für das Laufrad. Wenn eine solche Leitstufe Teil des Wellengehäuses ist, insbesondere einstückig mit dem restlichen Wellengehäuse verbunden ist, ergeben sich einfache Verhältnisse für die Fertigung des Wellengehäuses und wegen des dann möglichen kantenfreien Übergangs günstige Voraussetzungen für eine laminare, turbulenzenfreie oder turbulenzenarme Umströmung des Wellengehäuses und zwar von der Ummantelung der Turbinenwelle über ein Leitelement, das die einströmende Umgebungsluft weg von der im Zentrum des Nebenluftkanals angeordneten Turbinenwelle und hin zu den Schaufeln des Laufrades lenkt, bis zur Leitstufe.

[0013] In einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Staubsauger-Turbobürste ein das Getriebe umgebendes Getriebegehäuse mit einer Turbinenwellenöffnung und einer Abtriebsriemenöffnung sowie Mitteln zur Kombination mit dem Wellengehäuse aufweist. Das Getriebegehäuse kapselt auch das Getriebe, so dass im Nebenluftstrom oder im Bereich des Nebenluftstroms ein wesentlicher Anteil der beweglichen Komponenten, abgesehen selbstverständlich von dem Turbinenrad, gekapselt sind, so dass einerseits Verschmutzungen aber andererseits auch Turbulenzen auslösende und damit den Wirkungsgrad der Turbine verringernde Luftverwirbelungen vermieden oder reduziert werden.

[0014] In umfangreichen Untersuchungen hat sich ergeben, dass sich besonders günstige Strömungsverhältnisse und damit ein besonders guter Wirkungsgrad erreichen lässt, wenn in der Leitstufe vorgesehene Leitelemente und als Turbinenschaufeln fungierende Zapfen am Laufrad eine bestimmte Geometrie aufweisen. Danach ist für die in der Leitstufe gebildeten Leitelemente im Querschnitt eine in Anströmrichtung zunächst kreisbogenförmigen und danach geraden Kontur vorgesehen. Am Laufrad sind entlang von dessen Umfangslinie gleichmäßig verteilten, aerodynamisch geformten Zapfen vorgesehe, wobei die aerodynamische Form sich durch eine beidseitig parabelförmig begrenzte Querschnittsfläche auszeichnet.

[0015] In einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei der beidseitig parabelförmig begrenzten Querschnittsfläche der Zapfen des Laufrads an einer in Rotationsrichtung unteren Seitenfläche durch einen weiteren Parabelbogen und einer in Rotationsrichtung oberen Seitenfläche durch einen engeren Parabelbogen begrenzt ist. Eine solche Geometrie macht jeden Zapfen zu einer aerodynamischen Fläche nach Art eines Tragflächenprofils und verbessert damit den Wirkungsgrad der Turbine.

[0016] Wenn bei der Staubsauger-Turbobürste mit einem Gehäuse und einem darin gebildeten Hauptluft- und Nebenluftkanal die Turbine im Nebenluftkanal angeordnet ist und der Hauptluftkanal mittig im Gehäuse sowie der Nebenluftkanal seitlich neben dem Hauptluftkanal angeordnet sind, ist eine Konzentration der Saugleistung auf den Hauptluftkanal gewährleistet. Nur ein Teil der Saugleistung führt zum Ansaugen von Umgebungsluft über den Nebenluftkanal. Damit ergibt sich ein Optimum von einerseits hoher Saugleistung über den Hauptluftkanal und hoher Turbinenleistung zum Antrieb der Borstenwalze.

[0017] Für ein Gehäuse der Staubsauger-Turbobürste kommt in Betracht, dass dieses zum einen eine Unterschale und mit der Unterschale verbundene Wandungen des Haupt- und Nebenluftkanals, insbesondere mit der Unterschale einstückig verbundene Wandungen, und zum anderen eine Zwischenschale zur Abdeckung des Haupt- und Nebenluftkanals in der Unterschale aufweist. Dies führt zu konstruktiv einfachen Verhältnissen. Die Unterschale oder die Unterschale mit damit einstückig verbundenen Kanalwandungen kann in einem Fertigungsschritt, zum Beispiel als Spritzgussteil, hergestellt werden. Gleiches gilt für die Zwischenschale. Nach dem Anbringen zumindest der Turbine im Nebenluftkanal oder im Bereich eines Einströmbereichs des Nebenluftkanals kann die Zwischenschale in einem einfachen Montageschritt mit der Unterschale kombiniert werden.

[0018] In einer besonderen Ausführungsform weist das Gehäuse der Staubsauger-Turbobürste eine Deckschale auf, in der zumindest eine Zuluftöffnung oder Zuluftöffnungen für die Turbine gebildet sind. Durch die Anordnung der Zuluftöffnungen in der Deckschale, also entfernt von der zu saugenden Oberfläche wird zum einen vermieden, dass mit dem Nebenluftstrom Schmutzpartikel aufgenommen werden, die den Betrieb der Turbine beeinträchtigen können, und zum anderen erreicht, dass sich beim Abheben der Staubsauger-Turbobürste vom Boden kein störendes Aufheulen aufgrund der mit dem Abheben einhergehenden plötzlichen Änderung der Strömungswege ergibt.

[0019] Wenn die Zuluftöffnungen beidseitig vom Hauptluftkanal in der Deckschale gebildet sind, insbesondere symmetrisch verteilt, ergibt sich für den Wesentlichen, beim Betrieb sichtbaren Teil des Gehäuses ein ansprechendes Äußeres, bei dem die Zuluftöffnung oder eine Gruppe von Zuluftöffnungen in das Design des Gehäuses oder dessen Deckschale einbezogen werden können.

[0020] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0021] Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen oder Modifikationen möglich, insbesondere solche, die z. B. durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen, in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung, des oder jedes Ausführungsbeispiels sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen oder daraus ersichtlichen Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten oder Verfahrensschrittfolgen führen.

[0022] Es zeigen

Fig. 1

eine Staubsauger-Turbobürste mit geöffnetem Gehäuse,

Fig. 2

eine Turbine der Staubsauger-Turbobürste in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung,

Fig. 3

eine Explosionsdarstellung der Turbine aus Fig. 2,

Fig. 4

Details der Turbine als Schnitt durch deren Laufrad und eine vorgelagerte Leitstufe,

Fig. 5

die Staubsauger-Turbobürste aus Fig. 1 mit im Gehäuse angebrachter Zwischenschale und

Fig. 6

die Staubsauger-Turbobürste aus Fig. 1 oder Fig. 2 mit geschlossenem Gehäuse.

[0023] Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung jedoch schematisch vereinfacht eine insgesamt mit 10 bezeichnete Staubsauger-Turbobürste mit geöffnetem Gehäuse 12. Das Gehäuse 12 umfasst eine Unterschale 14 und eine erst in den nachfolgenden Figuren sichtbare Zwischenschale 16 und Deckschale 18.

[0024] Im Gehäuse 12, nämlich in der dargestellten Ausführungsform in der Unterschale 14, sind ein Hauptluftkanal 20 und ein Nebenluftkanal 22 gebildet. Im Nebenluftkanal 22 und damit im sich dort im Betrieb der Staubsauger-Turbobürste 10 ergebenden Nebenluftstrom ist eine Turbine 24 angeordnet, die als axial angeströmte Gleichdruckturbine ausgeführt ist. Der Turbine 24 nachgeordnet und von der Turbine 24 angetrieben befindet sich ein Getriebe, in der dargestellten Ausführungsform ein zweistufiges Riemengetriebe 26. Das Riemengetriebe 26 ist seinerseits in an sich bekannter Art zum Antrieb einer Borstenwalze 28 der Staubsauger-Turbobürste 10 vorgesehen. In der Darstellung erkennt man den insoweit vorgesehenen Antriebsriemen 30. In der Darstellung ist tatsächlich das Riemengetriebe 26 nicht erkennbar sondern nur ein dieses umgebendes Getriebegehäuse. Hier und im Folgenden werden das Getriebe und das Getriebegehäuse mit der gleichen Bezugsziffer 26 bezeichnet. Das Getriebegehäuse weist zum Austritt des Antriebsriemens 30 eine Antriebsriemenöffnung und zur Kombination mit der Turbine 24 eine Turbinenwellenöffnung (nicht sichtbar) auf.

[0025] Der Hauptluftkanal 20 ist mittig im Gehäuse 12 angeordnet. Der Nebenluftkanal 22 befindet sich seitlich neben dem Hauptluftkanal 20. Haupt- und Nebenluftkanal 20, 22 öffnen sich zu einem Saugrohranschluss 32, mit dem in an sich bekannter Art und Weise zum Beispiel ein nicht dargestellter Staubsaugerschlauch (Saugrohr) kombinierbar ist, so dass der vom Staubsaugergebläse (ebenfalls nicht dargestellt) erzeugte Saugluftstrom einen Hauptluftstrom durch den Hauptluftkanal 20 und einen Nebenluftstrom durch den Nebenluftkanal 22 erzeugt. Der Haupt- und der Nebenluftkanal 20, 22 sind durch in der Unterschale 14 gebildete oder mit der Unterschale 14 kombinierbare Wandungen 34 gebildet. Fig. 2 zeigt weitere Details der Turbine 24, auf deren Beschreibung und Erwähnung im Zusammenhang mit Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wurde. Die Turbine 24 ist teilweise geschnitten und in perspektivischer Darstellung gezeigt. Bei der Turbine 24 handelt es sich um eine axial angeströmte Gleichdruckturbine, die im Folgenden kurz nur als Turbine 24 bezeichnet wird. Die Turbine umfasst in an sich bekannter Art und Weise ein Turbinengehäuse 36, ein Laufrad 38 und eine mit dem Laufrad 38 drehfest verbundene Turbinenwelle 40. Die Turbinenwelle 40 wird von einem Lagergehäuse 42 umgeben, das sich ausgehend von einem Abschnitt im Bereich der Welle kantenfrei auf einer dem Laufrad 38 zugewandten Seite aufweitet und so einen Übergang 44 bildet. Im Innern des Lagergehäuses 42 befinden sich Lagerelemente 46, so dass Turbinenwelle 40 und Lagerelemente 46 im Betrieb vor Verschmutzungen geschützt sind. Zudem wird auf diese Weise die Anbringung der Turbine 24 in der Unterschale 14 (Fig. 1) des Gehäuse 10 erleichtert. Eine solche Anbringung kann sich nämlich darauf beschränken, dass die Turbine 24 mit ihrem Turbinengehäuse 36 in eine dafür vorgesehene und in der Unterschale 14 in Nebenluftkanal 22 gebildete Ausnehmung eingesetzt wird, welche die Turbine 24 in Strömungsrichtung fixiert. Mit dem Anbringen der Zwischenschale 16 (Fig. 5) wird die Turbine 24 im Nebenluftkanal 22 insgesamt arretiert.

[0026] Auf der dem Laufrad 38 abgewandten Seite weist das Lagergehäuse 42 Mittel zum Kombinieren mit einem Gehäuse des Getriebes 26 auf, nämlich in der dargestellten Ausführungsform einen Dichtungsbereich 48. Die Turbinenwelle 40 endet auf der dem Getriebe 26 zugewandten Seite in einer Riemenscheibe 50. Hier weist das Getriebe 26 umgebende Getriebegehäuse (in den Darstellungen nicht sichtbar) eine Turbinenwellenöffnung auf, in welche die Riemenscheibe 50 hineinragt. Weiter weist das Getriebegehäuse Mittel zur Kombination mit dem Lagergehäuse 42 auf, nämlich zum Beispiel eine Dichtung, die die Turbinenwellenöffnung zusammen mit dem Dichtungsbereich 48 des Lagergehäuses 42 verschließt, insbesondere staubdicht verschließt.

[0027] Auf der dem Laufrad 38 zugewandten Seite ist hinter dem Übergang 44 an das Lagergehäuse 42 das Turbinengehäuse 36 mit einem ersten Teil 51 einer Leitstufe einstückig angeformt oder mit diesem lösbar kombiniert. Ein zweiter Teil 52 der Leitstufe 53 ist auf den Übergang 44 aufgesetzt. Leitstufe 53 und Laufrad 38 werden anhand von Fig. 4 näher erläutert. Zuvor zeigt Fig. 3 noch eine teilweise geschnittene Explosionsdarstellung der Turbine gemäß Fig. 2.

[0028] Fig. 4 zeigt schematisch vereinfacht einen Ausschnitt aus einem tangentialen Schnitt durch das Laufrad 38 und die Leitstufe 53. Der aufwärts weisende Blockpfeil verdeutlicht die sich im Betrieb ergebende Anströmrichtung mit Umgebungsluft/Nebenluft. Erkennbar ist, dass die Leitstufe eine Mehrzahl von Leitflächen 54 und das Laufrad eine Mehrzahl von als Turbinenschaufeln fungierende Zapfen 56 aufweist. Zapfen 56 und Leitflächen 54 sind, wie sich besser anhand der Darstellung in Fig. 2 oder Fig. 3 erkennen lässt, gleichmäßig über den Umfang des Laufrads 38 bzw. der Leitstufe 53 verteilt. Die Geometrie der Leitflächen 54 ist derart, dass diese zunächst kreisbogenförmig und danach gerade die anströmende Umgebungsluft zum Laufrad 38 leiten. Die Zapfen 56 sind aerodynamisch geformt, wobei die aerodynamische Form sich durch eine beidseitig parabelförmig begrenzte Querschnittsfläche auszeichnet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die beidseitig parabelförmig begrenzten Querschnittsfläche jedes Zapfens 56 durch eine in Rotationsrichtung (durch den nach rechts weisenden, einfachen Pfeil verdeutlicht) obere Seitenfläche 58 und eine daran anschließende untere Seitenfläche 60 begrenzt. Die obere Seitenfläche 58 bildet einen ersten Parabelbogen. Die untere Seitenfläche 60 bildet einen im Vergleich zum ersten Parabelbogen unterschiedlich geformten zweiten Parabelbogen, wobei der erste Parabelbogen enger als der zweite Parabelbogen ist. Anders ausgedrückt ist der untere, zweite Parabelbogen weiter als der obere, erste Parabelbogen. Diese Geometrie ist eine Möglichkeit zur Realisierung einer Querschnittsfläche der Zapfen 56, die diese insgesamt zu einer aerodynamisch wirksamen Geometrie nach Art eines Tragflächenprofils macht.

[0029] Fig. 5 zeigt in gleicher Perspektive die Staubsauger-Turbobürste 10 aus Fig. 1. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 gezeigten Situation ist in der Unterschale 14 jetzt die Zwischenschale 16 angebracht. Diese schließt mit den Wandungen 34 (in Fig. 5 nicht mehr sichtbar; vgl. Fig. 1) den Haupt- und Nebenluftkanal 20, 22 (in Fig. 5 nicht mehr sichtbar; vgl. Fig. 1) oben ab. Des Weiteren erkennt man, dass der Antriebsriemen 30 (in Fig. 5 nicht mehr sichtbar; vgl. Fig. 1) durch eine mit dem Getriebegehäuse kombinierte Abdeckung geschützt ist. Von der Turbine 24 sind im dargestellten, im Nebenluftkanal 22 eingebauten Zustand noch deren Leitstufe 53 (Fig. 2) und die Turbinenwelle 40 erkennbar. Weiterhin erkennt man, das sich der Nebenluftkanal 22 mit seinen Wandungen und der Zwischenschale 16 trichterförmig aufweitet und so einen Einströmbereich für die Turbine 24 bildet. Mit der Zwischenschale 16 ist der Nebenluftkanal 22 an das innere Volumen des Gehäuses 12 angekoppelt, so dass als Nebenluft in das Gehäuse 12 einströmende Umgebungsluft angesaugt wird.

[0030] Fig. 6 zeigt schließlich eine Staubsauger-Turbobürste 10 mit einem mit einer angebrachten Deckschale 18 verschlossen Gehäuse 12. In der Deckschale 18 sind Zuluftöffnungen 62 in Form von hier zwei symmetrisch verteilten Gruppen von Zuluftöffnungen 62 gebildet. Über die Zuluftöffnungen gelangt Umgebungsluft in das Innere des Gehäuses 12. Wie oben bereits erläutert, ist der Nebenluftkanal 22 an das Innenvolumen des Gehäuses 12 gekoppelt, so dass bei eingeschaltetem Staubsaugergebläse und sich damit ergebendem Saugluftstrom durch die Zuluftöffnungen 62 Umgebungsluft für den Nebenluftstrom angesaugt wird.

[0031] Zusammenfassend lassen sich einzelne Aspekte der vorgeschlagenen Neuerung damit wie folgt herausstellen: Es wird eine Staubsauger-Turbobürste für einen Staubsauger angegeben, die zum Antrieb einer Borstenwalze 28 eine Turbine 24 aufweist, wobei die Turbine 24 in einem Nebenluftkanal 22 und damit im Betrieb in einem Nebenluftstrom angeordnet und als Gleichdruckturbine, insbesondere als axial angeströmte Gleichdruckturbine ausgeführt ist. Insgesamt betrifft die Erfindung oder Ausgestaltungen davon auch einen Staubsauger mit einer Staubsauger-Turbobürste wie hier beschrieben.

Ansprüche

1. Staubsauger-Turbobürste (10) mit einer Turbine im Nebenluftstrom,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Turbine (24) als Gleichdruckturbine ausgeführt ist.

2. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 1, wobei die Turbine (24) als axial angeströmte Gleichdruckturbine ausgeführt ist.

3. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 1 oder 2, mit einem der Turbine (24) nachgeordneten zweistufigen Riemengetriebe (26).

4. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 3, mit einer mit einem Laufrad (36) der Turbine (24) drehfest kombinierten Turbinenwelle (40) und einem die Turbinenwelle (40) umgebenden Lagergehäuse (42), das im Bereich des Laufrads (36) als Übergang (44) und/oder Leitstufe (51) und im Bereich der Turbinenwelle (40) als Ummantelung der Turbinenwelle (40) und zur Aufnahme von Lagerelementen (46) zur Halterung der Turbinenwelle (40) fungiert.

5. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 4, mit einem das Getriebe (26) umgebenden Getriebegehäuse mit einer Turbinenwellenöffnung und einer Abtriebsriemenöffnung sowie Mitteln zur Kombination mit dem Lagergehäuse (42).

6. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 4 oder 5, mit in der Leitstufe (53) gebildeten, im Querschnitt in Anströmrichtung zunächst kreisbogenförmigen und danach geraden Leitflächen (54), und an einem Laufrad (38) der Turbine (24) entlang von dessen Umfangslinie gleichmäßig verteilten, aerodynamisch geformten Zapfen (56), wobei die aerodynamische Form sich durch eine beidseitig parabelförmig begrenzte Querschnittsfläche auszeichnet.

7. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 6, wobei bei der beidseitig parabelförmig begrenzten Querschnittsfläche der Zapfen (56) des Laufrads (38) eine in Rotationsrichtung untere Seitenfläche (60) durch einen weiteren Parabelbogen und eine in Rotationsrichtung obere Seitenfläche (58) durch einen engeren Parabelbogen begrenzt ist.

8. Staubsauger-Turbobürste nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Gehäuse (12) und einem darin gebildeten Hauptluft- und Nebenluftkanal (20, 22), wobei die Turbine (24) im Nebenluftkanal (22) angeordnet ist und der Hauptluftkanal (20) mittig im Gehäuse (12) sowie der Nebenluftkanal (22) seitlich neben dem Hauptluftkanal (20) angeordnet sind.

9. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 8, mit einer Unterschale (14) als Teil des Gehäuses (12), mit der Unterschale (14) verbundenen Wandungen (34) des Haupt- und Nebenluftkanals (20, 22), und einer Zwischenschale (16) zur Abdeckung des Haupt- und Nebenluftkanals (20, 22) in der Unterschale (14).

10. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 8 oder 9, mit einer Deckschale (18) als Teil des Gehäuses (12) und darin gebildeten Zuluftöffnungen (62) für die Turbine (24).

11. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 8, 9 oder 10, mit beidseitig vom Hauptluftkanal (20) in der Deckschale (18) gebildeten Zuluftöffnungen (62).

Amended claims

Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 137(2) EPÜ.

1. Staubsauger-Turbobürste (10) mit einer Turbine (24) im Nebenluftstrom, welche als Gleichdruckturbine ausgeführt ist,
gekennzeichnet durch

• ihre Ausführung als axial angeströmte Gleichdruckturbine

• ihre Ausstattung mit einer mit einem Laufrad (36) der Turbine (24) drehfest kombinierten Turbinenwelle (40) und einem die Turbinenwelle (40) umgebenden Lagergehäuse (42), das (42) im Bereich des Laufrads (36) als Übergang (44) und/oder Leitstufe (51) und im Bereich der Turbinenwelle (40) als Ummantelung der Turbinenwelle (40) und zur Aufnahme von Lagerelementen (46) zur Halterung der Turbinenwelle (40) fungiert,

und

• ihre Ausstattung mit in der Leitstufe (53) gebildeten, im Querschnitt in Anströmrichtung zunächst kreisbogenförmigen und danach geraden Leitflächen (54), und an einem Laufrad (38) der Turbine (24) entlang von dessen Umfangslinie gleichmäßig verteilten, aerodynamisch geformten Zapfen (56), wobei die aerodynamische Form sich durch eine beidseitig parabelförmig begrenzte Querschnittsfläche auszeichnet.

2. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 1, mit einem der Turbine (24) nachgeordneten zweistufigen Riemengetriebe (26).

3. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 2, mit einem das Getriebe (26) umgebenden Getriebegehäuse mit einer Turbinenwellenöffnung und einer Abtriebsriemenöffnung sowie Mitteln zur Kombination mit dem Lagergehäuse (42).

4. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 3, wobei bei der beidseitig parabelförmig begrenzten Querschnittsfläche der Zapfen (56) des Laufrads (38) eine in Rotationsrichtung untere Seitenfläche (60) durch einen weiteren Parabelbogen und eine in Rotationsrichtung obere Seitenfläche (58) durch einen engeren Parabelbogen begrenzt ist.

5. Staubsauger-Turbobürste nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit einem Gehäuse (12) und einem darin gebildeten Hauptluft- und Nebenluftkanal (20, 22), wobei die Turbine (24) im Nebenluftkanal (22) angeordnet ist und der Hauptluftkanal (20) mittig im Gehäuse (12) sowie der Nebenluftkanal (22) seitlich neben dem Hauptluftkanal (20) angeordnet sind.

6. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 5, mit einer Unterschale (14) als Teil des Gehäuses (12), mit der Unterschale (14) verbundenen Wandungen (34) des Haupt- und Nebenluftkanals (20, 22), und einer Zwischenschale (16) zur Abdeckung des Haupt- und Nebenluftkanals (20, 22) in der Unterschale (14).

7. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 5 oder 6, mit einer Deckschale (18) als Teil des Gehäuses (12) und darin gebildeten Zuluftöffnungen (62) für die Turbine (24).

8. Staubsauger-Turbobürste nach Anspruch 5, 6 oder 7, mit beidseitig vom Hauptluftkanal (20) in der Deckschale (18) gebildeten Zuluftöffnungen (62).

Zeichnung