Gebiet der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät, insbesondere ein Bodenbearbeitungsgerät,
mit einem Gerätegehäuse, einem in dem Gerätegehäuse angeordneten Gebläse, einer in
Strömungsrichtung hinter dem Gebläse in dem Gerätegehäuse ausgebildeten Austrittsöffnung,
einem Strömungskanal, welcher die Austrittsöffnung strömungsführend mit dem Gebläse
verbindet, und einer dem Strömungskanal zugeordneten Schalldämpfungseinrichtung zum
Dämpfen von durch einen Betrieb des Haushaltsgerätes entstehendem Schall.
[0002] Ein solches Haushaltsgerät ist aus dem Dokument
US 4 970 753 A bekannt.
Stand der Technik
[0003] Haushaltsgeräte der vorgenannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Bei diesen
handelt es sich beispielsweise um Bodenbearbeitungsgeräte, insbesondere Saugreinigungsgeräte,
mit einem Gebläse zum Aufsaugen von Staub und Schmutz von einer zu reinigenden Fläche.
Das Sauggut wird mittels des Gebläses üblicherweise in eine Sauggutkammer überführt
und dort gesammelt, während durch einen Filter gereinigte Luft zu dem Gebläse und
schließlich zu der Austrittsöffnung strömt.
[0004] Durch den Betrieb des Gebläses und eine damit verbundene Rotation von Gebläseschaufeln
werden Schallwellen erzeugt, die unweigerlich beim Betrieb des Haushaltsgerätes für
einen Nutzer hörbar werden. Um die damit verbundene Geräuschkulisse so weit zu reduzieren,
dass der Nutzer diese nicht als störend empfindet, sind im Stand der Technik Schalldämpfer
bekannt, welche in das Gerätegehäuse des Haushaltsgerätes eingebracht werden.
[0005] Des Weiteren ist es im Stand der Technik, beispielsweise auf dem Gebiet von Rohrschalldämpfern
für Luftleitungen, bekannt, Strömungskanäle von innen mit einer perforierten Trägerstruktur
auszustatten, die einen Akustikschaum oder ein Vlies trägt. Im Ergebnis steigt dadurch
der Druckverlust, so dass bezogen auf ein Saugreinigungsgerät Sauggut nicht mehr so
gut von einer zu reinigenden Fläche entfernt werden könnte, wie dies beispielsweise
ohne einen solchen Schalldämpfer der Fall wäre. Des Weiteren sind die bekannten Schalldämpfer
häufig aufwändig in der Montage, weil diese individuell angepasst werden müssen.
Zusammenfassung der Erfindung
[0006] Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein
Haushaltsgerät mit einer Schalldämpfungseinrichtung zu schaffen, welche besonders
einfach in das Haushaltsgerät zu integrieren ist.
[0007] Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird vorgeschlagen, dass die Schalldämpfungseinrichtung
eine Mehrzahl von schallabsorbierenden Wandelementen und einen die Wandelemente reversibel
aufnehmenden Trägerkörper aufweist, wobei zwischen gegenüberliegenden Wandelementen
ein Strömungsweg innerhalb des Trägerkörpers ausgebildet ist.
[0008] Erfindungsgemäß besteht die Schalldämpfungseinrichtung nun im Wesentlichen aus einem
Trägerkörper und darin aufgenommenen Wandelementen, wobei der Trägerkörper modulartig
mit Wandelementen bestückbar ist. Der Trägerkörper kann vor dem Einbau in das Haushaltsgerät
zunächst mit Wandelementen bestückt werden, so dass zunächst erst die Schalldämpfungseinrichtung
modulartig zusammengesetzt wird, bevor die Schalldämpfungseinrichtung dann anschließend
als eine Baueinheit in das Haushaltsgerät eingebaut wird. Dadurch ist eine deutlich
vereinfachte und fehlerfreie Montage der schallabsorbierenden Wandelemente in dem
Strömungskanal des Haushaltsgerätes möglich. Aufgrund der Modulbauweise der Schalldämpfungseinrichtung
ist auch eine nachträgliche Änderung möglich. Die Wandelemente sind ohne Zerstörung
lösbar mit dem Trägerkörper verbunden. Die Wandelemente können beispielsweise durch
eine Schraubverbindung, Steckverbindung, Rastverbindung oder ähnliches mit dem Trägerkörper
verbunden sein. Der Trägerkörper stellt dafür besonders bevorzugt Steckplätze bereit,
welche universell für unterschiedliche schallabsorbierende Wandelemente geeignet sind.
Die schallabsorbierenden Wandelemente beeinflussen die akustischen und strömungstechnischen
Eigenschaften der Schalldämpfungseinrichtung wesentlich und können daher mit der Erfindung
individuell auf das jeweilige Haushaltsgerät angepasst werden Der Trägerkörper dient
als Universalhalter für eine Mehrzahl unterschiedlicher Wandelemente, die sich beispielsweise
in Bezug auf Materialart und/oder Materialstärke unterscheiden. Weiterhin ist der
Trägerkörper unabhängig von dem Gebläse in den Strömungskanal des Haushaltsgerätes
einsetzbar. Er kann strömungstechnisch einerseits an das Gebläse, und andererseits
an die Austrittsöffnung des Gerätegehäuses angeschlossen werden. Der Trägerkörper
kann innerhalb des Gerätegehäuses beispielsweise mit einer Innenwandung des Gerätegehäuses
verbunden sein, beispielsweise durch eine Schraubverbindung, Rastverbindung, Steckverbindung
oder ähnliches.
[0009] Der Trägerkörper besteht bevorzugt aus einem Hartkunststoff wie zum Beispiel ABS
(Acrylnitril-Butadien-Styrol) oder PP (Polypropylen). Der Trägerkörper bildet erst
in Verbindung mit den von diesem aufgenommenen schallabsorbierenden Wandelementen
eine vollständige Schalldämpfungseinrichtung aus. Im Zusammenspiel sind die Strömungswege
des Strömungskanals somit einerseits durch die Flächen der schallabsorbierenden Wandelemente,
als auch andererseits durch die Flächen des Trägerkörpers gebildet. Die schallabsorbierenden
Wandelemente sind luftdicht in den Trägerkörper eingesetzt, so dass die innerhalb
des Trägerkörpers geführte Luftströmung den Strömungsweg nicht durch etwaige Öffnungen
oder Ritzen zwischen dem Material des Trägerkörpers und dem Material der Wandelemente
verlassen kann.
[0010] Es wird vorgeschlagen, dass der Trägerkörper und die Wandelemente zusammen zumindest
einen Abschnitt des Strömungskanals bilden. Der Strömungsweg ist dabei innerhalb des
Trägerkörpers möglichst luftdicht abgeschlossen. Der Trägerkörper umfasst sowohl eigene
Wände oder Streben, die als strömungsleitende Kontur wirksam sind, als auch Halteelemente
für die in diesen eingesetzten akustisch wirksamen Wandelemente. Da auch die Wandflächen
der Wandelemente, welche dem Strömungsweg zugewandt sind, strömungsleitende Funktionen
haben, bildet erst der komplett alle Wandelemente aufnehmende Trägerkörper den Strömungskanal
bzw. Abschnitt des Strömungskanals vollständig aus.
[0011] Es wird des Weiteren vorgeschlagen, dass die Wandelemente eine bezogen auf eine Richtung
einer Längserstreckung des Strömungskanals gekrümmte Wandfläche aufweisen und mittels
des Trägerkörpers so zueinander positioniert sind, dass der Strömungsweg gekrümmt
verläuft. Dadurch ist der Strömungskanal zumindest bezogen auf einen Abschnitt entlang
seiner Längserstreckung gekrümmt ausgebildet, so dass die in dem Strömungskanal geführte
Luftströmung in Strömungsrichtung mehrfach auf die schallabsorbierenden Wandelemente
trifft und dort zumindest teilweise absorbiert werden kann. Dadurch ist einerseits
der Strömungskanal von innen mit schallabsorbierenden Wandelementen versehen, und
zum anderen kommt es durch die mehrmaligen Reflexionen der Luftströmung an Wandelementen
zu einem erhöhten Gesamtabsorptionsgrad. Im Gegensatz zu im Wesentlichen abrupten,
d. h. nicht stetigen, Richtungsänderungen des Strömungskanals werden die Druckverluste
möglichst gering gehalten. Eine Richtungsänderung erfolgt somit nicht abrupt, sondern
vielmehr entlang eines gekrümmten Strömungsweges. Besonders bevorzugt weist ein freier
Strömungsquerschnitt zwischen den gegenüberliegenden Wandflächen des Strömungskanals
eine bestimmte Mindestgröße auf, welche abhängig von dem Volumenstrom der in dem Strömungskanal
geführten Luftströmung bemessen ist. Der freie Strömungsquerschnitt sollte optimalerweise
mindestens einen Betrag aufweisen, welcher einem 0,96-Fachen des Betrages des Volumenstroms
2 entspricht, d. h. 0,96 x Q
2, wobei Q der Betrag des Volumenstroms ist. Bezogen auf die schallabsorbierende Eigenschaft
der Wandelemente sollten diese idealerweise 100 Prozent der Schallenergie absorbieren.
Da dies in der Praxis selten möglich ist, sollte die Schalldämpfungseinrichtung insgesamt
zumindest eine Schallabsorption von 50 Prozent bezogen auf den zu dämpfenden Schallanteil
erreichen.
[0012] Es wird vorgeschlagen, dass der Strömungsweg s-förmig ausgebildet ist, so dass der
Strömungskanal zumindest zwei Richtungsumkehrungen aufweist. Der Strömungsweg weist
für die innerhalb des Strömungskanals geführte Luftströmung somit zumindest zwei im
Wesentlichen entgegengesetzte Richtungsänderungen auf, wobei die Form des Strömungsweges
hier als s-förmig bezeichnet wird. Es versteht sich jedoch von selbst, dass auch andere
Krümmungsformen, die zumindest zwei entgegengesetzte Richtungsänderungen, insbesondere
im Wesentlichen 180°-Änderungen, aufweisen, im Rahmen der Erfindung liegen, beispielsweise
eine z-Form des Strömungskanals. Auch Änderungen der Richtung von 145° bis 180° können
den erfindungsgemäßen Effekt optimal erzielen. Die Richtungsumlenkungen des Strömungsweges
können grundsätzlich an einer beliebigen Stelle des Strömungskanals liegen und von
geradlinigen Strömungskanalabschnitten unterbrochen sein. Zudem ist es möglich, dass
zu der s-Form des Strömungsweges nicht nur die schallabsorbierenden Wandelemente beitragen,
sondern auch Wandbereiche, die im Wesentlichen schallreflektierend ausgebildet sind.
Darüber hinaus können auch geradlinig ausgebildete Wandbereiche des Strömungskanals
schallabsorbierend ausgebildet sein. Wesentlich bei einer gemischten Ausbildung aus
überwiegend schallabsorbierenden und überwiegend schallreflektierenden sowie geradlinigen
und gekrümmten Wandbereichen ist, dass der Strömungskanal zumindest einen Abschnitt
aufweist, der gekrümmte und schallabsorbierende Wandelemente enthält und somit eine
gekrümmte Streckenführung für den Strömungsweg erzwingt, bei gleichzeitig zumindest
abschnittsweiser Absorptionseigenschaft der gekrümmten Wandelemente.
[0013] Es wird vorgeschlagen, dass der Strömungsweg einen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt
aufweist. Gemäß dieser Ausgestaltung bleibt der Abstand der gegenüberliegenden Wandelemente
konstant, wobei die gekrümmten Wandflächen der Wandelemente der Krümmung folgend parallel
zueinander verlaufen. Dadurch wird erreicht, dass der Strömungsquerschnitt entlang
des Strömungsweges ebenfalls konstant bleibt, vorzugsweise ausgehend von dem Gebläse
bis zu der Austrittsöffnung des Strömungskanals. Der Strömungsquerschnitt ist - wie
zuvor erläutert - idealerweise größer als ein Mindestströmungsquerschnitt, welcher
bemessen ist als mindestens 0,96 x Volumenstrom
2.
[0014] Es kann vorgesehen sein, dass der Trägerkörper zumindest in einem Teilbereich des
Trägerkörpers eine Trägerkörperwandung aufweist, wobei die Trägerkörperwandung und
die in den Trägerkörper eingesetzten Wandelemente einen nach außen luftdicht geschlossenen
Strömungskanalabschnitt bilden, welcher luftabdichtend einerseits mit dem Gebläse
und andererseits mit der Austrittsöffnung des Gerätegehäuses verbunden ist. Gemäß
dieser Ausgestaltung ist wirkungsvoll verhindert, dass die Luftströmung bzw. in der
Luftströmung geführter Schall einen Kurzschluss um den Trägerkörper oder zumindest
Teilbereiche des Trägerkörpers nehmen. Die Trägerkörperwandung des Trägerkörpers kann
gemäß einer besonderen Ausführung der Erfindung so relativ zu einer Ausblasöffnung
des Gebläses stehen, dass sich die das Gebläse verlassende Luftströmung in zwei Strömungsanteile
aufteilt, die getrennt voneinander innerhalb des Trägerkörpers zu der Austrittsöffnung
des Gerätegehäuses strömen. Insofern können innerhalb des Trägerkörpers zwei Teilströmungskanäle
entstehen, die jeweils s-förmig verlaufen und anschließend in einen gemeinsamen Luftauslass
des Trägerkörpers münden. Insbesondere kann die Trägerkörperwandung orthogonal zu
einer Ausströmrichtung der das Gebläse verlassenden Luftströmung stehen, so dass bereits
bei der Einströmung in den Trägerkörper eine erste Richtungsumlenkung der geführten
Luftströmung in dem Strömungsweg erreicht ist. Mit dem Eintritt der Luftströmung in
den Trägerkörper kann somit im Wesentlichen bereits beispielsweise eine 90°-Umlenkung
und Zweiteilung des in den Trägerkörper eintretenden Luftstroms erreicht werden. Die
beiden Teilluftströme verlaufen dann in Strömungsrichtung hinter der Trägerkörperwandung
in einer 180°-Umlenkung aufeinander zu und können von einem Wandelement, welches gekrümmt
ausgebildet ist, erneut um 90° umgelenkt werden, so dass die Teilluftströme dann parallel
zueinander, jedoch bevorzugt weiter getrennt voneinander, auf die Austrittsöffnung
des Gerätegehäuses zuströmen.
[0015] Die Wandelemente der Schalldämpfungseinrichtung sind bevorzugt aus einem offenporigen
Schaum gebildet. Insbesondere können die Wandelemente aus Melaminharzschaum oder Polyurethanschaum
hergestellt sein. Diese Materialien haben sich in der Praxis als besonders wirksam
erwiesen, um gängige Schallfrequenzen in Haushaltsgeräten zu absorbieren, insbesondere
Schallfrequenzen, welche durch ein Gebläse verursacht werden.
[0016] Darüber hinaus weisen die Wandelemente bevorzugt eine Wandstärke auf, die mindestens
einem Viertel einer Wellenlänge eines zu dämpfenden Schallanteils entspricht. Die
Wandstärke des Wandelementes bestimmt, ab welcher Grenzfrequenz, sogenannte "Cut-on
Frequency" Schallanteile absorbiert werden. Die Schallschnelle einer Resonanzmode
des Schalls weist an einem reflektierenden Teilbereich des Wandelementes eine Amplitude
von 0 auf. Davon ausgehend verläuft die Schallschnelle dann in Richtung des gegenüberliegenden
Wandelementes in einer Sinusschwingung mit der Wellenlänge λ. Damit das schallabsorbierende
Material des Wandelementes seine Wirkung entfalten kann, muss die Wandstärke des Wandelementes
mindestens einem Viertel der Wellenlänge λ des betreffenden Schallanteils entsprechen.
Damit kann sich der nächstliegende Peak der Amplitude der Schallschnelle noch innerhalb
des absorbierenden Materials des Wandelementes befinden, wodurch die Schallenergie
wirkungsvoll reduziert wird.
[0017] Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Wandelemente auf deren nach außen weisender,
von der geführten Luftströmung abgewandten Außenseite eine luftdicht abschließende
Wandung aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass das ansonsten offenporige Material
der Wandelemente nicht komplett von der Luftströmung durchströmt werden kann, sondern
die geführte Luft vielmehr innerhalb des Strömungskanals verbleibt. Somit weist das
jeweilige Wandelement eine Dämmlage auf, die den Luftaustritt und auch Schallaustritt
aus dem Strömungskanal verhindert.
[0018] Schließlich wird vorgeschlagen, dass der Strömungskanal eine Schallreduzierungswand
aufweist, wobei eine Wandebene der Schallreduzierungswand parallel zu dem Strömungsweg
orientiert ist und wobei die Schallreduzierungswand bezogen auf eine Richtung orthogonal
zu der Längserstreckung des Strömungskanals mittig zwischen den gegenüberliegenden
Wandflächen des Strömungskanals angeordnet ist. Die Schallreduzierungswand ist ebenso
ausgebildet, in dem betreffenden Strömungskanalabschnitt, welcher die Schallreduzierungswand
beinhaltet, die Schallenergie der resonanten Schallanteile zu reduzieren. Die Schallreduzierungswand
ist mittig zwischen den gegenüberliegenden Wandflächen des Strömungskanals in dem
Strömungskanal angeordnet, so dass die Ebene der Schallreduzierungswand genau dort
liegt, wo die Schnelleamplitude der Schallschnelle ein Maximum hat. Die Schallreduzierungswand
ist somit von der Innenwandung des Strömungskanals beabstandet und liegt im Wesentlichen
mittig innerhalb eines Öffnungsquerschnitts des Strömungskanals. Dadurch befindet
sich die schallabsorbierende Schallreduzierungswand genau dort, wo besonders viel
Schallenergie in der Luftströmung geführt wird. Da die Schallreduzierungswand darüber
hinaus parallel zu der Hauptströmungsrichtung der Luftströmung in dem Strömungskanal
verläuft, wird die Luftströmung nicht wesentlich behindert, so dass die Saugkraft
des Gebläses bzw. des Haushaltsgerätes möglichst hoch bleibt. In anderen Worten wird
die Schallreduzierungswand so innerhalb des Strömungskanals angeordnet, dass die von
dem Gebläse geförderte Luftströmung mit möglichst geringem Druckverlust innerhalb
des Strömungskanals zu der Austrittsöffnung strömen kann, während andererseits der
durch das Gebläse erzeugte Schall optimal reduziert wird. Die Schallreduzierungswand
ist parallel zu der Richtung der Luftströmung orientiert, während sich die Schallwellen
zwischen den gegenüberliegenden Innenwandungen des Strömungskanals, d. h. quer dazu,
ausbilden. Dadurch kann die von dem Gebläse erzeugte Luftströmung möglichst druckverlustfrei
durch den Strömungskanal strömen und das Material der Schallreduzierungswand durchsetzen.
Gleichzeitig findet eine optimale akustische Absorption mittels der im Maximum der
Schallschnelle angeordneten Schallreduzierungswand statt. Die vor Erreichen der Schallreduzierungswand
separat strömenden Teilluftströme können sich durch die Schallreduzierungswand hindurch
gegebenenfalls wiederum vermischen, so dass die Luftströmung insgesamt möglichst druckverlustfrei
durch den Strömungskanal strömen kann. Dies erhöht den Wirkungsgrad der Schalldämpfungseinrichtung,
d. h. das Verhältnis von Schallreduzierung zu Druckverlust.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0019] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- ein erfindungsgemäßes Haushaltsgerät,
- Fig. 2
- einen Trägerkörper zur Halterung von Wandelementen,
- Fig. 3
- ein Wandelement gemäß einer ersten Ausführungsform,
- Fig. 4
- ein Wandelement gemäß einer weiteren Ausführungsform,
- Fig. 5
- ein Wandelement gemäß einer weiteren Ausführungsform,
- Fig. 6
- eine Schallreduzierungswand,
- Fig. 7
- eine Prinzipskizze eines Strömungskanals mit gekrümmten Wandelementen,
- Fig. 8
- einen Längsschnitt eines Strömungskanals mit einer Schalldämpfungseinrichtung, welche
einen Trägerkörper und darin eingesetzte Wandelemente aufweist,
- Fig. 9
- einen Querschnitt des Strömungskanals gemäß Fig. 8.
Beschreibung der Ausführungsformen
[0020] Figur 1 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausführung eines erfindungsgemäßen Haushaltsgerätes
1, welches hier als Bodenbearbeitungsgerät ausgebildet ist. Hier handelt es sich bei
dem Haushaltsgerät 1 um einen von einem Nutzer manuell zu bedienenden Staubsauger.
Das Haushaltsgerät 1 weist ein Basisgerät 18 und ein lösbar mit dem Basisgerät 18
verbundenes Vorsatzgerät 19 auf. Bei dem Vorsatzgerät 19 handelt es sich hier beispielsweise
um eine Saugdüse mit einem Saugmund 20 und einem dem Saugmund 20 zugeordneten Bodenbearbeitungselement
21. Das Basisgerät 18 des Haushaltsgerätes 1 verfügt über ein Gerätegehäuse 2, in
welchem sich unter anderem eine Sauggutkammer 17 und ein Gebläse 3 befindet. Ein Strömungskanal
5 verbindet eine Ausblasseite des Gebläses 3 mit einer Austrittsöffnung 4. Das Gebläse
3 dient zum Einsaugen von Sauggut in die Sauggutkammer 17, wobei auf einer zu reinigenden
Fläche befindliches Sauggut durch den Saugmund 20 des Vorsatzgerätes 19 hindurch in
die Sauggutkammer 17 des Basisgerätes 18 eingesaugt werden kann. Während das Sauggut
innerhalb der Sauggutkammer 17 verbleibt, strömt gereinigte Luft durch das Gebläse
3 und den Strömungskanal 5 hindurch zu der Austrittsöffnung 4 des Haushaltsgerätes
1.
[0021] Das Basisgerät 18 des Haushaltsgerätes 1 weist des Weiteren einen Stiel 23 mit einem
Griff 22 auf. An dem Griff 22 ist ein Schalter 24 angeordnet, über welchen ein Nutzer
einen bestimmten Betriebsmodus des Haushaltsgerätes 1, beispielsweise eine Intensitätsstufe
des Gebläses 3 und/oder eine Drehzahl des Bodenbearbeitungselementes 21 des Vorsatzgerätes
19, einstellen kann.
[0022] Durch den Betrieb des Gebläses 3 entsteht Schall, welcher über den Strömungskanal
5 zu der Austrittsöffnung 4 und in die Umgebung des Haushaltsgerätes 1 getragen wird.
Um das Haushaltsgerät 1 so auszubilden, dass die Anwendung für einen Nutzer angenehm
ist, verfügt das Haushaltsgerät 1 über eine mit Bezug zu den weiteren Figuren näher
dargestellte Schalldämpfungseinrichtung 6 (siehe insbesondere Figur 8). Die von dem
Gebläse 3 emittierten Schallfrequenzen sind von verschiedenen Parametern abhängig,
beispielsweise einer Drehzahl einer Motorwelle des Gebläses 3. Von Interesse ist insbesondere
eine sogenannte Schaufelpassierfrequenz des Gebläses 3, welche sich einerseits durch
die Drehzahl der Motorwelle, und andererseits durch die Anzahl von Gebläseschaufeln
des Gebläses 3 bestimmt. Die Schalldämpfungseinrichtung 6 ist daher insbesondere so
ausgestaltet, dass die charakteristischen Schallfrequenzen des Gebläses 3 des Haushaltsgerätes
1, welche bei bestimmten Leistungsstufen des Gebläses 3 entstehen, absorbiert werden.
[0023] Die Schalldämpfungseinrichtung 6 weist einen in Figur 2 dargestellten Trägerkörper
12 und eine Mehrzahl von Wandelementen 7, 8, 9 (Figuren 3 bis 5) sowie hier beispielsweise
zusätzlich eine Schallreduzierungswand 15 (Figur 6) auf. Die Wandelemente 7, 8, 9
sind mittels des Trägerkörpers 12 in dem Gerätegehäuse 2 des Haushaltsgerätes 1 gehaltert.
Die Wandelemente 7, 8, 9 sowie die Schallreduzierungswand 15 werden in entsprechende
Aufnahmen des Trägerkörpers 12 eingeschoben oder eingesteckt, nämlich so, dass zwischen
dem Material des Trägerkörpers 12 und den Wandelementen 7, 8, 9 keine Spalte oder
Ritzen entstehen, zwischen welchen Luft entweichen kann. Der Trägerkörper 12 ist aus
einem steifen Kunststoff wie beispielsweise ABS oder PP hergestellt.
[0024] Die Wandelemente 7, 8, 9 sind Schaumelemente aus einem offenporigen akustisch wirksamen
Schaum, zum Beispiel Melaminharzschaum oder Polyurethanschaum. Die Wandelemente 7,
8, 9 weisen eine Außenseite 14 aus einem schalldämmenden Material auf, damit die in
die Poren der Wandelemente 7, 8, 9 eintretenden Schallwellen die Wandelemente 7, 8,
9 auf der Rückseite, d. h. über die Außenseite 14, nicht verlassen können, sondern
vielmehr die nicht absorbierten Anteile der Schallwelle zurück in einen zwischen gegenüberliegenden
Wandelementen 7, 8, 9 ausgebildeten Strömungsweg 11 reflektiert werden, um dann wiederum
in ein gegenüberliegendes Wandelement 7, 8, 9 einzutreten. Die Wandelemente 7, 8,
9 weisen eine bestimmte Wandstärke d auf. Die Wandstärke d bestimmt die Tiefe des
absorbierenden Materials des jeweiligen Wandelementes 7, 8, 9 von dem Strömungsweg
11 in Richtung zu der schalldämmenden, d. h. reflektierenden Außenseite 14 des Wandelementes
7, 8, 9. Damit das Wandelement 7, 8, 9 bzw. dessen absorbierendes Material eine Schallwelle
mit einer definierten Frequenz optimal absorbieren kann, ist es erforderlich, dass
die Wandstärke d mindestens so groß ist wie ein Viertel der Wellenlänge des betreffenden
Schallanteils. Dadurch wird erreicht, dass ein Maximum der Schallschnelle des betreffenden
Schallanteils innerhalb des absorbierenden Materials des Wandelementes 7, 8, 9 liegt.
Die Schallschnelle einer zwischen gegenüberliegenden Wandelementen 7, 8, 9 stehenden
Schallwelle weist an der reflektierenden Außenseite 14 des Wandelementes 7, 8, 9 eine
Amplitude von 0 auf und setzt sich als stehende Sinuswelle zu dem gegenüberliegenden
Wandelement 7, 8, 9 fort, nämlich ebenfalls bis zu der Innenwandung der schallreflektierenden
Außenseite 14 des Wandelementes 7, 8, 9. Wesentlich ist, dass der der Außenseite 14
nächstliegende Amplitudenpeak noch innerhalb des absorbierenden Materials des Wandelementes
7, 8, 9 liegt, damit möglichst viel Schallenergie innerhalb der Poren des Materials
absorbiert wird und nicht zurück in den Strömungsweg 11 gelangt.
[0025] Wie in den Figuren 7 bis 9 näher dargestellt, wird der Strömungskanal 5 innerhalb
des Trägerkörpers 12 der Schalldämpfungseinrichtung 6 durch eine Mehrzahl von gekrümmten
Wandelementen 7, 8, 9 so gestaltet, dass der zwischen den Wandelementen 7, 8, 9 ausgebildete
Strömungsweg 11 gekrümmt verläuft und die Schallanteile bei Passieren des Strömungsweges
11 möglichst häufig auf eine Wandfläche 10 der Wandelemente 7, 8, 9 treffen und die
Energie des betreffenden Schallanteils mit jeder Reflexion an einem Wandelement 7,
8, 9 weiter reduziert wird. Dies geschieht dadurch, dass der von dem Material des
Wandelementes 7, 8, 9 absorbierte Anteil der Schallenergie mit der Anzahl von Reflexionen
absolut gesehen steigt.
[0026] Des Weiteren empfiehlt es sich, für den freien Strömungsquerschnitt des Strömungsweges
11 zwischen den Wandelementen 7, 8, 9 einen Mindestströmungsquerschnitt festzulegen.
Der Mindestquerschnitt sollte in der Praxis bezogen auf den Betrag des Quadrats des
Volumenstroms mindestens 0,96 x das Quadrat des Volumenstroms betragen. Dieser Mindestströmungsquerschnitt
des Strömungsweges 11 ist vorzugsweise entlang des Strömungsweges 11 konstant, d.
h. möglichst von dem Gebläse 3 bis zu der Austrittsöffnung 4 in dem Gerätegehäuse
2. Dadurch kann der Druckverlust innerhalb des Strömungskanals 5 möglichst gering
gehalten werden und ein Wirkungsgrad, welcher das Verhältnis zwischen Schallreduzierung
zu Druckverlust angibt, über 2:1 oder sogar darüber hinaus verbessert werden.
[0027] Wie des Weiteren in Figur 8 dargestellt, ist der Trägerkörper 12 in dem Strömungskanal
5 auf der Ausblasseite des Gebläses 3 angeordnet, nämlich zwischen dem Gebläse 3 und
der Austrittsöffnung 4 angeordnet. Mit seiner Außenseite stößt der Trägerkörper 12
hier beispielsweise an die Innenseite des Gerätegehäuses 2 und ist beispielsweise
an dem Gerätegehäuse 2 fixiert, insbesondere durch eine Verschraubung, Steckverbindung,
Rastverbindung oder ähnliches. Der Trägerkörper 12 bildet zusammen mit den Wandelementen
7, 8, 9 und der noch später im Einzelnen erläuterten Schallreduzierungswand 15 ein
Einbaumodul, welches insgesamt in das Gerätegehäuse 2 des Haushaltsgerätes 1 eingebaut
werden kann. Der Trägerkörper 12 umfasst sowohl eigene Wände, beispielsweise die Trägerkörperwandung
13, die als strömungsleitende Kontur wirksam sind, als auch Halteelemente für die
in den Trägerkörper 12 eingesetzten Wandelemente 7, 8, 9 sowie die Schallreduzierungswand
15. Da auch die Wandflächen 10 der Wandelemente 7, 8, 9 strömungsleitende Funktionen
aufweisen, bildet erst der komplett alle Wandelemente 7, 8, 9 sowie die Schallreduzierungswand
15 aufweisende Trägerkörper 12 den Strömungsweg 11 des Strömungskanals 5 vollständig
aus. Von der Ausblasöffnung des Gebläses 3 kommend teilt sich die Ausblasluft des
Gebläses 3 in zwei getrennte Strömungswege 11 auf, welche an gegenüberliegenden Seiten
des Trägerkörpers 12 in entgegengesetzte Richtungen um die Trägerkörperwandung 13
herum strömen, nämlich in Figur 8 dargestellt in eine Richtung nach unten und nach
oben (auf die Bildebene der Figur 8 bezogen). Dabei erfahren die beiden Strömungswege
11 jeweils eine Richtungsumlenkung um 180°, welche durch die Umlenkung des Ausblasstroms
um die Randkanten der Trägerkörperwandung 13 bedingt ist. Anschließend strömen die
Strömungswege 11 zwischen den Wandelementen 7, 8, 9 hindurch, nämlich ein erster Strömungsweg
11 zwischen dem Wandelement 8 und dem Wandelement 7 sowie dem Wandelement 9 und dem
Wandelement 7. Das Wandelement 7 ist im Wesentlichen mittig in die Trägerkörperwandung
13 eingesteckt und weist bezogen auf einen Querschnitt die Form eines in etwa gleichschenkligen
Dreiecks mit konkaven Seitenflächen auf. Im Einzelnen ist das Wandelement 7 in Figur
3 dargestellt. Das Wandelement 7 setzt durch seine konkaven Wandflächen 10 die Krümmung
der Trägerkörperwandung 13 fort und bildet mit dem gegenüberliegenden Wandelement
8 bzw. Wandelement 9 einen im Wesentlichen gleichbreit verlaufenden Strömungsweg 11
aus. Eine Spitze des Wandelementes 7 schließt sich dabei nahtlos an die ebenfalls
in den Trägerkörper 12 eingesetzte Schallreduzierungswand 15 an, welche in Figur 6
näher gezeigt ist.
[0028] Die Strömungswege 11 strömen weiterhin getrennt voneinander zwischen einerseits dem
Wandelement 8 und der Schallreduzierungswand 15, und andererseits dem Wandelement
9 und der Schallreduzierungswand 15 weiter, wobei die Strömungswege 11 dann zunächst
parallel zu einer Wandebene 16 der Schallreduzierungswand 15 verlaufen und dann um
das jeweilige gekrümmte Wandelement 8, 9 herum strömen, so dass sich wiederum in etwa
eine 180° Strömungsumlenkung ergibt. Insgesamt vollziehen die Strömungswege ausgehend
von dem Gebläse 3 bis zu dem Austritt aus dem Trägerkörper 12 somit im Wesentlichen
eine s-Form oder z-form. Durch den gekrümmten Verlauf des jeweiligen Strömungsweges
11 kommt es zu maximal vielen Interaktionen zwischen der geführten Luftströmung und
dem absorbierenden Material der Wandelemente 7, 8, 9. Auch die Schallreduzierungswand
15 weist ein schallabsorbierendes Material auf, nämlich vorzugsweise einem faserverstärkten
Vliesstoff, welcher zu hier beispielsweise ungefähr 30 % (auf das Volumen bezogen)
mit Glasfasern oder Kohlenstofffasern verstärkt ist. Eine Wandstärke der Schallreduzierungswand
15 beträgt beispielsweise weniger als 4 mm. Die Schallreduzierungswand 15 kann luftdurchlässig
ausgebildet sein, so dass die Luft aus den parallel zu der Wandebene 16 der Schallreduzierungswand
15 verlaufenden Strömungswegen 11 grundsätzlich ineinander übertreten kann. Dadurch
wird erreicht, dass der Druckverlust innerhalb des Strömungskanals 15 möglichst gering
ist und somit der Gesamtwirkungsgrad der Schalldämpfungseinrichtung 6 (Schallreduzierung:
Druckverlust) möglichst hoch wird. Die Strömungswege 11 weisen zwischen der Wandebene
16 der Schallreduzierungswand 15 und dem Wandelement 8 bzw. der Schallreduzierungswand
15 und dem Wandelement 9 jeweils eine Breite auf, welche ungefähr einer Viertel Wellenlänge
eines zu dämpfenden Schallanteils entspricht. Dadurch wird erreicht, dass die Mittenebene
der Schallreduzierungswand 15 in dem Peak der Schallschnelle der Resonanzmode (des
dominanten Schallanteils) liegt.
[0029] Ein Querschnitt durch den Strömungskanal 5 mit dem Trägerkörper 12 ist in Figur 9
dargestellt. Darin ist die Blickrichtung parallel zu der Wandebene 16 der Schallreduzierungswand
15 in Richtung des Gebläses 3. Zu erkennen sind die auf beiden Seiten der Schallreduzierungswand
15 parallel verlaufenden Strömungswege 11, welche aus der Richtung des zentralen Wandelementes
7 kommen. Wie insbesondere aus Figur 7 sowie der Formgestaltung der Wandelemente 7,
8, 9 gemäß den Figuren 3 bis 5 erkennbar, ist es wesentlich, dass der Strömungsweg
11 möglichst gekrümmt ausgebildet ist, und nicht etwa eckig. Dies stellt sicher, dass
die verursachten Druckverluste innerhalb des Strömungskanals 5 möglichst gering gehalten
werden. Zusätzlich wird der Betrag der Schallreduzierung durch das Material der absorbierenden
Wandelemente 7, 8, 9 sowie der absorbierenden Schallreduzierungswand 15 gesteigert,
so dass der Wirkungsgrad der Schalldämpfungseinrichtung 6 möglichst hoch ist.
Liste der Bezugszeichen
[0030]
1 |
Haushaltsgerät |
d |
Wandstärke |
2 |
Gerätegehäuse |
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3 |
Gebläse |
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4 |
Austrittsöffnung |
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5 |
Strömungskanal |
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6 |
Schalldämpfungseinrichtung |
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7 |
Wandelement |
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8 |
Wandelement |
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9 |
Wandelement |
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10 |
Wandfläche |
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11 |
Strömungsweg |
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12 |
Trägerkörper |
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13 |
Trägerkörperwandung |
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14 |
Außenseite |
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15 |
Schallreduzierungswand |
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16 |
Wandebene |
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17 |
Sauggutkammer |
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18 |
Basisgerät |
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19 |
Vorsatzgerät |
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20 |
Saugmund |
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21 |
Bodenbearbeitungselement |
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22 |
Griff |
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23 |
Stiel |
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24 |
Schalter |
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1. Haushaltsgerät (1), insbesondere Bodenbearbeitungsgerät, mit einem Gerätegehäuse (2),
einem in dem Gerätegehäuse (2) angeordneten Gebläse (3), einer in Strömungsrichtung
hinter dem Gebläse (3) in dem Gerätegehäuse (2) ausgebildeten Austrittsöffnung (4),
einem Strömungskanal (5), welcher die Austrittsöffnung (4) strömungsführend mit dem
Gebläse (3) verbindet, und einer dem Strömungskanal (5) zugeordneten Schalldämpfungseinrichtung
(6) zum Dämpfen von durch einen Betrieb des Haushaltsgerätes (1) entstehendem Schall,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfungseinrichtung (6) eine Mehrzahl von schallabsorbierenden Wandelementen
(7, 8, 9) und einen die Wandelemente (7, 8, 9) reversibel aufnehmenden Trägerkörper
(12) aufweist, wobei zwischen gegenüberliegenden Wandelementen (7, 8, 9) ein Strömungsweg
(11) innerhalb des Trägerkörpers (12) ausgebildet ist.
2. Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (12) und die Wandelemente (7, 8, 9) zusammen zumindest einen Abschnitt
des Strömungskanals (5) bilden.
3. Haushaltsgerät (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente (7, 8, 9) eine bezogen auf eine Richtung einer Längserstreckung
des Strömungskanals (5) gekrümmte Wandfläche (10) aufweisen und mittels des Trägerkörpers
(12) so zueinander positioniert sind, dass der Strömungsweg (11) gekrümmt verläuft.
4. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg (11) s-förmig ausgebildet ist, so dass der Strömungskanal (5) zumindest
zwei Richtungsumkehrungen aufweist.
5. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg (11) einen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt aufweist.
6. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (12) zumindest in einem Teilbereich des Trägerkörpers (12) eine
Trägerkörperwandung (13) aufweist, wobei die Trägerkörperwandung (13) und die in den
Trägerkörper (12) eingesetzten Wandelemente (7, 8, 9) einen nach außen luftdicht geschlossenen
Strömungskanalabschnitt bilden, welcher luftabdichtend einerseits mit dem Gebläse
(3) und andererseits mit der Austrittsöffnung (4) des Gerätegehäuses (2) verbunden
ist.
7. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente (7, 8, 9) aus einem offenporigen Schaum gebildet sind.
8. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente (7, 8, 9) eine Wandstärke (d) aufweisen, welche mindestens einem
Viertel einer Wellenlänge eines zu dämpfenden Schallanteils entspricht.
9. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente (7, 8, 9) auf deren nach außen weisender, von der geführten Luftströmung
abgewandten Außenseite (14) eine luftdicht abschließende Wandung aufweisen.
10. Haushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (5) eine Schallreduzierungswand (15) aufweist, wobei eine Wandebene
(16) der Schallreduzierungswand (15) parallel zu dem Strömungsweg (11) orientiert
ist und wobei die Schallreduzierungswand (15) bezogen auf eine Richtung orthogonal
zu der Längserstreckung des Strömungskanals (5) mittig zwischen gegenüberliegenden
Wandflächen (10) des Strömungskanals (5) angeordnet ist.
1. Household appliance (1), in particular floor treatment appliance, having an appliance
housing (2), a fan (3) arranged in the appliance housing (2), an outlet opening (4)
formed in the appliance housing (2) behind the fan (3) in the direction of flow, a
flow channel (5) which connects the outlet opening (4) to the fan (3) in a flow-guiding
manner, and a sound attenuation device (6) associated with the flow channel (5) for
attenuating sound generated by operation of the household appliance (1), characterized in that the sound attenuation device (6) comprises a plurality of sound-absorbing wall elements
(7, 8, 9) and a carrier body (12) reversibly receiving the wall elements (7, 8, 9),
a flow path (11) being formed within the carrier body (12) between opposing wall elements
(7, 8, 9).
2. The household appliance (1) according to claim 1, characterized in that the carrier body (12) and the wall elements (7, 8, 9) jointly form at least a section
of the flow channel (5).
3. The household appliance (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the wall elements (7, 8, 9) have a wall surface (10) that is curved in a direction
of a longitudinal extent of the flow channel (5), and wherein the wall elements (7,
8, 9) are positioned relative to one another by means of the carrier body (12) in
such a way that the flow path (11) extends in a curved manner.
4. The household appliance (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the flow path (11) is designed in an s-shaped manner such that the flow channel (5)
has at least two direction reversals.
5. The household appliance (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the flow path (11) has a constant flow cross section.
6. The household appliance (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier body (12) has a carrier body wall (13) at least in a section of the carrier
body (12), and wherein the carrier body wall (13) and the wall elements (7, 8, 9)
inserted into the carrier body (12) form a flow channel section that is closed outward
in an airtight manner and connected to the fan (3) and to the outlet opening (4) of
the appliance housing (2) in an air-sealing manner.
7. The household appliance (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the wall elements (7, 8, 9) are made of an open-pored foam.
8. The household appliance (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the wall elements (7, 8, 9) have a wall thickness (d) that corresponds to at least
one-fourth of a wavelength of a sound portion to be absorbed.
9. The household appliance (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the wall elements (7, 8, 9) have a wall that produces an airtight seal on their outwardly
directed outer side facing away from a conducted air flow.
10. The household appliance (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the flow channel (5) has a sound reduction wall (15), wherein a wall plane of the
sound reduction wall (15) is oriented parallel to the flow path (11), and wherein
the sound reduction wall (15) is arranged centrally between opposing wall surfaces
(10) of the flow channel (5) in a direction extending orthogonal to the longitudinal
extent of the flow channel (5).
1. Appareil ménager (1), en particulier appareil de travail du sol, avec un boîtier d'appareil
(2), une soufflerie (3) disposée dans le boîtier d'appareil (2), une ouverture de
sortie (4) formée dans le boîtier d'appareil (2) derrière la soufflerie (3) dans le
sens de l'écoulement, un canal d'écoulement (5) qui relie l'ouverture de sortie (4)
à la soufflerie (3) en guidant l'écoulement, et un dispositif d'insonorisation (6)
associé au canal d'écoulement (5) pour amortir le bruit généré par un fonctionnement
de l'appareil ménager (1), caractérisé en ce que le dispositif d'insonorisation (6) comprend une pluralité d'éléments de paroi absorbant
le bruit (7, 8, 9) et un corps porteur (12) recevant de manière réversible les éléments
de paroi (7, 8, 9), un chemin d'écoulement (11) étant formé à l'intérieur du corps
porteur (12) entre des éléments de paroi (7, 8, 9) opposés.
2. Appareil ménager (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps porteur (12) et les éléments de paroi (7, 8, 9) forment ensemble au moins
une section du canal d'écoulement (5).
3. Appareil ménager (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les éléments de paroi (7, 8, 9) présentent une surface de paroi (10) incurvée par
rapport à une direction d'extension longitudinale du canal d'écoulement (5) et sont
positionnés les uns par rapport aux autres au moyen du corps porteur (12) de telle
sorte que le chemin d'écoulement (11) s'étend de manière incurvée.
4. Appareil ménager (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chemin d'écoulement (11) est en forme de S, de sorte que le canal d'écoulement
(5) présente au moins deux inversions de direction.
5. Appareil électroménager (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le chemin d'écoulement (11) présente une section d'écoulement constante.
6. Appareil ménager (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps porteur (12) présente, au moins dans une zone partielle du corps porteur
(12), une paroi de corps porteur (13), la paroi de corps porteur (13) et les éléments
de paroi (7, 8, 9) insérés dans le corps porteur (12) formant une section de canal
d'écoulement fermée de manière étanche à l'air vers l'extérieur, qui est reliée de
manière étanche à l'air, d'une part, à la soufflante (3) et, d'autre part, à l'ouverture
de sortie (4) du boîtier d'appareil (2).
7. Appareil ménager (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de paroi (7, 8, 9) sont formés d'une mousse à pores ouverts.
8. Appareil ménager (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de paroi (7, 8, 9) présentent une épaisseur de paroi (d) qui correspond
à au moins un quart d'une longueur d'onde d'une composante sonore à atténuer.
9. Appareil ménager (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de paroi (7, 8, 9) présentent sur leur face extérieure (14) tournée
vers l'extérieur et opposée au flux d'air guidé une paroi de fermeture étanche à l'air.
10. Appareil ménager (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le canal d'écoulement (5) présente une paroi de réduction du bruit (15), un plan
de paroi (16) de la paroi de réduction du bruit (15) étant orienté parallèlement au
chemin d'écoulement (11) et la paroi de réduction du bruit (15) étant disposée au
milieu entre des surfaces de paroi (10) opposées du canal d'écoulement (5) par rapport
à une direction orthogonale à l'extension longitudinale du canal d'écoulement (5).