辅助空气阀.pdf

本发明涉及一种辅助空气阀(10)，这种辅助空气阀特别适用于吸尘器。根据本发明该空气阀(10)包括一个壳体(12)，该壳体具有至少一个在壳体(12)的侧边设置的辅助空气口(20)和至少一个在壳体(12)的上侧形成的阀门开启孔(22)，以及一个闭锁部件(30)和一个弹簧部件(40)，所述弹簧部件使闭锁部件(30)压紧至少一个阀门开启孔(22)，这样，至少一个阀门开启孔(22)以及至少一个辅助空气口(20)可闭锁，其中，弹簧部件(40)的压力大于通过吸尘器在正常运行时规定的抽吸力所出现的负压，并且其中，当吸尘器的运行受干扰时作用到闭锁部件(30)的负压高于弹簧部件(40)的压力，这样，通过至少一个阀门开启孔(22)和至少一个辅助空气口(20)开辟一个附加的空气通道。根据本发明的辅助空气阀(10)具有如下优点，即当吸尘器的抽吸气流受到强扼流时(也就是运行受干扰时)，例如由于在抽吸区域(抽吸嘴，管道，软管，过滤器)中出现堵塞时打开一个附加的空气通道(辅助空气口)。这个附加的空气通道一方面防止特别是在灰尘空间和排气区中的塑料部件的热载荷，并且还附加地通过降低在吸尘器内部，特别是在灰尘空间中的负压值来大大地降低机械载荷。

权利要求书
1.  用于吸尘器的辅助空气阀(10)，它包括壳体(12)，该壳体具有至少一个在壳体(12)的侧面设置的辅助空气口(20)和至少一个在壳体(12)的上侧形成的阀门开启孔(22)，以及闭锁部件(30)和弹簧部件(40)，所述弹簧部件使闭锁部件(30)压向所述至少一个阀门开启孔(22)，从而所述至少一个阀门开启孔(22)以及所述至少一个辅助空气口(20)可闭锁，弹簧部件(40)的压力大于通过吸尘器在正常运行时规定的抽吸力所产生的负压，并且当吸尘器的运行受干扰时作用到闭锁部件(30)的负压高于弹簧部件(40)的压力，从而通过所述至少一个阀门开启孔(22)和所述至少一个辅助空气口(20)打开附加的空气通道。

2.  按照权利要求1所述的辅助空气阀(10)，其特征在于，闭锁部件(30)具有通气口(50)，通过通气口当辅助空气阀(10)打开时通过所述至少一个阀门开启孔(22)和所述至少一个辅助空气口(20)进入的空气可流入到辅助空气阀(10)的内部，并且流过这个辅助空气阀。

3.  按照权利要求1或2所述的辅助空气阀(10)，其特征在于，闭锁部件(30)的外轮廓和壳体(12)的内轮廓相适配。

4.  按照权利要求3所述的辅助空气阀(10)，其特征在于，壳体(12)和闭锁部件(30)具有锥体形状。

5.  按照权利要求1至4的任一项所述的辅助空气阀(10)，其特征在于，闭锁部件(30)具有板或者盖的形式。

6.  按照权利要求1至4的任一项所述的辅助空气阀(10)，其特征在于，闭锁部件(30)具有活塞(30)的形式。

7.  按照权利要求6所述的辅助空气阀(10)，其特征在于，活塞(30)具有空心活塞的形状。

8.  按照权利要求7所述的辅助空气阀(10)，其特征在于，在空心活塞(30)的内侧设置止挡表面(60)，从而首先穿过所述至少一个阀门开启孔(22)的气流在止档表面(60)上被转向。

9.  按照前述权利要求的任一项所述的辅助空气阀(10)，其特征在于，在该起动点中通过抽吸力产生的负压大于弹簧部件(40)的压力时的阀门的起动点在180和220毫巴之间，优选地大约为200毫巴。

10.  包含有按照权利要求1至9的任一项所述的辅助空气阀(10)的吸尘器。

说明书辅助空气阀
本发明涉及一种特别是适用于吸尘器的辅助空气阀。
当吸尘器正常吸气运行时吸气流通过吸气软管进入灰尘室。然而也是在正常运行时，例如在地毯上使用吸气嘴时由于在吸气区，例如在吸气嘴、在软管、在过滤器或者在吸气软管中的堵塞会使吸气运行受干扰。在这种情况中在吸尘器的通常由塑料制成的引导吸气流的机械部件中形成升高的负压。此外也会出现特别是在灰尘室和排气区中的塑料部件的热载荷的提高。
已为功率为2000瓦的吸尘器开发出一些辅助空气阀。这样的辅助空气阀具有一个辅助空气开口，这些开口将冷空气从外面引入到吸气流中。然而这些阀门具有比较小的辅助空气开口，这些开口只能通过少量的冷却空气，因此这些阀门不能用于更高功率(2000瓦以上)的吸尘器，因为塑料部件的加热太高。
由于这个原因人们为具有更高功率的吸尘器使用比较大的辅助空气开口，这些开口在所有运行状态时都为吸气流提供冷却空气。在这方面例如请参考DE 10 2004 050 017 A1。当这样的辅助空气开口常开时由辅助空气所引起的在灰尘室/真空室中的压力损失使得在吸气嘴上的吸气功率损失一大部分。此外大的辅助空气开口也导致运行噪音的加大(在辅助空气开口处的空气噪音)。
例如DE 20 2004 040 985 A1，DE 78 25 557 U1或者DE 20 17 197 A1公开了其它一些辅助空气阀。
本发明的任务是提供一种至少能部分地消除现有技术已公开的辅助空气阀的缺点的辅助空气阀。
这个任务通过根据所附的独立权利要求所述的辅助空气阀和具有根据本发明的辅助空气阀的吸尘器得以完成。从属权利要求涉及一些优选的实施形式。这些实施形式可单个使用，或者彼此组合使用。
根据本发明的用于吸尘器的辅助空气阀包括壳体。该壳体具有至少一个在该壳体的侧边设置的辅助空气开口和至少一个在该壳体的上侧上形成的阀门开启孔，辅助空气阀还包括闭锁部件和弹簧部件。所述弹簧部件将闭锁部件压向所述至少一个阀门开启孔，这样所述至少一个阀门开启孔以及所述至少一个辅助空气开口可被闭锁，其中，弹簧部件的压力大于通过在吸尘器正常运行时预定的吸力所产生的负压，并且其中，当吸尘器的运行受到干扰时作用到闭锁部件上的负压高于弹簧部件的压力，这样通过所述至少一个阀门开启孔和所述至少一个辅助空气开口打开附加的空气通道。
这样一种阀门的优点是当由于抽吸气流受到很大的阻碍，例如当抽吸区域(抽吸嘴、管道、软管、过滤器)堵塞使吸尘器的运行受干扰时打开一个附加的空气通道(辅助空气开口)。然后通过这个辅助空气开口流入辅助空气。这个辅助空气减小特别是灰尘空间和排气区中的塑料部件的热载荷，并且附加地通过减小吸尘器内部，特别是灰尘室内的负压值大大地减小机械载荷。这个阀门优选地是如此设计的，即其只是在需要时才打开辅助空气开口，并且在正常的负压时(在正常运行时规定的负压)又重新关闭。正常的运行规定为在标准地毯上的吸尘器的抽吸嘴的通常的抽吸功率。
根据本发明优选地闭锁部件具有通气开口。通过这些通气开口当辅助空气阀打开时通过所述至少一个阀门开启孔和所述至少一个辅助空气开口所进入的空气可以流入到辅助空气阀的内部和流过这个辅助空气阀。
阀门壳体可由一个件、或者由多个部件构成。该壳体优选地由一个上部件和一个下部件制成，这些部件在其外轮廓上彼此准确适配地协调。这两个部件优选地彼此固定连接，例如通过焊接、粘贴、卡接等并且一起形成阀门壳体。
阀门壳体可具有任意的形状。圆形或者椭圆形状是有利的。因为由于这样的事实，即阀门壳体要经受在吸尘器中产生的负压而它在机械上要承受强的载荷(变形/形变)，所以可设置壳体的附加的加强装置，例如支撑肋和类似装置。因此在一个优选的实施形式中该壳体设计成8字形形状(例如见图1)，并且优选用侧向支撑肋予以加强。
阀门壳体的下部分优选地设置有连接部件，例如一个连接法兰盘。这个连接部件使得该阀门安装在吸尘器中成为可能。因此壳体的这个下部分合适地由一种密封的材料，优选地由柔软的塑料、橡胶、双成份塑料或者类似材料制成。通过这一措施壳体的下部分能更好地和上部分相适配，并且连接部件可更好地固定在吸尘器上。
阀门壳体包括阀门开启孔。在阀门关闭状态时这个阀门开启孔通过闭锁部件关闭。这个阀门开启孔设置在抽吸气流之中，或者曝露给这个吸入气流。这个阀门是如此设置的，即当阀门开启孔没有关闭时在吸尘器的内部通过运行所建立起来的负压使空气通过阀门开启孔流过该阀门。
闭锁部件是如此地设计的，即当阀门关闭时它能同时关闭阀门开启孔和辅助空气开口。该闭锁部件可以具有板或盖的形式或者任何其它的形式。
优选地这个闭锁部件是一个活塞。优选地这个活塞是空心的。在一个特别优选的实施形式中这个闭锁部件或者活塞在它的外部轮廓方面和壳体的，优选地上部件的内部轮廓精确地协调，并且在壳体或者上部件的内部是可移动的。活塞可任选地通过导向装置在壳体的内部被导向。当闭锁部件具有沿着壳体的内轮廓被导向的活塞的形式时，这样，该活塞有利地具有通气口。通过这些通气口那些通过阀门开启孔进入的空气就可以流到阀门的内部并流过这个阀门。优选地通气口是由活塞一侧中的缝隙或者沟槽形成。活塞的该侧用作阀门开启孔的闭锁部件。
阀门壳体和活塞也可具体锥体形状。这种设计的优点是当响应时这个活塞会立即自由移动()(到上部件中的内轮廓的空气隙立即增大)。
根据本发明优选地在空心活塞的内侧设置止挡表面，这样首先穿过所述至少一个阀门开启孔的气流在止挡表面上被转向。
此外还规定弹簧部件，优选地弹簧，优选地压弹簧，例如螺旋弹簧。这个弹簧部件能够使闭锁部件压向壳体的一侧，并且由此闭锁阀门开启孔和辅助空气开口。
优选地阀门开启孔位于阀门的上侧，或者如此地设置，即闭锁部件通过弹簧部件压向阀门开启孔。
所述一个或者多个辅助空气开口设置优选地在壳体的侧面。这些空气开口优选地如此设置，即当闭锁部件从关闭位置移动到一个稍微打开的位置时不是立即打开它们，而是只有闭锁部件移动某个行程之后才打开它们。辅助空气开口可以具有任何的形状，例如圆形的，椭圆的，或者角形的(eckig)，优选地为矩形的。
若闭锁部件是一种活塞部件，这样优选地弹簧部件设置在活塞的内部。这样设置是节省空间的，并且因此是有利的。
根据本发明的阀门是如此设计的，即这个阀门可连接在吸尘器的内部，而在吸尘器的内部有通过抽吸功率产生的负压。有利地阀门通过连接部件连接，用这个连接部件使阀门和吸尘器如此地连接，即通过吸尘器的抽吸力产生的负压对闭锁部件施加作用，并且克服弹簧部件的力。连接部件由一个通往阀门内部的开口构成，并且以有利的方式设计为法兰盘。
当具有根据本发明的辅助空气阀的吸尘器工作时在吸尘器的内部形成负压。当在这个负压空间中，例如通过在抽吸软管中、在抽吸嘴中、或者在抽吸气流的另一部位中的堵塞形成比正常工作时更高的负压时，这个增高的压力对根据本发明的辅助空间阀中的闭锁部件施加作用。由此弹簧部件承受着反力。当这个反力超过弹簧部件的力时这个闭锁部件朝着与弹簧部件规定相反的方向运动。此时阀门开启孔打开。在这种情况中环境空气，或者辅助空气通过阀门和通过连接装置就可流入到吸尘器的负压空间中。在闭锁部件释放阀门开启口，或者也在闭锁部件的部分行程之后通过闭锁部件的移动可立即至少部分地释放辅助空气开口。然后该闭锁部件位于它的第一个打开的位置。
只要通过这些辅助空气开口可流入环境空气或者辅助空气，当阀门打开时闭锁部件运动到它的第二个打开的位置。在这种情况中辅助空气开口被释放。优选地这是通过压力突然式地发生的。为了防止闭锁部件的抖动或振动优选地将止挡表面设置在活塞中。
通过弹簧部件的力，结合阀门开启孔的尺寸确定阀门的起动点，起动点以毫巴(mbar)计的负压表示。弹簧部件优选地具有约200毫巴，优选地180和220毫巴之间的压力。只要吸尘器中的负压又恢复正常，并且又降低到阀门的起动点以下，则这个闭锁部件又返回到它的起始位置。在这个位置中这个闭锁部件关闭辅助空气开口和阀门开启孔。然后这个吸尘器在尽可能小的工作噪音的情况下又能提供它的全抽吸功率。
根据本发明优选地通过阀门开启孔进入的气流是来自不同于进入辅助空气开口的空气的另一空间。根据本发明的辅助空气阀优选地是如此地设置在吸尘器中的，即作为辅助空气流入的空气来自电缆盘。辅助空气也可来自直接和环境空气连接的另一空间。
根据本发明的辅助空气阀门具有下述优点，即例如当由于在抽吸区(抽吸嘴、管道、软管、过滤器)中出现堵塞而引起吸尘器的抽吸气流遭遇很强的节流时(也就是运行干扰时)打开一个附加的空气通道(辅助空气开口)。这个附加的空气通道一方面防止特别是在灰尘空间和排出区中的塑料部件的热载荷，并且还通过减少吸尘器内的，特别是灰尘空间中的负压值大大地减少机械载荷。
下面借助优选的实施例，并参考附图对本发明进行更加详细的说明。
这些附图是：
图1：根据本发明的辅助空气阀的透视图。
图2：图1的辅助空气阀的平面图。
图3：沿图2的A-A线，且处于关闭状态的辅助空气阀的截面侧视图。
图4：沿图3的B-B线，且处于关闭状态的辅助空气阀的截面侧视图。
图5：沿图2的A-A线，且处于打开状态的辅助空气阀的截面侧视图。
图6：沿图3的B-B线，且处于打开状态的辅助空气阀的截面侧视图。
图7：图1的辅助空气阀安装在吸尘器中的示例图。
图8A：图1至图7的辅助空气阀的闭锁部件的透视图。
图8B：图1至图7的辅助空气阀的闭锁部件的底侧透视图。
图9A-C：图1至图7的辅助空气阀的功能原理图。
在下述附图描述中相同的附图标记表示相同的或者可类似的结构部件。
图1示出本发明的一个辅助空气阀10的一个透视图。阀门10具有一个壳体12。这个壳体在图1中具有一个“8”字形的形状或者轮廓。代替这种形状地阀门壳体12也可具有一种圆形的，或者椭园形的轮廓形状(未示出)。在例如“8”字形的腰部和/或在另一部位(未示出)设置支撑肋24。这些支撑肋特别是相对于在阀门10中就在它的起动点前产生的最大负压对阀门10的壳体壁起加固作用。此外，阀门壳体12由两个部件14、16，即一个上部件14和一个下部件16构成。上、下部件14、16彼此气密地相连接。在下部分16上设置一个端法兰盘18，其例如在两成份塑料注塑方法的范围内优选地由一种比壳体12的材料更为柔软的，特别是包含有橡胶的材料制成。在壳体12的上部件14的侧面分别形成两个辅助空气开口20。其中在图1所示的图中只能看到两个。此外，在壳体12的上部件上还有一个阀门开启孔22。其横截面可和相应的电机功率相协调。
图2示出本发明的辅助空气阀10的下侧面的平面图。从该图可清楚地看出端法兰盘18。用这个端法兰盘将阀门10连接在一个吸尘器上。
图3示出沿图2的A-A线的截面图。在这个图中阀门10是关闭的。在这种情况中压弹簧40将一个活塞30压向阀门开启孔22。替代将阀门开启孔22的横截面和相应的电机功率相协调，可选择地或者附加地使压弹簧40的弹簧力和相应的电机功率相协调。
活塞30具有止挡表面60。这些止挡表面同时防止活塞30的“振动(stottern)”，或者使这个活塞30有利地保持在它的打开的位置中，因为通过辅助开启口20通过这些止挡表面60可有更多的冷空气流入到阀门10中。
图4示出沿图3的B-B切割线的截面图。在这个图中阀门10是关闭的。
图5示出沿图2的A-A的切割线的截面图。在这个图中阀门10是打开的。
图6示出沿图5的B-B切割线的截面图。在这个图中阀门10是打开的。现在空气可通过阀门开启孔22和辅助空气开口20流入。
图7示出具有安装的本发明的辅助空气阀10的吸尘器的截面图。
图8A和图8B分别示出活塞形状的根据本发明的闭锁部件30从上面看和从下部看的平面图。活塞30的上侧具有通气口50。通过这些通气口那些通过阀门开启孔22进入的空气可流入到活塞30中。
紧接着借助图9对用于吸尘器的根据本发明的辅助空气阀10的功能原理进行说明。在图9A中，通过阀门10首先借助闭锁部件30关闭空气通道(控制流还有冷却气流)。当给也叫做控制口的阀门开启孔22提供大于约200毫巴的负压时设计为活塞30的闭锁部件开始打开。换句话说：当通过由吸力产生的压力超过弹簧部件40的压力时闭锁部件30移向一个第一位置。在该位置中阀门开启孔22被释放。只要设置止挡表面60，那么首先穿过所述至少一个阀门开启孔22的气流在止挡反面60上被转向。当超过弹簧部件的压力时通过阀门开启孔22流入的空气引起闭锁部件30移动到一个第二位置，在这个位置中辅助空气开口20被释放。其结果是阀门活塞30突然地向下移动，并且释放在阀门10的壳体12的侧边形成的用于冷却气流的辅助空气开口。通过这一措施突然有比传统的阀门多得多的冷却空气提供使用。图9B示出通过部分打开的阀门10的空气通道。图9C示出通过全部打开的阀门10的空气通道。
根据本发明的辅助空气阀10具有如下优点，即当吸尘器的抽吸气流受到强节流时(也就是运行受干扰时)，例如由于在抽吸区域(抽吸嘴管道、软管、过滤器)中出现堵塞时打开一个附加的空气通道(辅助空气口)。这个附加的空气通道一方面防止特别是在灰尘空间和排气区中的塑料部件的热载荷，并且还附加地通过降低在吸尘器内部，特别是灰尘空间中的负压值来大大地降低机械载荷。
本发明特别适用于具有2000瓦以上功率的吸尘器。
附图标记列表
10     辅助空气阀
12     壳体
14     上部件
16     下部件
18     连接部件
20     辅助空气开口
22     阀门开启孔
24     支撑肋
30     闭锁部件
40     弹簧部件
50     通气口
60     止挡表面