DE69904627T2 - Umschaltventil - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Umschaltventil, insbesondere, aber nicht ausschließlich, ein Umschaltventil für einen Staubsauger.
• Ein aufrechtstehender Staubsauger weist im allgemeinen einen Reinigungskopf auf, der drehbar am unteren Ende eines Hauptkörpers montiert ist, in dem eine Staubabscheidevorrichtung untergebracht ist. Die Staubabscheidevorrichtung kann in der Form eines konventionellen Schlauchfilters oder in der Form eines Zyklonabscheiders vorliegen, der aus ein oder zwei Zyklonen besteht, wie es beispielsweise im EP 0042723 gezeigt und beschrieben wird. Ein Griff für das Vorwärtsbewegen des Staubsaugers über den zu reinigenden Fußboden ist so angeordnet, daß er sich nach oben vom oder hinter dem Hauptkörper erstreckt. Ein Paar Stützräder sind am unteren Ende des Hauptkörpers oder am Reinigungskopf montiert. Der Reinigungskopf erstreckt sich in einer Vorwärtsrichtung. Ein Eintritt für verunreinigte Luft befindet sich am vorderen Ende des Reinigungskopfes und liegt so nach unten, daß Beau Benutzung der Eintritt für verunreinigte Luft in Richtung der zu reinigenden Fläche liegt. Verunreinigte Luft wird in die Staubabscheidevorrichtung über den Eintritt für verunreinigte Luft mittels eines Lüfters angesaugt, der von einem Motor angetrieben wird. Wenn der Schmutz und der Staub, die innerhalb der Luft mitgerissen werden, vom Luftstrom in der Abscheidevorrichtung getrennt wurden, wird saubere Luft in die Atmosphäre ausgestoßen.
• Aufrechtstehende Staubsauger sind im allgemeinen in Zylinderstaubsauger umwandelbar. In der Zylinderbetriebsart wird die verunreinigte Luft in den Staubsauger mittels eines Stabes oder eines Schlauches gesaugt, der am Staubsauger befestigt ist, anstelle mittels des Eintritts für verunreinigte Luft, der sich im Reinigungskopf befindet. Diese Zylinderbetriebsart erleichtert das Reinigen von Flächen, die vom Reinigungskopf nicht leicht erreicht werden können, beispielsweise unter Möbeln, auf Treppen oder über dem Fußboden. Der Griff, der benutzt wird, um den Staubsauger über den Fußboden in der aufrechtstehenden Betriebsart vorwärtszubewegen, ist in einigen Fällen in eine Stab- und Schlauchanordnung für diesen Zweck umwandelbar. Bei beiden Betriebsarten ist es erforderlich, daß der Eintritt für verunreinigte Luft, der nicht verwendet wird, blockiert oder von der Staubabscheidevorrichtung getrennt wird, so daß die Luft in den Staubsauger nur mittels des Eintritts angesaugt wird, der für die gegenwärtige Art und Weise der Benutzung geeignet ist.
• Die Auswahl des geeigneten Eintritts für verunreinigte Luft wird automatisch bei einigen bekannten Maschinen nach dem bisherigen Stand der Technik als Reaktion auf die Positionierung des Körpers und/oder Griffes des Staubsaugers mit Bezugnahme auf den Reinigungskopf während der Reinigung durchgeführt. Wenn der Griff des Staubsaugers in eine vertikale Position gebracht wird, d. h., die Maschine in der Zylinderbetriebsart verwendet wird, wird der Eintritt für verunreinigte Luft durch einen Schlauch und einen Stab bereitgestellt, die am Staubsauger befestigt sind, und der am Reinigungskopf angeordnete Eintritt muß unwirksam werden. Wenn der Griff mit Bezugnahme auf die Vertikale geneigt wird, d. h., der Staubsauger in der aufrechtstehenden Betriebsart verwendet wird, soll der Eintritt für verunreinigte Luft im Reinigungskopf benutzt werden, und der Eintritt für verunreinigte Luft im Schlauch und Stab wird überflüssig und muß von der Staubabscheidevorrichtung getrennt werden. Das Umschalten zwischen den Eintritten für verunreinigte Luft wurde vorangehend durch Schieberventile oder Umlaufventile bewirkt. Ein Beispiel für ein Umlaufumschaltventil wird im EP 0134654 B offenbart. Ein Nachteil der bekannten Ventile, die für diesen Zweck verwendet werden, ist, daß, um das Umschalten zu bewirken, veranlaßt wird, daß sich zwei anstoßende Flächen übereinanderschieben, sich übereinander zu schieben. Das verursacht einen Verschleiß auf den Ventilflächen und insbesondere an den Dichtungen, die die Öffnungen der Luftdurchgänge umgeben. Wenn die Dichtungen verschleißen, sind die Luftdurchgänge nicht mehr luftdicht, und es können dann Verluste auftreten, was den Wirkungsgrad der Maschine verringert, insbesondere wenn sie eine Zyklonabscheidevorrichtung umfaßt. Der Verschleiß kann ebenfalls an den drehbaren Halterungen des beweglichen Teils des Ventils, auftreten, was zu einer Versetzung der Luftdurchgänge und einer Erhöhung der Verluste führen kann. Schieberumschaltventile, in denen sich das Ventil zwischen seinen verschiedenen Positionen verschiebt, sind ebenfalls bekannt, aber derartige Ventile weisen ebenfalls den Nachteil auf, daß die Ventilflächen, und insbesondere die Flächen der Ventildichtungen, durch den Schiebekontakt mit der Zeit abgenutzt werden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Umschaltventile ist, daß, wenn sich die Dichtungen durch Benutzung abnutzen, das Ventil schwer einzuschätzen ist, und das Auswechseln des Ventils oder der Dichtungen des Ventils unangenehm und zeitaufwendig ist. Ein noch weiterer Nachteil einiger bekannter Anordnungen ist, daß unmittelbar stromabwärts vom Ventil der Luftstromweg eine Kammer umfaßt, die einen vergrößerten Querschnitt aufweist, in der sich der Luftstrom ausdehnt und verlangsamt. Diese Verlangsamung kann zu einer Anhäufung von Bruchstücken im oder in der Nähe des Ventils führen, und das kann dazu führen, daß das Ventil blockiert oder verstopft wird. Die Ausdehnung des Luftstromweges kann ebenfalls zu Leistungsverlusten führen.
• Ein Ziel der Vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Umschaltventils, in dem die Ventilflächen während der Umschaltbewegung weniger zum Verschleiß neigen als bei den gegenwärtigen Umschaltventilen. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines Umschaltventils, das einfach und billig herzustellen ist, das aber bei Benutzung wirksam ist. Ein weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines Umschaltventils, das einfach und schnell für eine Wartung zugänglich ist, sollte eine derartige Wartung erforderlich sein. Ein noch weiteres Ziel ist die Bereitstellung eines Ventils, bei dem die Querschnittsfläche des Luftstromweges konstant oder nahezu konstant gehalten wird.
• Die vorliegende Erfindung liefert ein Umschaltventil mach Patentanspruch 1. Bevorzugte und vorteilhafte charakteristische Merkmale werden in den Unteransprüchen dargelegt.
• Die Bereitstellung einer Rampen- und Tasteinrichtung (Rampen und einen Schieber umfassenden Hilfsmittel) an den Ventilelementen, um die Ventilelemente während der Umschaltbewegung voneinander weg zu bewegen, bedeutet, daß sich die Ventilelemente während des Hauptteils der Umschaltbewegung nicht miteinander berühren. Das verringert den Verschleiß, den die Bauteile erleiden und insbesondere die Dichtungen, die sich auf den Bauteilen befinden. Das Verringern des Verschleißes an den Dichtungen verlängert die Nutzlebensdauer des Umschaltventils und verbessert die Gebrauchsleistung während jener Zeit. Außerdem gestattet die Anordnung die Anwendung einer zwangsläufigen Dichtungskraft, wenn Ventil in Betrieb ist, und das verbessert die durch das Ventil zustande gebrachte Abdichtung.
• Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung, ist das Umschaltventil in einem Staubsauger eingebaut. Die erste Öffnung des zweiten Ventilelementes steht mit dem Schlauch und Stab in Verbindung, und die zweite Öffnung steht mit dem Lufteintritt in den Reinigungskopf in Verbindung. Wenn der Hauptkörper des Staubsaugers in einer aufrechtstehenden Position ist und sich der Staubsauger in der Zylinderbetriebsart befindet, wird das erste Ventilelement automatisch mit der ersten Öffnung ausgerichtet und über diese abgedichtet, um den Durchgang von Luft aus dem Schlauch und Stab zur Staubabscheidevorrichtung zu gestatten. Der Eintritt für verunreinigte Luft im Reinigungskopf wird automatisch abgeschaltet. Wenn der Hauptkörper des Staubsaugers von der Vertikalen weg geneigt wird, um den Staubsauger in die aufrechtstehende Betriebsart zu bringen, verursacht die Bewegung des Hauptkörpers relativ zum Reinigungskopf, daß sich das erste Ventilelement von der ersten Öffnung des zweiten Ventilelementes weg abhebt, so daß das erste Ventilelement nicht mehr gegen die erste Öffnung des zweiten Ventilelementes abgedichtet wird. Das erste Ventilelement wird danach zur zweiten Öffnung des zweiten Ventilelementes bewegt, während es mit dem zweiten Ventilelement außer Kontakt ist. Es wird danach mit der zweiten Öffnung des zweiten Ventilelementes ausgerichtet und über diese abgedichtet. In dieser Position darf die Luft aus dem Reinigungskopf zur Staubabscheidevorrichtung strömen, und der Eintritt für verunreinigte Luft des Schlauches und Stabes wird automatisch abgeschaltet.
• Bei einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung weist eines der Ventilelemente einen Abschnitt auf seiner Fläche auf, der angrenzend an den Umfang der Öffnung oder der Öffnungen angeordnet und so geformt ist, daß er als eine Rampe wirkt. Die Tasteinrichtung wird durch einen Vorsprung auf einer Fläche des anderen Ventilelementes gebildet. Dieser Vorsprung ist ebenfalls angrenzend an den Umfang der Öffnung oder der Öffnungen angeordnet. Der Vorsprung kann in der Form eines Ansatzes oder eines Knotens vorliegen.
• Eine weitere Ausführung der Erfindung stellt eine Sperrvorrichtung bereit, um zu sichern, daß das erste Ventilelement in Position gesichert wird, wenn es mit der zweiten Öffnung ausgerichtet ist, selbst wenn der Hauptkörper unter unterschiedlichen Winkeln geneigt wird. Die Verwendung des Staubsaugers in der aufrechtstehenden Betriebsart schließt häufige Veränderungen des Neigungswinkels des Hauptkörpers des Staubsaugers mit Bezugnahme auf die Vertikale ein. Es ist wichtig, daß das erste Ventilelement mit der zweiten Öffnung des zweiten Ventilelementes durchgehend über diese Bewegung ausgerichtet und über diese abgedichtet bleibt, so daß der Luftdurchgang zwischen dem Eintritt und der Staubabscheidevorrichtung aufrechterhalten wird.
• Die Sperrvorrichtung weist vorzugsweise eine erste Sperre (Verriegelung) am ersten Ventilelement auf, die mit einer entsprechenden zweiten Sperre am Hauptkörper des Staubsaugers zusammenwirkt. Die zweite Sperre ist drehbar und in eine Verriegelungsposition vorgespannt, so daß das erste Ventilelement mit der zweiten Öffnung ungeachtet des Neigungswinkels des Griffes in Ausrichtung gehalten wird. Die Sperrvorrichtung wird durch die Wirkung eines Freigabeelementes freigegeben, wenn der Hauptkörper des Staubsaugers in die aufrechtstehende Position zurückgeführt wird. Das Freigabeelement kann direkt am Reinigungskopfgehäuse befestigt werden oder einen Teil davon bilden.
• Eine Ausführung der Erfindung wird jetzt mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
• Fig. 1 eine Seitenansicht eines aufrechtstehenden Staubsaugers mit dem Griff und dem Hauptkörper in einer aufrechtstehenden Position für eine Benutzung in der Zylinderbetriebsart bereit und ein Umschaltventil entsprechend der Erfindung einschließend;
• Fig. 2 eine Seitenansicht des aufrechtstehenden Staubsaugers aus Fig. 1 mit dem Griff und dem Hauptkörper zur Vertikalen geneigt, wie es der Fall wäre, wenn er in der aufrechtstehenden Betriebsart verwendet wird;
• Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Reinigungskopfes des Staubsaugers aus Fig. 1 und 2, die das Umschaltventil in einer ersten Betriebsposition zeigt;
• Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Reinigungskopfes aus Fig. 3, die das Umschaltventil in einer Zwischenposition zeigt; und
• Fig. 5 eine Schnittdarstellung des Reinigungskopfes aus Fig. 3, die das Umschaltventil in einer zweiten Betriebsposition zeigt.
• Fig. 1 und Fig. 2 veranschaulichen die gesamte Konstruktion eines aufrechtstehenden Staubsaugers, der ein Umschaltventil entsprechend der Erfindung enthält. Der Staubsauger 100 weist einen Hauptkörper 102 auf, in dem die Staubabscheidevorrichtung 104 untergebracht ist. Bei dieser Ausführung ist die Staubabscheidevorrichtung 104 eine Zyklonstaubabscheidevorrichtung, die aus zwei in Reihe angeordneten Zyklonen besteht. Die Vorrichtung dieser Art ist gut bekannt und wird hierin nicht weiter beschrieben, weil sie keinen wesentlichen Einfluß auf die Erfindung hat. Ein Motorgehäuse 106 ist am unteren Ende des Hauptkörpers 102 angeordnet und bildet einen Teil des Hauptkörpers 102. Stützräder 107 sind direkt am Motorgehäuse 106 montiert. Ein Reinigungskopf 108 ist drehbar am Motorgehäuse 106 um eine Achse A montiert. Ein Reinigungskopf 108 weist ein Bürstengehäuse 110 mit einem nach unten liegenden Eintritt 112 auf, der am vorderen Ende des Reinigungskopfes 108 angeordnet ist. Ein Umschaltventil 120 ist am Hauptkörper 102 in der Nähe des Motorgehäuses 106 angeordnet. Ein flexibles Rohr 114 erstreckt sich zwischen dem Bürstengehäuse 110 und dem Umschaltventil 120, wie es nachfolgend erklärt wird.
• Ein Griff 116 erstreckt sich vom unteren Teil des Hauptkörpers 102 nach oben und liegt längsseits des hinteren Teils des Hauptkörpers 102. Wenn der Staubsauger 100 in der aufrechtstehenden Betriebsart verwendet werden soll, erstreckt sich der Griff nach oben über den Hauptkörper 102 hinaus, so daß er von einem Benutzer erfaßt und verwendet werden kann, um den Staubsauger 100 über eine zu reinigende Fläche zu steuern. Der Griff 116 ist jedoch lösbar und kann als eine Schlauch- und Stabbaugruppe verwendet werden. Das kann in verschiedener Weise bewirkt werden, und im EP 0037674 und im EP 0134654 werden Beispiele gezeigt und beschrieben. Das untere Ende von Schlauch/Stab 116 ist mittels einer Rohrleitung 118 mit dem Umschaltventil 120 verbunden, wie nachfolgend erklärt wird.
• Wenn der Staubsauger 100 in der in Fig. 1 gezeigten Position ist, verbindet das Umschaltventil 120 automatisch die Staubabscheidevorrichtung 104 mit dem Stab und Schlauch 116, so daß der Staubsauger in der Zylinderbetriebsart für die Reinigung oberhalb des Fußbodens verwendet werden kann. Luft wird durch das distale Ende 116a des Stabes, der aus dem Staubsauger für eine geeignete Handhabung freigegeben werden kann, in den Staubsauger angesaugt. Der Eintritt 112 des, Reinigungskopfes 108 wird automatisch abgeschaltet. Wenn der Staubsauger 100 in der konventionellen aufrechtstehenden Betriebsart verwendet werden soll, wird der Griff in die in Fig. 1 gezeigte Position zurückgebracht und danach in die Vertikale geneigt, wie in Fig. 2 gezeigt wird. Das Umschaltventil 120 schaltet automatisch den Lufteintritt am distalen Ende 116a des Stabes ab und verbindet die Staubabscheidevorrichtung 104 mit dem Eintritt 112 im Reinigungskopf 108. Das Ventil 120 wird in dieser Position, wie es nachfolgend beschrieben wird, während der Benutzung des Staubsaugers 100 in der aufrechtstehenden Betriebsart gehalten, ungeachtet des Neigungswinkels des Griffes 116 zur Vertikalen.
• In allen Fällen, d. h., in der aufrechtstehenden Betriebsart und in der Zylinderbetriebsart, treibt ein Motor (nicht gezeigt), der im Motorgehäuse 106 angeordnet ist, einen Lüfter (ebenfalls nicht gezeigt) an, um so Luft in den Staubsauger 100 über den geeigneten Eintritt anzusaugen, sie zur Staubabscheidevorrichtung 104 im Hauptgehäuse 102 zu rühren und danach die gereinigte Luft in die Atmosphäre auszustoßen. Es wird vorzugsweise veranlaßt, daß die gereinigte Luft am Motor vorbeiströmt, um ihn so abzukühlen, bevor sie ausgestoßen wird.
• Fig. 3 bis 5 zeigen im Detail das Umschaltventil 120 entsprechend der Erfindung. Das Umschaltventil 120 weist auf: ein erstes Ventilelement 20; ein zweites Ventilelement 50; und einen Schlitten 38, von denen ein jedes aus Metall oder Kunststoff oder irgendeinem anderen geeigneten Material bestehen kann, obgleich Kunststoff wegen der Leichtigkeit der Herstellung und der Leichtheit des Gewichtes bevorzugt wird. Das erste Ventilelement 20 besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Kanal 22. Das obere Ende des Kanals 22 wird durch die Rohrleitung 119 gestützt und ist mit dieser in Verbindung, die den Luftstrom zur Staubabscheidevorrichtung 104 im Hauptkörper 102 führen wird. Das obere Ende des Kanals 22 weist einen vergrößerten kreisförmigen Flansch 24 auf, der mit einem gleichen Flansch zusammenwirkt, der am Ende der Rohrleitung 119 angeordnet ist, die zur Staubabscheidevomchtung 104 führt. Der Flansch 24 trägt einen Ring (nicht gezeigt) über nicht mehr als die Hälfte seines Umfanges, speziell die obere Hälfte. Dieser Ring ragt nach außen aus dem Flansch 24 heraus und erstreckt sich über den gleichen Flansch, der an der Rohrleitung 119 angeordnet ist. Die Anordnung des Ringes an der oberen Hälfte des Flansches 24 gestattet, daß das erste Ventilelement 20 relativ zur Rohrleitung 119 in einer Aufwärtsrichtung bewegt wird. Eine Dichtung ist zwischen dem Flansch 24 und dem gleichen Flansch vorhanden, um einen luftdichten Luftstromweg durch die Rohrleitung 119 aufrechtzuerhalten. Die Anordnung des Ringes um den Umfang des Flansches 24 herum gestattet, daß sich der Kanal 22 mit Bezugnahme auf die Rohrleitung 119 innerhalb bestimmter Grenzen um den Mittelpunkt des Flansches 24 herum dreht, ohne daß die Verbindung zwischen dem ersten Ventilelement 20 und der Rohrleitung 119 gefährdet wird. Außerdem wird die Ausrichtung der entsprechenden Ventilelemente aufrechterhalten. Dennoch sind andere drehbare Verbindungen gleichermaßen geeignet. Das untere Ende des Kanals 22 ist durch eine Muffe 26 umgeben, die eine Öffnung 28 definiert, die durch eine Dichtung 30 umgeben ist. Die Dichtung 30 kann an der Muffe 26 mittels eines von verschiedenen Verfahren befestigt werden, die die Reibung, Adhäsion und das Schweißen umfassen. Die Dichtung 30 ist so konstruiert und dimensioniert, daß das zweite Ventilelement 50 berührt wird, wenn das Ventil 120 in Gebrauch ist. Die Dichtung 30 ist elastisch, so daß ihr Widerstand gegen eine Bewegung geringfügig ist, wenn eine relative Bewegung zwischen dem ersten Ventilelement 20 und dem zweiten Ventilelement 50 zu verzeichnen ist. Die Dichtung 30 kann aus irgendeinem geeigneten Material bestehen, beispielsweise aus Gummi oder synthetischem Kautschuk.
• Die Muffe 26 umgibt das untere Ende des Kanals 22 und ist verschiebbar in einer axialen Richtung mit Bezugnahme auf den Kanal 22 beweglich. Die Muffe 26 umfaßt eine nach innen vorstehende Dichtung 27, die gegen die äußere Oberfläche des Kanals 22 drückt, um eine Dichtung damit zu bilden. Die Dichtung 27 bewegt sich mit Bezugnahme auf den Kanal 22 mit der Muffe 26 nach oben und nach unten, um so zu allen Zeiten die abdichtende Verbindung aufrechtzuerhalten. Die Dichtung 27 kann durch eine elastische Lippe oder durch eine rollende Zwischenwand oder eine anders geeignete Dichtungseinrichtung gebildet werden. Die Muffe 26 wird in der Abwärtsrichtung durch eine Druckfeder 31 vorgespannt, die zwischen einem Vorsprung des Kanals 22 und einer Auflagefläche der Muffe 26 wirkt. Die Muffe 26 wird dadurch zu allen Zeiten vom Flansch 24 weggedrückt. Ein Knoten 29 ragt nach unten aus dem Umfang der Öffnung 28 auf beiden Seiten der Muffe 26 heraus. Die Knoten 29 ragen nach unten so weit wie die Rampen 62 heraus, was nachfolgend beschrieben wird. Die Knoten zeigen eine halbkreisförmige Form und weisen einen Durchmesser von annähernd 7 mm auf. Der Zweck der Knoten 29 wird nachfolgend erklärt.
• Der Kanal 22 des ersten Ventilelementes 20 trägt ein Paar sich nach außen erstreckende Arme 32, die separat geformt und daran befestigt werden können, oder die sonst zusammenhängend damit geformt werden. Die Arme 32 sind elastisch und umfassen vorstehende Ränder 34, die so konstruiert sind, daß sie mit unterhalb zusammenwirkenden Rändern 36 in Eingriff kommen, die an einem Schlitten 38 angeordnet sind, der beweglich am zweiten Ventilelement 50 montiert ist, um somit in der Lage zu sein, sich zwischen einer ersten Position, in der sich das erste Ventilelement 20 über der ersten Öffnung 54 befindet, und einer zweiten Position zu bewegen, in der sich das erste Ventilelement 20 über der zweiten Öffnung 58 befindet. Die Einrichtung zum Montieren des Schlittens 38 am zweiten Ventilelement 50 kann nach unten vorstehende Ansätze umfassen, angeordnet am Schlitten 38, die verschiebbar in Schlitzen oder Nuten im zweiten Ventilelement 50 aufgenommen werden. Diese charakteristischen Merkmale werden in den Figur der Deutlichkeit halber nicht gezeigt. Sie vergrößern die Auflage, die am ersten Ventilelement 20 durch den Flansch an der Rohrleitung 119 bereitgestellt wird, der mit dem Flansch 24 zusammenwirkt. Das erste Ventilelement 20 ist bei Benutzung immer um den Mittelpunkt des Flansches 24 herum drehbar. Der Schlitten 38 weist einen nach vom vorstehenden Abschnitt 39 auf, dessen Zweck nachfolgend beschrieben wird. Die Elastizität der Arme 32, die vorzugsweise dem Bauteil infolge der Beschaffenheit des Materials eigen ist, aus dem es besteht, gestattet ein Niederdrücken der Arme 32 in Richtung des Kanals 22, was gestattet, daß das erste Ventilelement 20 aus seiner Betriebsposition (in den Figur gezeigt) für eine Kontrolle, Wartung oder Reparatur, wenn erforderlich, freigegeben wird.
• Das zweite Ventilelement 50 ist am Motorgehäuse 106 montiert und weist einen ersten Kanal 52 auf, der eine erste Öffnung 54 an dessen oberen Ende definiert. Der erste Kanal 52 ist mit dem Schlauch und Stab 116 mittels eines Abschnittes der Rohrleitung (der Deutlichkeit halber nicht gezeigt) verbunden. Das zweite Ventilelement 50 weist ebenfalls einen zweiten Kanal 56 auf, der eine zweite Öffnung 58 an dessen einem Ende definiert. Die erste und zweite Öffnung 54, 58 sind angrenzend aneinander in einer bogenförmigen Fläche angeordnet, die im allgemeinen teilzylindirisch ist. Der zweite Kanal 56 ist mittels des flexiblen Rohres 114 (in Fig. 3 bis 5 der Deutlichkeit halber nicht gezeigt) mit dem Reinigungskopf 108 verbunden. Wenn die Öffnung 28 des ersten Ventilelementes 20 über der ersten Öffnung 54 liegt, wird der Motor Luft in die Staubabscheidevomchtung 104 über den Schlauch und Stab ansaugen. Wenn die Öffnung 28 des ersten Ventilelementes 20 über der zweiten Öffnung 58 liegt, wird der Motor Luft in die Staubabscheidevomchtung 104 über den Eintritt 112 im Reinigungskopf 108 ansaugen.
• Die obere Fläche 60 des zweiten Ventilelementes 50, die zum ersten Ventilelement 20 hin liegt, umfaßt zwei Rampen 62, die einen Teil einer Rampen- und Tasteinrichtung bilden. Die Rampen 62 liegen auf beiden Seiten der Öffnungen 54, 58 und längsseits der Öffnungen 54, 58, wenn von oben betrachtet wird. Die Rampen 62 sind so geformt, daß ihre Flächen über die teilzylindrische Fläche angehoben werden, in der die Öffnungen 54, 58 liegen, wobei die Flächen der Rampen 62 eine Zunahme des Abstandes von der teilzylindrischen Fläche in Richtung der Mittelpunkte der Rampen 62 zeigen. Die Knoten 29 bilden die Tastelemente der Rampen- und Tasteinrichtung. Da die Knoten 29 mittig der Öffnung 28 des ersten Ventilelementes 20 angeordnet sind, beginnen und enden die Rampen 62 in Ausrichtung mit den Mittelpunkten der Öffnungen 54, 58 des zweiten Ventilelementes 50.
• Eine lösbare Sperrvorrichtung wird bereitgestellt, um das erste Ventilelement 20 in Ausrichtung mit der zweiten Öffnung 58 zu halten, selbst wenn die Neigung des Hauptkörpers 102 und des Griffes 116 während der Reinigung im aufrechten Zustand variiert wird. Die lösbare Sperrvorrichtung weist eine erste Sperre 40 auf, die am Schlitten 38 angeordnet ist, der, wie es vorangehend erwähnt wird, am zweiten Ventilelement 50 beweglich montiert ist. Die erste Sperre 40 hängt von der unteren Fläche des Schlittens 38 herab und weist einen bogenförmigen nach vom gerichteten oder vorderen Rand auf, wie gezeigt wird. Eine zweite Sperre 80 ist am Motorgehäuse 106 montiert, um so um eine Achse B drehbar zu sein, die in der Nähe der zweiten Öffnung 58 des zweiten Ventilelementes 50 angeordnet ist. Die zweite Sperre 80 wird in Uhrzeigerrichtung mittels einer Feder oder eines anderen elastischen Elementes (nicht gezeigt) vorgespannt. Die zweite Sperre 80 weist ebenfalls ein im allgemeinen sich nach oben erstreckendes Freigabeelement 82 auf, das ein gleichmäßig abgerundetes oberes Ende aufweist. Dieses obere Ende des Freigabeelementes 82 wirkt mit einem Druckelement 84 zusammen, das einen Teil des oberen Gehäuses des Reinigungskopfes 108 bildet. Die zweite Sperre 80 weist ebenfalls ein Sperrelement 86 auf, das sich im allgemeinen in Richtung des zweiten Ventilelementes 50 erstreckt und einen Zahn enthält, der so konstruiert ist, daß er mit dem ersten Sperrelement 40 in Eingriff kommt. Das Druckelement 84 und die Sperren 40 und 80 bilden zusammen die lösbare Sperrvorrichtung.
• Das Druckelement 84, das durch das obere Gehäuse des Reinigungskopfes 108 gebildet wird, weist ebenfalls einen hinteren Abschnitt auf, der ein Betätigungselement 88 bildet. Das Betätigungselement 88 ist so geformt, daß es eine etwas bogenförmige obere Fläche und ein abgerundetes distales Ende aufweist. Die bogenförmige Form der oberen Fläche des Betätigungselementes 88 ist die gleiche wie die untere Fläche des nach vom vorstehenden Abschnittes 39 des Schlittens 38, so daß die zwei Flächen miteinander zusammenwirken und längsseits zueinander liegen, wenn der Griff 116 in der vertikalen Position ist, wie in Fig. 3 gezeigt wird. Die obere Fläche des Betätigungselementes 88 hat jedoch keine Funktion außer dem Halten des distalen Endes des Betätigungselementes 88, und daher ist dessen Form nicht wichtig. Das distale Ende des Betätigungselementes 88 ist so angeordnet, daß es sich in Richtung eines Teils des ersten Ventilelementes 20 erstreckt und diesen berührt, beispielsweise das untere Ende des Armes 32 des Kanals 22, wenn sich der Griff in der vertikalen Position befindet, wie in Fig. 3 gezeigt wird, aber ohne daß dagegen gedrückt wird.
• Wenn der Staubsauger 100 in der Zylinderbetriebsart benutzt werden soll, wird der Griff 116 in eine im wesentlichen vertikale Position bewegt, wie in Fig. 1 gezeigt wird. Das erste Ventilelement 20 ist mit der ersten Öffnung 54 des zweiten Ventilelementes 50 ausgerichtet, wie in Fig. 3 gezeigt wird. Die Dichtung 30 wird gegen die obere Fläche des zweiten Ventilelementes 50 um die erste Öffnung 54 herum gedrückt, um einen luftdichten Durchgang durch das Umschaltventil 120 zu bilden. Das wird mittels der Wirkung der Feder 31 zustande gebracht, die die Muffe 26 nach unten weg vom Kanal 22 treibt. Die stationäre Position des Hauptkörpers 102 mit Bezugnahme auf den Reinigungskopf 108 in der Zylinderbetriebsart bedeutet, daß keine Tendenz des ersten Ventilelementes 20 besteht, sich aus dieser Position herauszubewegen. Die Dichtung 30 bleibt mit dem Umfang der Öffnung 54 in Berührung. Da der Kanal 52 mit dem Schlauch und Stab in Verbindung ist, bedeutet das Positionieren des Griffes 116 in der vertikalen Position, daß der Staubsauger 100 als eine Zylindermaschine funktionieren wird, und daß verunreinigte Luft in die Staubabscheidevorrichtung nur mittels des Schlauches und Stabes angesaugt wird. Der Griff 116 kann dann freigegeben und in der Art und Weise eines Stabes für das Reinigen über dem Fußboden benutzt werden.
• Aus Fig. 3 sieht man, daß, wenn der Staubsauger 100 in dieser Position ist, das Druckelement 84 mit dem Freigabeelement 82 in Berührung ist, so daß die zweite Sperre 80 in Gegenuhrzeigerrichtung gegen die Wirkung der Vorspanneinrichtung gedrückt wird. Die zweite Sperre 80 wird daher in einer Position gehalten, die sie in die Lage versetzt, die erste Sperre 40 aufzunehmen, wenn das erste Ventilelement 20 zusammen mit dem Schlitten 38 in Ausrichtung mit der zweiten Öffnung 58 des zweiten Ventilelementes 50 bewegt wird. Wenn das zweite Sperrelement 80 nicht in der in Fig. 3 veranschaulichten Position gehalten wird, könnte die zweite Sperre 80 gezwungen werden, die erste Sperre 40 mittels des bogenförmigen vorderen Endes der ersten Sperre 40 aufzunehmen, die mit dem geneigten hinteren Ende des Sperrelementes 86 zusammenwirkt, um das zweite Sperrelement in Gegenuhrzeigerrichtung zu drücken.
• Wenn der Staubsauger in der aufrechtstehenden Betriebsart verwendet werden soll, wie in Fig. 2 gezeigt wird, wird der Griff 116 am Staubsauger 100 zurückgeführt, wie in Fig. 1 gezeigt wird, und der Hauptkörper 102 wird danach in eine geneigte Position durch Drehen des Hauptkörpers 102 mit Bezugnahme auf den Reinigungskopf 108 bewegt. Da das zweite Ventilelement 50 am Hauptkörper 102 montiert ist, wird das zweite Ventilelement 50 ebenfalls mit Bezugnahme auf den Reinigungskopf 108 gedreht. Weil die Räder 107 am Motorgehäuse 106 am Boden des Hauptkörpers 102 montiert sind, wird die Drehungsachse A des Reinigungskopfes 108 mit Bezugnahme auf das Hauptgehäuse 102 vom Fußboden weg angehoben. Der Reinigungskopf 108 bewegt sich daher, als ob er sich in Uhrzeigerichtung um das Bürstengehäuse 110 herum drehen würde, und die Hinterseite des Reinigungskopfes 108 wird daher angehoben. Das Betätigungselement 88 hebt sich gegen den nach vom vorstehenden Abschnitt 39 des Schlittens 38 ab und zwingt den Schlitten, sich mit Bezugnahme auf das zweite Ventilelement 50 nach vom zu bewegen. Der Schlitten 38 führt das erste Ventilelement 20 mit sich, und die Muffe 26 wird auf diese Weise gezwungen, sich mit dem Schlitten längs des zweiten Ventilelementes 50 zu bewegen. Die Knoten 29 bewegen sich längs der Rampen 62, und die Neigung der Rampen 62 zwingt die Muffe 26 dazu, sich nach oben weg vom zweiten Ventilelement 50 zu bewegen, wodurch die Abdichtung zwischen der Muffe 26 und der ersten Öffnung 54 unterbrochen wird.
• Die Zwischenposition des Umschaltventils 120 wird in Fig. 4 gezeigt. Das ist der Punkt, an dem die Muffe 26 vom zweiten Ventilelement 50 um das am weitesten mögliche Maß zurückgezogen wird. Es kann deutlich gesehen werden, daß die Dichtung 30 mit dem zweiten Ventilelement 50 außer Kontakt ist. Diese Wirkung führt zu einem geringeren Verschleiß der Dichtung 30, als es der Fall wäre, wenn das Umschaltventil 120 das Umschalten nur dadurch betätigen würde, daß veranlaßt wird, daß die Dichtung 30 längs der Fläche des zweiten Ventilelementes 50 gleitet.
• Die Knoten 29 des ersten Ventilelementes 20 bewegen sich weiter längs der Rampen 62, bis sie deren Ende erreichen. An dieser Stelle ist die Dichtung 30 über der zweiten Öffnung 58 im zweiten Ventilelement 50 angeordnet, und die Muffe 26 darf sich dem zweiten Ventilelement 50 unter der Wirkung der Feder 31 nahem. Die zweite Betriebsposition wird in Fig. 5 veranschaulicht.
• Während sich der Schlitten 38 der zweiten Betriebsposition nähert, die in Fig. 5 gezeigt wird, nähert sich die erste Sperre 40 der zweiten Sperre 80. Gleichzeitig, wie es vorangehend beschrieben wird, hebt sich das Druckelement 84 von der in Fig. 3 gezeigten Position in die in Fig. 5 gezeigte Position weg. Während die erste Sperre 40 die zweite Sperre 80 passiert, gibt das Druckelement 84 die zweite Sperre 80 frei, und die zweite Sperre bewegt sich in Uhrzeigemchtung unter der Wirkung der Feder oder einer anderen Vorspanneinrichtung, wie vorangehend erwähnt wird. Während die erste und die zweite Sperre 40, 80 auf diese Weise in Eingriff bleiben, wird der Schlitten 38 mit der zweiten Öffnung 58 im zweiten Ventilelement 50 in Ausrichtung gehalten, und die verunreinigte Luft wird in den Staubsauger mittels des Reinigungskopfes 108 ungeachtet des Neigungswinkels des Griffes 116 zur Vertikalen angesaugt.
• Wenn der Staubsauger 100 wieder in die Zylinderbetriebsart zurückgeführt wird, wird der Griff 116 in die aufrechtstehende Position zurückgebracht. Die Drehung des Motorgehäuses bewirkt, daß die Achse A wieder absinkt, und der Reinigungskopf 108 dreht sich daher effektiv in Gegenuhrzeigerrichtung um das Bürstengehäuse 110. Das Druckelement 84 sinkt daher aus der in Fig. 5 gezeigten Position nach unten. Anfangs berührt das Druckelement 84 das Freigabeelement 82, was bewirkt, daß sich die zweite Sperre 80 gegen die Wirkung der vorspannenden Feder dreht und dadurch die erste Sperre 40 aus der in Fig. 5 gezeigten Halteposition freigibt. Während das Druckelement 84 weiter nach unten in Richtung des Fußbodens absinkt, kommt das Betätigungselement 88 mit dem Schlitten 38 in Berührung und wird schließlich unterhalb des nach vom vorstehenden Abschnittes 39 aufgenommen. Eine weitere Abwärtsbewegung des Betätigungselementes 88 zwingt den Schlitten 38 dazu, sich nach links, wie in den Zeichnungen gezeigt wird, und zurück in Richtung der ersten Öfmung 54 des zweiten Ventilelementes 50 zu bewegen. Wiederum wirken die Knoten 29 mit den Rampen 62 zusammen, um die Muffe 26 vom zweiten Ventilelement 50 weg zu bewegen, so daß während des größten Teils der Umschaltbewegung die Dichtung 30 mit dem zweiten Ventilelement 50 außer Kontakt ist. Die Rückführung in die Position der Zylinderbetriebsart ist abgeschlossen, wenn die Knoten 29 die linken Enden der Rampen 62 erreicht haben.
• Der Kanal 22 und die Muffe 26 sind aus dem Staubsauger 100 für eine Kontrolle, Wartung oder Reparatur, wenn erforderlich, entfernbar. Der Flansch 24, der sich am oberen Ende des Kanals 22 befindet, ist so konstruiert, daß er mittels eines Gleitsitzes abdichtend mit der Rohrleitung 119 verbunden werden kann. Die Verbindung wird durch Verschieben des Flansches 24 nach unten über den entsprechenden Flansch der Rohrleitung 119 bewirkt, so daß, wenn es erforderlich ist, den Kanal 22 und die Muffe 26 aus irgendeinem Grund zu entfernen, der Flansch 24 nur in einer Aufwärtsrichtung verschoben werden muß, um das Entfernen zu bewirken. Das gestattet nicht nur, daß der Kanal 22 und die Muffe 26 kontrolliert und freigegeben werden, wenn erforderlich, sondern es gestattet ebenfalls, daß die Öffnungen des zweiten Ventilelementes 50 hinsichtlich von Blockierungen kontrolliert werden und sehr leicht zugänglich sind.
• Alle Bauteile der vorangehend beschriebenen Vorrichtung werden vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial geformt, mit Ausnahme der Federn. Das stellt eine Anordnung bereit, die mit relativ niedrigen Kosten in einen Staubsauger eingebaut werden kann, die aber die Länge der zuverlässigen Lebensdauer des Umschaltventils in starkem Maß vergrößern und die Gesamtleistung des Staubsaugers verbessern wird.

Claims (15)

1. Umschaltventil (120) mit einem ersten Ventilelement (20), das eine Öffnung (28) aufweist, und einem zweiten Ventilelement (50), das zwei Öffnungen (54, 58) aufweist, wobei das erste Ventilelement (20) relativ zu dem zweiten Ventilelement (50) beweglich ist im Hinblick auf eine selektive Ausrichtung der Öffnung (28) des ersten Ventilelementes mit der einen oder mit der anderen der zwei Öffnungen (54, 58) des zweiten Ventilelementes (50), dadurch gekennzeichnet, dass es weiter eine Rampe und ein einen Schieber umfassendes Hilfsmittel umfasst für die automatische Bewegung der Ventilelemente (20, 50) das eine weg von dem anderen während der Umschaltbewegung des ersten Ventilelementes (20) relativ zu dem zweiten Ventilelement (50).

2. Umschaltventil nach Anspruch 1, bei welchem das zweite Ventilelement eine geformte Oberfläche aufweist, welche die Rampe bei dem eine Rampe und einen Schieber umfassenden Hilfsmittel bildet.

3. Umschaltventil nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das erste Ventilelement einen Vorsprung aufweist, welcher den Schieber bei dem eine Rampe und einen Schieber umfassenden Hilfsmittel bildet.

4. Umschaltventil nach Anspruch 3, bei welchem der Vorsprung mindestens einen Knoten aufweist, der sich an dem ersten Ventilelement befindet.

5. Umschaltventil nach Anspruch 4, bei welchem einer oder ein jeder der Knoten im Wesentlichen eine halbkreisförmige Form aufweist.

6. Umschaltventil nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem ein Verschluss an dem ersten Ventilelement des Ventils vorgesehen ist, um das erste Ventilelement gegen die erste oder die zweite Öffnung des zweiten Ventilelementes abzudichten.

7. Umschaltventil nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das erste Ventilelement entfembar ist, zumindest teilweise, um die Beseitigung von Blockierungen zu ermöglichen.

8. Umschaltventil nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem eine zu lösbare Sperrvorrichtung vorgesehen ist, um das erste Ventilelement auf eine lösbare Weise zu sperren in Ausrichtung mit der zweiten Öffnung des zweiten Ventilelementes.

9. Umschaltventil nach Anspruch 8, bei welchem die lösbare Sperrvorrichtung eine Verriegelung auf dem ersten Ventilelement enthält, die im Gebrauch in Eingriff mit einer Verriegelung neben der zweiten Öffnung des zweiten Ventilelementes gebracht werden kann.

10. Apparat nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, der ein Umschaltventil enthält und eine Verriegelung neben der zweiten Öffnung des zweiten Ventilelementes, das in Eingriff gebracht mit dem ersten Ventilelement wird.

11. Apparat nach Anspruch 10, bei welchem die Verriegelung neben der zweiten Öffnung des zweiten Ventilelementes drehbar gelagert ist.

12. Apparat nach Anspruch 10 oder 11, der ferner ein Freigabeelement für die Loslösung der Sperrvorrichtung enthält.

13. Apparat nach Anspruch 12, bei welchem eine Betätigungsvorrichtung auf dem Umschaltventil vorgesehen ist, um das Freigabeelement zu betätigen.

14. Apparat nach irgendeinem der Ansprüche 10 bis 13, bei welchem der Apparat ein Staubsauger ist.

15. Apparat nach Anspruch 14, bei welchem der Staubsauger einen Hauptkörper und einen Reinigungskopf aufweist und wobei das Umschaltventil betriebsbereit ist durch eine relative Drehung des Hauptkörpers in Bezug auf den Reinigungskopf.