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Die Erfindung betrifft einen Staubfilterbeutel für einen Staubsauger mit einander gegenüberliegenden Beutelwänden gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2005 049 118 B3 ist ein Staubfilterbeutel für einen Staubsauger bekannt. Dieser besteht aus zwei Beutelwänden, von denen eine eine Einlaßöffnung aufweist. Die Beutelwände sind an ihren Endkantenbereichen miteinander mittels Schweißnähten verschweißt, die eine dichte Verbindung zwischen beiden Beutelwänden ergeben. Zwischen den Beutelwänden ist eine weitere Lage eingebracht, die eine geringere Breite als die Beutelwände besitzt. Dadurch ist die weitere Lage nicht mit den Beutelwänden an den Längskanten verschweißt sondern freiliegend. Durch Querverschweißungen ist diese weitere Lage an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit den Beutelwänden verbunden. Die weitere Lage soll die Bildung des Filterkuchens innerhalb des Staubfilterbeutels verbessern, in dem die staubbeladene Luft innerhalb des Staubsammelraums mehrfach umgelenkt wird.
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Aus der
US 3,430,843 ist ein weiterer Filterbeutel für einen Staubsauger bekannt. Dieser besteht aus zwei Faltzuschnitten, die im wesentlichen gleich ausgebildet und miteinander verklebt sind. An einer Seite sind die Faltzuschnitte ziehharmonikaförmig mehrfach gefaltet, damit der Filterbeutel ein großes Betriebsvolumen einnehmen kann. An der gegenüberliegenden Seite sind die Filterbeutelwände zu einem Steg geformt, die innenseitig in den Staubaufnahmeraum des Filterbeutels hineinragen. Dieser Steg ist beidseitig mit Klebebändern versehen, um den Filterbeutel bei der Auslieferung und insbesondere bei dem Transport in einer flachen Konfiguration zu halten, in dem die Filterbeutelwände mit diesen Klebestreifen in Kontakt treten. Dieser gattungsgemäße Filterbeutel bildet den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Staubfilterbeutel der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch eine verbesserte Filterwirkung auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der Staubfilterbeutel gemäß Anspruch 1 dient für einen Staubsauger und umfaßt mindestens zwei einander gegenüberliegende ein- oder mehrlagige Beutewände. Es ist dabei grundsätzlich unerheblich, ob die Beutewände von einem einstückigen oder von mehreren getrennten Zuschnitten gebildet sind. Um die Beutelwände zu einem Schlauch zu formen, sind diese mit zumindest einer Naht miteinander verbunden. Je nach eingesetztem Material für die Beutelwände kann diese Naht beispielsweise von einer Klebung, einem Faden oder einer Schweißung realisiert werden. Diese Beutelwände bilden infolge der mindestens einen Naht einen Schlauch, der vorzugsweise beidendig durch entsprechende Quernähte geschlossen ist. Sie schließen auf diese Weise einen Staubsammelraum zwischen sich ein, in dem der Staub aus der angesaugten Luft ausfiltriert wird. Zu diesem Zweck weist eine der Beutelwände eine Einlaßöffnung auf, in die ein Staubsaugerstutzen eingreift. Über diese Einlaßöffnung gelangt die staubbeladene Luft in den Staubfilterbeutel.
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Insbesondere bei Beutelwänden, die teilweise von Vliesmaterial gebildet sind, ergibt sich das Problem, daß die Filterwirkung nachläßt, wenn die Beutelwand an einer Stelle stark durchströmt wird. In dieser Hinsicht ist insbesondere der der Einlaßöffnung gegenüberliegende Anströmbereich der Beutelwände gefährdet. Bei einem neuen Beutel, ohne darin befindlichen Filterkuchen, strömt die Luft auf direktem Wege vom Staubsaugerstutzen gegen diesen Anströmbereich, so daß in diesem Bereich der Beutelwände recht hohe Luftdurchsätze pro Fläche auftreten. Diese hohen Luftdurchsätze können bei längerem Betrieb des Staubsaugers dazu führen, daß sich die Fasern des Vliesmaterials in Strömungsrichtung ausrichten und dadurch die Filterwirkung in diesem Anströmbereich nachläßt.
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Zur Lösung dieses Problems wird vorgeschlagen, daß mindestens eine der Beutelwände über die Naht überstehend in den Staubraum ragt. Dabei ist der überstehende Beutelwandbereich derart dimensioniert, daß er in den Bereich der Einlaßöffnung ragt, aber innerhalb des Staubsammelraums endet. Der überstehende Beutelwandbereich lenkt daher den Luftstrom ab und bildet für den Luftstrom eine Art Labyrinth. Der überstehende Beutelwandbereich ist zwar grundsätzlich luftdurchlässig, da er zwangsläufig aus dem gleichen Material wie die Beutelwände besteht, er wird jedoch nur sehr gering durchströmt, da sich – konstruktionsbedingt – über diesen überstehenen Beutelwandbereich nur eine geringe Druckdifferenz aufbauen kann. Eine derartige Druckdifferenz ist jedoch notwendig, um den Strömungswiderstand des überstehenden Beutelwandbereichs zu überwinden. Die einzige Druckdifferenz, die sich über den überstehenden Beutelwandbereich aufbauen kann, ergibt sich durch den dynamischen Staudruck der durch die Einlaßöffnung des Staubfilterbeutels einströmenden Luft. Dieser Staudruck richtet sich einseitig gegen den überstehenden Beutelwandbereich und führt allenfalls zu einer sehr geringen Durchströmung desselben. Damit können sich die Fasern des Vlieses im überstehenden Beutelwandbereich während der Betriebszeit des Staubfilterbeutels nicht ausrichten, so daß dessen strömungsumlenkende Wirkung erhalten bleibt. Alle den Staubsammelraum begrenzenden Beutelwände sind dagegen nur vom hydrostatischen Druck belastet, der sich gleichmäßig über die gesamte Fläche der Beutelwände verteilt. Damit ist eine Ausrichtung von Vliesfasern im Bereich der außenseitigen Beutelwände unterbunden. Dies hat zur Folge, daß die staubabscheidende Wirkung des Staubfilterbeutels über seine gesamte Betriebszeit in etwa konstant bleibt. Dabei ist es wichtig, daß dieses Labyrinth aus Beutelwandmaterial gebildet ist und nicht durch eine einzelne dünne Lage, die leicht von der einströmenden Luft durchsetzt werden kann. Das Beutelwandmaterial ist in der Regel ausreichend formstabil, um der zuströmenden Luft Widerstand zu leisten. Dies stabilisiert das Labyrinth. Außerdem ist die Herstellung dieses Staubfilterbeutels besonders einfach, da nur das Beutelwandmaterial bearbeitet werden muß, ohne eine zusätzliche Innenlage zuführen zu müssen. Dies erleichtert die Handhabung des Materials bei der Herstellung des Staubfilterbeutels. Zur Erzielung eines gleichmäßigen Druckaufbaues innerhalb des Staubsammelraums wird die Einlaßöffnung vollständig durch den überstehenden Beutelwandbereich überdeckt. Hierdurch wird insbesondere sichergestellt, daß die gesamte Luft, die durch die Einlaßöffnung in den Staubfilterbeutel einströmt, im Labyrinth umgelenkt werden muß.
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Zur Erzielung einer möglichst geringen Dicke des Staubfilterbeutels im zusammengelegten Zustand ist es gemäß Anspruch 2 günstig, wenn mindestens eine der Nähte derart geformt ist, daß die freien Enden der Beutelwände zum Staubsammelraum gerichtet sind. Damit liegen im zusammengefalteten Zustand vier Materialdicken der Beutelwände übereinander, so daß der Staubfilterbeutel insgesamt relativ wenig Platz in seiner Verpackung benötigt. Dies spart Verpackungsmaterial und Frachtkosten.
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In einer besonders einfachen Ausführungsform sind die Beutelwände gemäß Anspruch 3 von einem einstückigen Zuschnitt gebildet. Damit wird lediglich eine Bahn benötigt, die die einander gegenüberliegenden Beutelwände bildet. Ein umständliches Zusammenführen mehrerer Bahnen aus Beutelwandmaterial kann damit entfallen. Außerdem wird in diesem Fall nur eine einzige Schweißnaht in Beutellängsrichtung benötigt.
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Alternativ ist es gemäß Anspruch 4 günstig, wenn die Beutelwände von getrennten Zuschnitten gebildet sind. Dies erlaubt eine freierer Formgestaltung des Staubfilterbeutels. Auf diese Weise ist es möglich, stabile M-förmige Eingriffe an beiden einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Staubfilterbeutels herzustellen. Dies erleichtert das kompakte Zusammenfalten des Staubfilterbeutels in seiner Verpackung.
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Gemäß Anspruch 5 ist es vorteilhaft, wenn mindestens zwei der Beutelwände über jeweils eine der Nähte überstehend in den Staubsammelraum ragen. Vorzugsweise ragen diese überstehenden Beutelwandbereiche jeweils in den Bereich der Einlaßöffnung. Auf diese Weise ergibt sich ein besonders langer Labyrinthweg, durch den die außenseitigen Beutelwandbereiche gleichmäßig mit Druck beaufschlagt werden.
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Um auch bei sehr hohen Strömungsgeschwindigkeiten eine gleichmäßige Durchströmung der außenseitigen Beutelwände sicherzustellen, ist es gemäß Anspruch 6 vorteilhaft, wenn sich die überstehenden Beutelwandbereiche gegenseitig überlappen. Damit ergibt sich ein besonders langer Labyrinthweg, der einen gleichmäßigen Druckaufbau innerhalb des Staubsammelraums zur Folge hat.
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Zur Erzielung eines noch längeren Labyrinthweges ist es gemäß Anspruch 7 günstig, wenn der überstehende Beutelwandbereich die Einlaßöffnung um mindestens deren Durchmesser überragt.
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Die beschriebenen Maßnahmen sind insbesondere bei den Beutelwänden vorteilhaft, die gemäß Anspruch 8 wenigsten teilweise aus schweißbarem Polymermaterial bestehen. Insbesondere ist daran gedacht, die Beutelwände aus Vliesmaterial, vorzugsweise aus Meltblown-Vlies herzustellen, welches mit weiteren Lagen aus luftdurchlässigem Material ergänzt wird. Als Nähte kommen in diesem Fall Schweißnähte in Betracht, die eine einfache und dichte Verbindung ergeben. Die Schweißnähte werden vorzugsweise im Heiß- oder Ultraschweißverfahren hergestellt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 9 ist mindestens eine der Beutelwände mehrlagig aufgebaut. Die einzelnen Lagen der Beutelwand sind dabei zumindest außerhalb der Nähte wenigstens punktuell miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt dabei vorzugsweise durch einzelne Schweißpunkte, die in einem mehr oder weniger regelmäßigen Muster über die gesamte Fläche der Beutelwand verteilt sind. Diese Verbindungen der einzelnen Lagen miteinander sorgt für eine einfache Handhabung des Beutelwandmaterials bei der Herstellung des Staubfilterbeutels. Dabei erstrecken sich alle Lagen der Beutelwand über die Naht hinaus in den Staubsammelraum hinein.
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Schließlich ist es gemäß Anspruch 10 vorteilhaft, wenn mindestens eine der Beutelwände innenseitig im nicht über die Naht überstehenden Bereich mindestens eine flächige Bahn zugeordnet ist. Diese Bahn ist dabei höchstens im Bereich der Nähte mit der Beutelwand verbunden und bildet eine Art Flattervlies. Diese Bahn führt beim Durchströmen mit der angesaugten Luft Flatterbewegungen aus, durch die der an dieser Bahn angelagerte Staub effizient abgeschüttelt wird. Dies sorgt für eine gleichbleibend hohe Luftdurchläßigkeit der Bahn. Eine derartige Bahn ist zusätzlich zur gegebenenfalls mehrlagigen Beutelwand vorgesehen und ist von dieser getrennt zu beachten.
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Der Erfindungsgegenstand wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, ohne den Schutzumfang zu beschränken.
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Es zeigt:
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1 eine Schnittdarstellung durch einen Staubfilterbeutel mit einem überstehenden Beutelwandbereich,
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2 eine zweite Ausführungsform des Staubfilterbeutels mit zwei überstehenden Beutelwandbereichen,
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3 eine dritte Ausführungsform des Staubfilterbeutels mit einer außenliegenden Naht,
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4 eine vierte Auführungsform des Staubfilterbeutels aus einem einstückigen Zuschnitt und
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5 eine fünfte Ausführungsform des Staubfilterbeutels mit außenliegender Naht.
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Die 1 zeigt, eine Schnittdarstellung durch einen Staubfilterbeutel 1. Dieser Staubfilterbeutel 1 bestehend aus zwei aneinander gegenüberliegenden Beutelwänden 2, die von getrennten Zuschnitten gebildet sind. Beide Beutelwände 2 bestehen aus mehreren Lagen 3, 4, 5. Dabei ist die Anwendung von drei Lagen 3, 4, 5 lediglich beispielhaft und nicht beschränkend zu verstehen. Insbesondere ist daran gedacht, die Beutelwände 2 alternativ auch ein-, zwei- oder mehr als dreilagig auszubilden. Die äußere Lage 3 besteht aus einem schweißfähigen, polymeren Material, welches porös und damit luftdurchlässig ist. Die mittlere Lage 4 wird von einem Vlieswerkstoff gebildet, welcher aus dünnen polymeren Fasern besteht. Diese Fasern können Elektrete aufweisen, die durch ihre hohe Dielektrizität ein staubanziehendes, elektrisches Feld aufbauen und dadurch bei geringem Filterwiderstand eine hohe Staubabscheidung bewirken. Die innere Lage 5 dient hauptsächlich der Trennung des Filterkuchens von den Fasern der mittleren Lage 4. Sie kann aus beliebigen Material gefertigt sein, wobei sie vorzugsweise eine hohe Luftdurchlässigkeit bei vergleichsweise geringer Staubabscheidungswirkung besitzt.
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Die obere Beutelwand 2 weist eine Einlaßöffnung 6 auf, die vorzugsweise kreisförmig oder elliptisch sein kann. Der Erfindungsgegenstand ist jedoch nicht auf diese Formen beschränkt. In die Einlaßöffnung 6 ragt eine Dichtung 7, die in einer alternativen Ausführungsform auch von der Beutelwand 2 gebildet sein kann. Oberhalb der Dichtung 7 ist eine Halteplatte 8 vorgesehen, die eine mit der Einlaßöffnung 7 der Beutelwand 2 fluchtende Öffnung 9 aufweist. Diese Halteplatte 8 dient zur Festlegung des gesamten Staubfilterbeutels 1 in einem nicht dargestellten Staubsauger. Auf diese Weise wird die Öffnung 9 sowie die Einlaßöffnung 7 relativ zum Staubsauger zentriert, so daß ein nicht dargestellter Staubsaugerstutzen in diese Einlaßöffnung 6 eindringen kann.
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Die beiden Beutelwände 2 sind an längsverlaufenden Nähten 10 miteinander verschweißt. Auf diese Weise bilden die Beutelwände 2 einen Schlauch. Zusätzlich sind quer zum Staubfilterbeutel 1 verlaufende Nähte 11 vorgesehen, die diesen Schlauch beidendig abschließen. Auf diese Weise bildet der Staubfilterbeutel einen Staubsammelraum 12 aus, in den der Einlaßstutzen des Staubsaugers ragt. Die durch den Einlaßstutzen des Staubsaugers einströmende, staubbeladende Luft kann daher nur durch die Beutelwände 2 den Staubsammelraum 12 verlassen und wird dabei durch die Beutelwände 2 gefiltert.
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Eine der Nähte 10 ist so ausgebildet, daß eine der Beutelwände 2 innerhalb des Staubsammelraums 12 übersteht. Der überstehende Bereich 13 überdeckt dabei die Einlaßöffnung 6 um mindestens den Durchmesser 14 der Einlaßöffnung 6. Auf diese Weise wird die einströmende Luft 15 umgelenkt, und der Druck innerhalb des Staubfilters 1 gleichmäßig verteilt. Insbesondere wird der Staudruck der einströmenden Luft 15 vom überstehenden Bereich 13 der Beutelwand 2 aufgenommen.
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Die gegenüberliegende Schweißnaht 10 ist ohne den überstehenden Bereich 13 ausgebildet, so daß auf diese Weise ein einfaches Labyrinth entsteht. Bei allen Schweißnähten 10 ragen freie Enden 16 der Beutelwände 2 in den Staubsammelraum 12 hinein. Hierdurch ist sichergestellt, daß nur vier Dicken der Beutelwände 2 übereinander liegen. Falls der überstehende Bereich 13 die gegenüberliegende Naht 10 übergreift, liegen im zusammengefalteten Zustand fünf Dicken der Beutelwände 2 übereinander.
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Die folgenden 2 bis 5 zeigen alternative Ausführungsformen des Staubfilterbeutels gemäß 1, wobei gleiche Bezugszeichen stets gleiche Teile benennen. Zur Vereinfachung wird lediglich auf die jeweiligen Unterschiede eingegangen.
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Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des Staubfilterbeutels 1 gemäß 1. Bei dieser Ausführungsform sind beide Schweißnähte 10 mit überstehenden Bereichen 13 der Beutelwand 2 ausgebildet. Auf diese Weise bildet sich ein doppeltes Labyrinth für die einströmende Luft 15. Dies ist insbesondere bei großen Beuteln und hohen Luftdurchsätzen vorzuziehen.
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Die 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des Staubfilterbeutels 1 gemäß 1. Bei dieser Ausführungsform ist eine Naht 10 außenseitig zum Staubsammelraum 12 vorgesehen, so daß in diesem Bereich in zusammengefalteter Lage 6 Dicken der Beutelwand 2 übereinander liegen. Die Naht 10 ist in diesem Fall durch ihre außenseitige Lage jedoch leichter herzustellen.
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Die 4 zeigt eine vierte Ausführungsform des Staubfilterbeutels 1 gemäß 1. Bei dieser Ausführungsform bestehen die Beutelwände 2 aus einem einstückigen Faltzuschnitt, so daß die in 1 rechts dargestellte Naht 10 entfallen kann. Statt dessen wird die Beutelwand 2 an dieser Stelle einfach umgeschlagen.
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Schließlich zeigt die 5 eine fünfte Ausführungsform des Staubfilterbeutels 1 gemäß 4. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß 4 ist die einzige noch vorhandene, in Längsrichtung verlaufende Naht 10 außenseitig zum Staubsammelraum 12 vorgesehen, was deren Herstellung vereinfacht.
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Zusätzlich ist der Staubfilterbeutel 1 innenseitig mit einer Bahn 17 ausgerüstet, welche nur im Bereich der Nähte mit der Beutelwand 2 verbunden ist. Diese Bahn 17 bildet ein Flattervlies, um den Filterkuchen bei hoher Luftdurchläßigkeit effizient von der Beutelwand 2 abzuhalten. Diese Bahn 17 erstreckt sich dabei nicht über die Naht 10 in den überstehenden Bereich 13 der Beutelwand 2 und ist nicht als Teil der Beutelwand 2 zu betrachten.
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Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Außerdem ist daran gedacht, Merkmale der einzelnen Ausführungsformen in beliebiger Weise miteinander zu kombinieren, um auf diese Weise eine bessere Anpassung an den jeweiligen Anwendungsfall bzw. an die besonderen Gegebenheiten bei der Produktion der Staubfilterbeutel 1 zu schaffen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Staubfilterbeutel
- 2
- Beutelwand
- 3
- äußere Lage
- 4
- mittlere Lage
- 5
- innere Lage
- 6
- Einlaßöffnung
- 7
- Dichtung
- 8
- Halteplatte
- 9
- Öffnung
- 10
- Naht
- 11
- Naht
- 12
- Staubsammelraum
- 13
- überstehender Bereich
- 14
- Durchmesser
- 15
- Luft
- 16
- freies Ende
- 17
- Bahn