EP2428151A1

EP2428151A1 - Vorrichtung zum Staubsaugen mit Staubsaugergerät und Filterbeutel

Info

Publication number: EP2428151A1
Application number: EP10009351A
Authority: EP
Inventors: Jan Schultink; Ralf Sauer
Original assignee: Eurofilters Holding NV
Current assignee: Eurofilters Holding NV
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: RU2013109769A; EP2428151B1; US20130198994A1; WO2012031734A3; US9554681B2; DK2613682T3; ES2604637T3; WO2012031734A2; AU2011300869A1; CN103188977A; PL2613682T3; ES2592941T3; AU2011300869B2; EP2613682A2; PL2428151T3; EP2613682B1; JP2015144847A; DK2428151T3; JP2013539397A; DE102010046463A1

Abstract

Die Erfindung betrifft Vorrichtung zum Staubsaugen mit einem Staubsaugergerät und einem Filterbeutel, in welcher der Filterbeutel als Flachbeutel, als Vliesstofffilterbeutel und als Einwegfilterbeutel ausgebildet ist, das Staubsaugergerät einen Filterbeutelaufnahmeraum mit starren Wänden aufweist, wobei der Filterbeutelaufnahmeraum eine durch eine Klappe verschließbare Öffnung mit einer vorgegebenen Öffnungsfläche aufweist, durch die der Filterbeutel in den Filterbeutelaufnahmeraum einsetzbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Verhältnis aus der Fläche eines der Öffnungsfläche entsprechenden Rechtecks und der Fläche des Filterbeutels größer als 0,70, vorzugsweise größer als 0,85, und höchstvorzugsweise größer als 1,0 ist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Staubsaugen mit einem Staubsaugergerät und einem Filterbeutel, in welcher der Filterbeutel als Flachbeutel, als Vliesstofffilterbeutel und als Einwegfilterbeutel ausgebildet ist, und das Staubsaugergerät einen Filterbeutelaufnahmeraum mit starren Wänden aufweist, wobei der Filterbeutelaufnahmeraum eine durch eine Klappe verschließbare Öffnung mit einer vorgegebenen Öffnungsfläche aufweist, durch die der Filterbeutel in den Filterbeutelaufnahmeraum einsetzbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung einen Filterbeutel und ein Verfahren zum Einlegen eines Filterbeutels in einen Filterbeutelaufnahmeraum eines Staubsaugergeräts.

Stand der Technik

Filterbeutel in Form von Einweg-Flachbeuteln aus Vliesstoff sind diejenigen Filterbeutel, die heutzutage am häufigsten eingesetzt werden. Vorteil von Beuteln aus Vliesstoff (gegenüber Filterbeuteln aus Papier) ist die wesentlich höhere Staubaufnahmekapazität des Filterbeutels bei höherer Abscheideleistung und höherer Standzeit. Die Flachbeutelform ist die am meisten verbreitete Form für Vliesbeutel, da Beutel mit dieser Form sehr einfach herzustellen sind. Denn im Gegensatz zu dem bei Filterbeuteln aus Papier verwendetem Papierfiltermaterial lässt sich Vliesfiltermaterial wegen der hohen Rückstellelastizität nur sehr schwer dauerhaft falten, so dass die Herstellung komplexerer Beutelformen, wie beispielsweise Klotzbodenbeutel oder andere Beutelformen mit Boden, sehr aufwendig und teuer ist.
Unter einem Flachbeutel im Sinn der vorliegenden Erfindung werden Filterbeutel verstanden, die aus zwei Einzellagen Filtermaterial mit gleicher Fläche derart gebildet sind, dass die beiden Einzellagen nur an ihren Umfangsrändern miteinander verbunden sind (der Begriff gleiche Fläche schließt selbstverständlich nicht aus, dass sich die beiden Einzellagen dadurch voneinander unterscheiden, dass eine der Lagen eine Eintrittsöffnung aufweist).
Die Verbindung der Einzellagen kann durch eine Schweiß- oder Klebenaht entlang des gesamten Umfangs der beiden Einzellagen realisiert sein; sie kann aber auch dadurch ausgebildet werden, dass eine Einzellage aus Filtermaterial um eine ihrer Symmetrieachsen gefaltet wird und die verbleibenden offenen Umfangsränder der so entstehenden beiden Teillagen verschweißt oder verklebt werden (sogenannter Schlauchbeutel).
Eine Einzellage aus Filtermaterial für sich genommen kann hierbei aus einer oder mehreren Schichten, die beispielsweise laminiert sein können, bestehen. Ebenso kann eine Einzellage aus gefaltetem Filtermaterial gebildet sein.
Flachbeutel im Sinn der vorliegenden Erfindung können auch sogenannte Seitenfalten aufweisen. Hierbei können diese Seitefalten völlig ausfaltbar sein. Ein Flachbeutel mit solchen Seitenfalten ist zum Beispiel in der DE 20 2005 000 917 U1 gezeigt (siehe dort Fig. 1 mit eingefalteten Seitenfalten und Fig. 3 mit ausgefalteten Seitenfalten). Alternativ können die Seitenfalten mit Teilen des Umfangsrands verschweißt sein. Ein solcher Flachbeutel ist in der DE 10 2008 006 769 A1 gezeigt (siehe dort insbesondere Fig. 1).
Aus der obenstehenden Definition des Begriffs Flachbeutel ergibt sich zwangsläufig, dass Flachbeutel unmittelbar nach der Herstellung 2-dimensionale Gebilde sind, also vor dem Gebrauch ein Innenvolumen haben, das im wesentlichen gleich Null ist.
Ein Filterbeutel mit einem Innenvolumen, das (vor dem Gebrauch) im Wesentlichen gleich Null ist, ist allerdings nicht zwangsläufig ein Flachbeutel im Sinn der vorliegenden Erfindung. Denn Beutelformen, die einen Boden haben, wie beispielsweise in der DE 20 2005 016 309 U1 oder der DE 20 2009 004 433 U1 gezeigt, sind keine Flachbeutel, da sienicht aus zwei Einzellagen mit gleicher Fläche, die nur an ihren Umfangsrändern miteinander verbunden sind, bestehen.
Angesichts der oben stehenden Definitionen versteht es sich von selbst, dass Beutelformel, die nach der Herstellung bereits 3-dimensionale Gebilde sind und somit ein von Null verschiedenes Innenvolumen haben, wie sie beispielsweise in der WO 00/00269 (siehe dort Figs. 27 und 28) und der DE 10 2007 060 748 (siehe dort insbesondere Fig. 9) gezeigt sind, keine Flachbeutel im Sinn der vorliegenden Erfindung sind.
Ein Vliesstofffilterbeutel im Sinn der vorliegenden Erfindung umfasst ein Filtermaterial aus Vliesstoff. Als Vliesstoffmaterial kann ein trocken- oder nassgelegter Vliesstoff oder ein Extrusionsvliesstoff, insbesondere ein schmelzgesponnener Mikrofaserspinnvliesstoff (Meltblownvliesstoff) oder Filamentspinnvliesstoff (Spunbond) verwendet werden. Es können auch zusätzlich Nanofaserlagen vorhanden sein. Die Abgrenzung zwischen nassgelegten Vliesstoffen, beziehungsweise Nonwovens, und herkömmlichen nassgelegtem Papier erfolgt gemäß der unten genannten Definition, wie sie auch von der EDA-NA (International Association Serving the Nonwovens and Related Industries) verwendet wird. Ein herkömmliches (Filter-) Papier ist also kein Vliesstoff.
Der Vliesstoff kann Stapelfasern oder Endlosfasern umfassen. Fertigungstechnisch können auch mehrere Schichten an Stapelfasern oder Endlosfasern vorgesehen werden, die zu genau einer Schicht Vliesstoff verfestigt werden.
Das Filtermaterial kann auch ein Laminat aus mehreren Vliesstoffschichten sein, wie beispielsweise Filamentspinnvliesstoff und Meltblownvliesstoff (SMS, SMMS oder Sn×MS). Ein solches Laminat kann mittels eines Heißklebers laminiert oder kalandriert sein. Die Schicht aus Meltblownvliesstoff kann gekreppt sein.
Der Begriff Vliesstoff ("Nonwoven") wird gemäß der Definition nach ISO-Standard ISO 9092: 1988 beziehungsweise Standard EN 29092 verwendet. Insbesondere sind die Begriffe Faservlies oder Vlies und Vliesstoff auf dem Gebiet der Herstellung von Vliesstoffen wie folgt gegeneinander abgegrenzt und auch im Sinne der vorliegenden Erfindung so zu verstehen. Zur Herstellung eines Vliesstoffes werden Fasern und/oder Filamente verwendet. Die lockeren oder losen und noch unverbundenen Fasern und/oder Filamente werden als Vlies oder Faservlies (Web) bezeichnet. Durch einen sogenannten Vliesbindeschritt entsteht aus einem derartigen Faservlies schließlich ein Vliesstoff, der eine ausreichende Festigkeit aufweist, um zum Beispiel zu Rollen aufgewickelt zu werden. Mit anderen Worten wird ein Vliesstoff durch die Verfestigung selbstragend ausgebildet. (Details zur Verwendung der hierin beschriebenen Definitionen und/oder Verfahren lassen sich auch im Standardwerk "Vliesstoffe", W. Albrecht, H. Fuchs, W. Kittelmann, Wiley-VCH, 2000 entnehmen.)
Das Vliesstoffmaterial kann für einen Filterbeutel im Sinn der vorliegenden Erfindung als ungefaltete Schicht vorliegen oder seinerseits Oberflächenfalten aufweisen. Wie derartige Oberflächenfalten ausgebildet sein können, ergibt sich beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung 10163463.2 .
Die Größe von aus dem Stand der Technik bekannten Flachbeuteln aus Vliesstoff hängen vom Einsatzgebiet ab. Eine häufig verwendete Größe von solchen Filterbeuteln für Haushaltsstaubsauger haben eine Länge und eine Breite von jeweils etwa 30 cm und eine Höhe von etwa 1 cm.
Ein herkömmliches Staubsaugergerät, insbesondere ein herkömmliches Bodenstaubsaugergerät, in dem Filterbeutel mit der oben genannten Größe verwendet werden, hat einen Filterbeutelaufnahmeraum, dessen Länge, Breite und Höhe jeweils im Bereich zwischen 10 cm und 20 cm liegen.
Der Filterbeutelaufnahmeraum gemäß der vorliegenden Erfindung ist aus starren Wänden gebildet. Hierzu kann der Filterbeutelaufnahmeraum als integraler Teil des Gehäuses oder als Teilgehäuse des Staubsaugergeräts vorgesehen werden. Keine starren Wände im Sinn der Erfindung haben Filterbeutelaufnahmeräume, die aus einem festen Gewebe bestehen, wie sie aus dem Stand der Technik bei Handstaubsaugergeräten bekannt sind (siehe zum Beispiel EP 0 161 790 ).
Legt man nun einen herkömmlichen Filterbeutel in einen herkömmlichen Staubsaugergerät ein, führen die oben genannten Größenverhältnisse von Filterbeutel und Filterbeutelaufnahmeraum des Staubsaugergeräts dazu, dass der Filterbeutel in dem Filterbeutelaufnahmeraum nicht völlig entfaltet eingelegt werden kann, sondern (neben den beiden aufeinander liegenden Einzellagen) sich vielmehr auch verschiedene Bereiche der aufeinander liegenden Einzellagen überdecken oder sich Bereiche einer oder beider der Einzellagen selbst überdecken. Die Größenverhältnisse führen außerdem dazu, dass sich der Filterbeutel auch während des Betriebs der Staubsaugervorrichtung nicht völlig entfalten kann. Dieser Effekt wird zusätzlich dadurch verstärkt, dass die Filterbeutel in zusammengefaltetem Zustand in den Filterbeutelaufnahmeraum eingesetzt werden. (Denn verpackt man beispielsweise fünf der oben genannten Filterbeutel, ohne sie zu falten, würde man nun eine Verpackung mit einer Größe von etwa 30 cm × 30cm × 5cm erhalten. Da ein solches Verpackungsmaß völlig ungeeignet für den Verkauf von Filterbeuteln ist, werden Filterbeutel immer zusammengefaltet bevor sie in eine für den Verkauf geeignete Verpackung gebracht werden. Beim Einlegen in den Filterbeutelaufnahmeraum werden die Filterbeutel dann einfach aus der Packung genommen und in gefaltetem Zustand in das Staubsaugergerät eingesetzt.)
Diese Überdeckung von Filterfläche bei herkömmlichen Filterbeuteln in herkömmlichen Staubsaugergeräten führt während des Saugbetriebs zu einer ungleichmäßigen Ausnutzung und Füllung des Filterbeutels. Die dem Filterbeutel inhärenten Eigenschaften, wie Staubaufnahmekapazität, Abscheideleistung und Standzeit, werden somit nicht optimal ausgenutzt.
Angesichts dieser Nachteile des Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kombination zwischen Staubsaugergerät und Filterbeutel zur Verfügung zu stellen, welche die dem Filterbeutel inhärenten Eigenschaften, wie Staubaufnahmekapazität, Abscheideleistung und Standzeit, besser ausnützen.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Diese zuvor genannte Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Staubsaugen der eingangs genannten Art gelöst, die sich dadurch auszeichnet, dass das Verhältnis aus der Fläche eines der Öffnungsfläche entsprechenden Rechtecks und der Fläche des Filterbeutels größer als 0,70, vorzugsweise größer als 0,85, und höchstvorzugsweise größer als 1,0 ist.
Die Fläche des der Öffnungsfläche entsprechenden Rechtecks wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit Hilfe des sogenannten minimal umschreibenden Rechtecks ermittelt, das aus der Bildverarbeitung wohl bekannt ist (siehe zum Beispiel in Tamara Ostwald, "Objekt-Identifikation anhand Regionen beschreibender Merkmale in hierarchisch partitionierten Bildern", Aachener Schriften zur medizinischen Informatik, Band 04, 2005. )
Zur Ermittlung der Fläche des Rechtecks ist zu unterscheiden, ob die Öffnungsfläche in einer Ebene liegt (zweidimensionale Öffnungsfläche mit zweidimensionalem Rand) oder ob sich die Öffnungsfläche über eine Ebene hinaus erstreckt (dreidimensionale Öffnungsfläche mit dreidimensionalem Rand).
Bei einer zweidimensionalen Öffnungsfläche wird die Fläche des der Öffnungsfläche entsprechenden Rechtecks unmittelbar durch die Fläche des minimal den zweidimensionalen Rand der Öffnungsfläche umschreibenden Rechtecks bestimmt.
Bei einer dreidimensionalen Fläche muss, bevor die Fläche des Rechtecks mit einem umschreibenden Rechteck ermittelt werden kann, zuerst der dreidimensionale Rand in einen zweidimensionalen Rand transformiert werden. Hierzu wird der Rand in N gleiche Teile geteilt. Durch diese Teilung werden auf dem dreidimensionalen Rand N Punkte P_n (n = 1,...,N) festgelegt werden. Dann wird der Schwerpunkt SP dieses dreidimensionalen Randes ermittelt und der Abstand d_n eines jeden der N Punkte P_n zu dem Schwerpunkt SP ermittelt. Hieraus ergibt sich dann eine Punktemenge in Polarkoordinaten K_n (d_n; (360×n/N)°). Lässt man N sehr groß werden, dann wird aus dieser Punktmenge ein dem dreidimensionalen Rand entsprechender zweidimensionaler Rand, für den ein umschreibendes Rechteck ermittelt werden kann. Zur Transformation gemäß der vorliegenden Erfindung wird N = 360 gesetzt.
Die Fläche des der Öffnungsfläche entsprechenden Rechtecks stellt eine gute und eindeutige Approximation der Öffnungsfläche des Staubsaugergeräts dar, die sich selbst bei komplexen Öffnungsflächen und Öffnungsrändern auf einfache Weise ermitteln lässt.
Die Fläche eines Filterbeutels im Sinn der vorliegenden Erfindung wird an dem Filterbeutel bestimmt, wenn er in vollständig entfalteter Form plan, also in 2-dimensionaler Form, auf einer Unterlage liegt. Bei einem Filterbeutel mit nicht verschweißten Seitenfalten werden die Seitenfalten zur Ermittlung der Fläche vollständig entfaltet. Hat der Filterbeutel hingegen verschweißte Seitenfalten, dann werden diese bei der Ermittlung der Fläche nicht berücksichtigt. Beispielsweise ergibt sich die Fläche eines Filterbeutels mit rechteckiger Form dadurch, dass der Filterbeutel aus seiner Verpackung genommen wird, vollständig entfaltet wird, seine Länge und Breite gemessen werden und diese miteinander multipliziert werden.
Erfüllt die Öffnungsfläche im Verhältnis zur Fläche des Filterbeutels diese Relation, dann ist sichergestellt, dass der Filterbeutel in den Filterbeutelaufnahmeraum im Wesentlichen vollständig ausgefaltet eingebracht werden kann. Eine Überdeckung der beiden Einzellagen oder eine Überdeckung einer der beiden Einzellagen mit sich selbst wird somit vermieden. Es steht von Beginn des Saugbetriebs an (für diesen Filterbeutel) der Großteil der gesamten Filterfläche des Filterbeutel zur Verfügung und die Filtereigenschaften des Filterbeutels, insbesondere die für den Filterbeutel erzielbare Staubaufnahmekapazität bei hoher Abscheideleistung und hoher Standzeit, werden somit von Anfang an optimal ausgenutzt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch gelöst durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, in welcher das Verhältnis des Aufnahmevolumens des Filterbeutels in dem Filterbeutelaufnahmeraum zu dem maximalen Aufnahmevolumen des Filterbeutels größer als 0,70, vorzugsweise größer als 0,75, höchstvorzugsweise größer als 0,8 ist.
Das Aufnahmevolumen des Filterbeutels in dem Filterbeutelaufnahmeraum wird gemäß der vorliegenden Erfindung nach EN 60312, Kapitel 2.7 ermittelt.
Das maximale Aufnahmevolumen des Filterbeutels wird gemäß der vorliegenden Erfindung analog zu EN 60312, Kapitel 2.7 ermittelt. Einziger Unterschied zu EN 60312, Kapitel 2.7 ist hierbei, dass der Filterbeutel freihängend in einer Kammer vorgesehen wird, deren Volumen zumindest so groß ist, dass der Filterbeutel nicht daran gehindert wird, dass er sich vollständig zu seiner maximal möglichen Größe bei vollständiger Füllung ausdehnt. Beispielsweise genügt eine würfelförmige Kammer mit einer Kantenlänge, die gleich der Wurzel der Summe der Quadrate von maximaler Länge und maximaler Breite des Filterbeutels ist, dieser Anforderung.
Ist Filterbeutelaufnahmeraum derart ausgebildet, dass der für ihn vorgesehene Filterbeutel die oben genannte Bedingungen erfüllt sind, dann ist sichergestellt, dass während des gesamten Saugbetriebs (bis zum Wechsel des Beutels) der Großteil der gesamten Filterfläche des Filterbeutel zur Verfügung steht und somit wird der Filterbeutel während des Betriebs optimal gefüllt wird. Die Filtereigenschaften des Filterbeutels, insbesondere die für den Filterbeutel erzielbare Staubaufnahmekapazität bei hoher Abscheideleistung und hoher Standzeit, werden somit bis zum Wechsel des Filterbeutels optimal ausgenutzt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung können die beiden zuvor diskutierten Lösungen auch miteinander kombiniert werden. Dadurch werden die für beide Lösungen genannten Vorteile gleichermaßen realisiert.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung beider der zuvor beschriebenen Lösungen kann außerdem das Verhältnis aus Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums und der Oberfläche des Filterbeutels größer als 0,90, vorzugsweise größer als 0,95, höchst vorzugsweise größer als 1,0 sein.
Die Oberfläche des Filterbeutels im Sinn der vorliegenden Erfindung ist hierbei definiert als die zweimal die Fläche, die der Filterbeutel einnimmt, wenn er in vollständig entfalteter Form plan, also in 2-dimensionaler Form, auf einer Unterlage liegt. Die Fläche der Eingangsöffnung und die Fläche der Schweißnähte werden nicht berücksichtigt, da sie vergleichsweise gering im Verhältnis zu tatsächlichen Filterfläche sind. Ebenso bleiben etwaige im Filtermaterial selbst vorgesehene Faltungen (zur Oberflächenvergrößerung des Filtermaterials), unberücksichtigt. Die Oberfläche eines rechteckigen Filterbeutels (gemäß obiger Definition) ergibt sich somit einfach dadurch, dass er aus seiner Verpackung genommen wird, vollständig entfaltet wird, seine Länge und Breite gemessen werden, diese miteinander multipliziert werden und das Ergebnis mal Zwei genommen wird.
Die Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums im Sinn der vorliegenden Erfindung ist definiert als die Oberfläche, die der Filterbeutelaufnahmeraum hätte, wenn (soweit vorhanden) sämtliche Einrichtungen (Rippen, rippenförmige Abschnitte, Bügel etc.), die in dem Filterbeutelaufnahmeraum dazu vorgesehen sind, dass das Filtermaterial des Filterbeutels von der Wand des Filterbeutelaufnahmeraums beabstandet bleibt (was bei einem glatten Filtermaterial erforderlich ist, um zu gewährleisten, dass überhaupt Luft durch den Filterbeutel strömen kann) unberücksichtigt bleiben. Die Oberfläche eines quaderförmigen Filterbeutelaufnahmeraums mit Rippen, ergibt sich somit als maximale Länge mal maximale Breite mal maximale Höhe des Filterbeutelaufnahmeraums ohne, dass die Abmessungen der Rippen hierbei berücksichtigt werden.
Da die Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums lediglich als Untergrenze in die obige Relation eingeht, kann zur Ermittlung, ob ein bestimmtes Staubsaugergerät in Kombination mit dem Filterbeutel von der zuvor diskutierten Weiterbildung Gebrauch macht, insbesondere wenn der Filterbeutelaufnahmeraum von komplizierter geometrischer Form ist, hilfsweise die Oberfläche eines quaderförmigen Körpers ermittelt werden, der den Filterbeutelaufnahmeraum vollständig umschließt; die Oberfläche eines solchen Körpers ergibt sich beispielsweise, wenn man die Oberfläche eines Quaders mit den Kantenlängen, die der maximaler Ausdehnung des tatsächlichen Filterbeutelaufnahmeraums in Längen-, Breiten und Höhenrichtung entsprechen, ermittelt (Längen-, Breiten- und Höhenrichtung sind hierbei selbstverständlich orthogonal zueinander).
Sind Filterbeutelaufnahmeraum und der für ihn vorgesehene Filterbeutel so ausgebildet, dass die oben genannte Bedingung erfüllt ist, dann sind beide besonders vorteilhaft aufeinander abgestimmt, so dass die Filtereigenschaften des Filterbeutels, insbesondere die für den Filterbeutel erzielbare Staubaufnahmekapazität bei hoher Abscheideleistung und hoher Standzeit, optimal ausgenutzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann der Filterbeutelaufnahmeraum im Wesentlichen aus zwei gekrümmten Flächen gebildet sein. Alternativ kann der Filterbeutelaufnahmeraum auch aus zwei gekrümmten Flächen und einer Seitenfläche gebildet sein, wobei die Seitenfläche die beiden gekrümmten Flächen entlang des Umfangs der gekrümmten Flächen miteinander verbindet. Diese Weiterbildung trägt der Tatsache Rechnung, dass sich Filterbeutel in Form von Flachbeuteln, die im Wesentlichen rechteckige Form haben, bei freier Befüllung (d.h. bei einer Befüllung, bei welcher der Filterbeutel nicht durch einen Filterbeutelaufnahmeraum in seiner Ausdehnung eingeschränkt ist) so ausdehnen, dass sie eine Kissenform annehmen. Die beiden beschriebenen Alternativen stellen eine optimale Anpassung des Filterbeutelaufnahmeraums an den Filterbeutel dar. Einerseits liegen bis zur vollständigen Befüllung des Filterbeutels immer Verhältnisse vor, so dass die für den Filterbeutel erzielbare Staubaufnahmekapazität bei hoher Abscheideleistung und hoher Standzeit nicht negativ beeinflusst werden. Andererseits kann so dem Erfordernis Rechnung getragen werden, dass der Staubfilteraufnahmeraum möglichst klein ausgebildet werden kann, um die Gesamtabmessungen des Staubsaugergeräts möglichst klein zu halten.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung einschließlich aller zuvor beschriebenen Weiterbildungen kann das Staubsaugergerät ein Bodenstaubsauger sein. Bodenstaubsauger im Sinn der vorliegenden Erfindungen sind Staubsaugergeräte, bei denen Filterbeutelaufnahmeraum und Staubsaugermotor in einem Gehäuse (das auch aus zwei miteinander verbundenen Teilgehäusen bestehen kann) vorgesehen sind, an dieses Gehäuse ein Schlauch und/oder ein Rohr (an den oder das eine Staubaufnahmeeinrichtung, wie eine Bodendüse, eine Saugbürste, ein Möbelpinsel oder ähnliches) angeschlossen werden und bei denen dieses Gehäuse auf Rollen vorgesehen ist, so dass im Saugbetrieb in erster Linie nur der Schlauch und/oder das Rohr und die entsprechende Staubaufnahmeeinrichtung bewegt werden müssen und erst in zweiter Linie wird das wesentlich schwerere. Da bei solchen Bodenstaubsaugergeräten das Gewicht der zu bewegenden Komponenten minimiert ist, sind solche Bodenstaubsaugergeräte mit dem geringsten Kraftaufwand zu bedienen und deshalb im Haushaltsbereich die am meisten verbreiteten Geräte, bei der sich die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise einsetzen lässt. Die Erfindung lässt sich ferner auch in einem Handstaubsauger auf vorteilhafte Weise einsetzen.
Entsprechend einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann die Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums Rippen und/oder rippenförmige Abschnitte und/oder Bügel umfassen, der Filterbeutel aus einem Filtermaterial mit faltenförmiger Oberfläche bestehen und die Höhe der Rippen und/oder der rippenförmigen Abschnitte und/oder der Bügel größer als die maximale Faltenhöhe der faltenförmigen Oberfläche sein. Durch diese Weiterbildung wird der Filterbeutelaufnahmeraum so an Filterbeutel mit Oberflächenfalten, wie sich beispielsweise aus der europäischen Patentanmeldung 10163463.2 bekannt sind, angepasst, dass sich die Oberflächenfalten vollständig entfalten können und somit die maximal verfügbare Filterfläche im Saugbetrieb angeströmt wird.
Gemäß einer zur im letzten Absatz beschriebenen alternativen Weiterbildung kann die Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums im Wesentlichen glatt ausgebildet sein und die Oberfläche des Filterbeutels derart profiliert sein, dass bei in das Staubsaugergerät eingelegtem Filterbeutel der größte Teil der Oberfläche des Filterbeutels im Abstand zur Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums verbleibt. Durch diese Weiterbildung kann der Filterbeutelaufnahmeraum auf einfachste Weise hergestellt werden. Ausschuss bei der Herstellung der Staubsaugergeräte, der dadurch entsteht, dass Rippen, rippenförmige Abschnitte und Bügel fehlerhaft ausgebildet werden, wird so vermieden.
Vorteilhafterweise lassen sich bei der im letzten Absatz beschriebenen Weiterbildung Filterbeutel einsetzen, bei welchen die Profilierung Falten aufweist. Im Betrieb berühren dann lediglich die Spitzen der Falten die Wände des Filterbeutelaufnahmeraums.
Nach einer anderen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann vor wenigstens einem Teil der Wand des Filterbeutelaufnahmeraums eine Lochwand mit einem vorbestimmten Abstand von der Wand vorgesehen sein. Mit einer solchen Lochwand kann dieselbe Wirkung wie mit Rippen, rippenförmigen Abschnitten und Bügeln erzielt werden. Eine derartige Lochwand vorzusehen vereinfacht gegenüber Rippen, rippenförmigen Abschnitten und Bügel den Konstruktionsaufwand.
Wird der Filterbeutelaufnahmeraum von zwei gekrümmten Flächen gebildet (mit oder ohne Seitenwand), dann kann vorteilhafterweise vor wenigstens einer der gekrümmten Flächen, vorzugsweise der den Boden des Filterbeutelaufnahmeraum bildenden gekrümmten Fläche, eine Lochwand in einem vorbestimmten Abstand vorgesehen sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Filterbeutel zur Verfügung gestellt, der sich auf bevorzugte Weise im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung einsetzen lässt.
Dieser Filterbeutel ist ein aus Vliesstoff gebildeter im Wesentlichen rechteckiger Flachbeutel und weist eine Einlassöffnung auf, derart dass der Schwerpunkt der Fläche der Einlassöffnung einen kürzesten Abstand D_EÖ zu einer der vier Ecken des Filterbeutels hat und der Schwerpunkt der Fläche des Filterbeutels einen kürzesten Abstand D_FB zu derselben Ecke des Filterbeutels hat und D_EÖ und D_FB folgende Relation erfüllen: $D_{E \ddot{O}} < 2 / 3 D_{FB,}$
vorzugsweise D_EÖ < 1/2 D_FB und
höchst vorzugsweise D_EÖ < 1/4 D_FB.
Zur Ermittlung des Schwerpunkts der Fläche des Filterbeutels wird, analog zur Ermittlung der Oberfläche, von der Fläche ausgegangen, die der Filterbeutel einnimmt, wenn er plan auf einer Unterlage liegt, also als 2-dimensionales Gebilde vorliegt. Hat der Filterbeutel unverschweißte Seitenfalten, werden diese zur Ermittlung des Schwerpunkts ausgefaltet. Verschweißte Seitenfalten bleiben analog zur Ermittlung der Fläche des Filterbeutels unberücksichtigt.
Bei einem derartigen Filterbeutel ist die Einlassöffnung in einer der vier Ecken des Filterbeutels vorgesehen (gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten rechteckigen Flachbeuteln, bei denen die Einlassöffnung in der Regel exakt in oder in der Nähe der Mittelachse des Filterbeutels vorgesehen ist).
Somit ergeben sich besonders günstige Strömungsverhältnisse in dem Filterbeutel, wie sie sonst nur durch zusätzliche sogenannte Ablenkeinrichtungen, wie sie beispielsweise aus der EP 1 787 560 A1 oder EP 1 787 563 A1 bekannt sind, erzielt werden können. Diese günstigen Strömungsverhältnisse ermöglichen ein gleichmäßiges Füllen des Filterbeutels. Ein Vorsehen einer zusätzlichen Ablenkeinrichtung wie gemäß dem zuvor genannten Stand der Technik erübrigt sich somit, wodurch die Herstellung des Filterbeutels vereinfacht wird.
Im Übrigen lassen sich derartige Filterbeutel auch in Staubsaugergeräten einsetzen, bei denen der Filterbeutelaufnahmeraum nicht erfindungsgemäß an den Beutel angepasst ist. Auch in einem solchen Fall können die Strömungsverhältnisse gegenüber einem rechteckigen Filterbeutel in Form eines Flachbeutels verbessert werden, ohne dass zusätzliche Maßnahmen, wie Ablenkvorrichtungen erforderlich sind.
Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung des zuvor beschriebenen Filterbeutels, weist diese eine Halteplatte auf, an welcher ein sich bei vorhandenem Saugstrom geöffneter und bei nicht vorhandenem Saugstrom geschlossener Verschluss für den Filterbeutel in Form einer Klappe angeordnet ist. Zweckmäßigerweise ist hierbei der Verschluss mit einem Scharnier an der Halteplatte befestigt und das Scharnier ist in Richtung zur Ecke des Filterbeutels vorgesehen. Abgesehen von den aus dem Stand der Technik bekannten Vorteilen eines selbstöffnenden und selbstschließenden Klappenverschlusses, der an einer Halteplatte mittels eines Scharniers befestigt ist (nämlich dass der Filterbeutel im Ruhebetrieb verschlossen bleibt und das eine solche Ausführung auf besonders einfach Weise, beispielsweise durch Spritzgusstechnik, hergestellt werden kann), wird erfindungsgemäß, also dadurch, dass das Scharnier in Richtung zur Ecke des Filterbeutels zeigt, eine optimale Verteilung des Luftstroms in dem Filterbeutel erzielt.
Außerdem stellt die Erfindung ein Verfahren zum Einlegen eine Filterbeutels in einen Filterbeutelaufnahmeraum zur Verfügung.

Kurzbeschreibung der Figuren

In den Figuren zeigen:

Fig. 1:: eine Schrägansicht einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Staubsaugen gemäß der vorliegenden Erfindung, in welcher der Filterbeutelaufnahmeraum geschlossen ist;
Fig. 2:: eine Schrägansicht der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, in welcher der Filterbeutelaufnahmeraum geöffnet ist, so dass man den eingelegten Filterbeutel sieht;
Fig.3:: eine Querschnittsansicht des Filterbeutelaufnahmeraums einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Staubsaugen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4:: eine Querschnittsansicht des Filterbeutelaufnahmeraums einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung zum Staubsaugen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5:: eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer Wand des Filterbeutelaufnahmeraums mit eingelegtem Filterbeutel gemäß einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung zum Staubsaugen gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 6:: eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer Wand des Filterbeutelaufnahmeraums mit eingelegtem Filterbeutel gemäß einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung zum Staubsaugen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung

Die Figs. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführung einer Vorrichtung zum Staubsaugen gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei in Fig. 1 der Filterbeutelaufnahmeraum geschlossen und in Fig. 2 der Filterbeutelaufnahmeraum geöffnet ist. In Fig. 2 ist der Filterbeutel sichtbar.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Staubsaugergerät handelt es sich um einen Bodenstaubsauger, der ein Gehäuse hat, das aus einem ersten Teil 210 und einem damit verbundenen zweiten Teil 220 besteht. Der erste Teil 210 stellt hierbei den Filterbeutelaufnahmeraum dar. Im zweiten Teil 220 befindet sich der Motor des Staubsaugergeräts. An den ersten Teil 210 ist ein Schlauch 211 angeschlossen. Wie in Fig 1. und insbesondere auch in Fig. 2 zu sehen, wird der Filterbeutelaufnahmeraum aus einer ersten gekrümmten Fläche 212a und einer zweiten gekrümmten Fläche 212b gebildet.
In Fig. 2 ist außerdem ein Filterbeutel 230 zu sehen. Dieser Filterbeutel hat die Einlassöffnung 231 in einer seiner Ecken vorgesehen. Die Entfernung D_EÖ des Schwerpunkts der Einlassöffnung von der Ecke beträgt in der gezeigten Ausführung etwa ¼ der Entfernung D_FB des Schwerpunkts des Filterbeutels von der Ecke. Hierdurch wird eine besonders gute Strömungsverteilung erzielt.
Ferner ist vor der Einlassöffnung 231 eine sich durch den Saugstrom selbst öffnende und sich bei aussetzendem Saugstrom selbstschließende Klappe 233 vorgesehen. Diese ist an einer Halteplatte 232, mittels welcher der Filterbeutel im Filterbeutelaufnahmeraum festgelegt ist, vorgesehen.
In der in Fig. 2 ist ein Filterbeutel mit schwalbenschwanz-förmigen Oberflächenfalten in Filterbeutelaufnahmeraum eingelegt.
In der folgenden Tabelle sind das Verhältnis der Fläche des der Öffnungsfläche entsprechenden Rechtecks F_RE zur Filterfläche F_Filter, das Verhältnis des Aufnahmevolumens des Filterbeutels in dem Aufnahmeraum V_AR zu seinem maximalen Aufnahmenvolumen V_Max sowie das Verhältnis aus Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums S_AR zur Oberfläche des Filterbeutels S_Filter für die in den Figs. 1 und 2 gezeigte Ausführungsform gemäß der Erfindung sowie für eine für den Stand der Technik repräsentative Vorrichtung zum Staubsaugen angegeben. Bei der Vorrichtung aus dem Stand der Technik handelt es sich um das Staubsaugergerät UltraOne ECO von AEG/Elektrolux mit dem dazugehörigen Staubsaugerbeutel S-Bag Ultra Long Perfomance.

F_RE/F_Filter V_AR/V_Max S_AR/S_Filter

Stand der Technik 0,46 0,59 0,69

Erfindung 1,10 0,81 1,05
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Filterbeutelaufnahmeraum einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Querschnitt verläuft hier durch die Mitte des Filterbeutelaufnahmeraums entlang einer ersten Richtung. Entlang einer zweiten zur ersten Richtung orthogonalen Richtung ähnelt der Querschnitt dem in Fig. 3. gezeigten. Gemäß dieser Ausführungsform besteht der Filterbeutelaufnahmeraum aus zwei gekrümmten Flächen 400a und 400b.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch den Filterbeutelaufnahmeraum einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß dieser Ausführungsform weist der Filterbeutelaufnahmeraum neben zwei gekrümmten Flächen 500a und 500b eine Seitefläche 500c auf, welche die beiden gekrümmten Flächen an ihrem Umfang miteinander verbindet.
Die in den Figs. 3 und 4 beschriebenen Ausführungsformen stellen eine optimale Anpassung des Filterbeutelaufnahmeraums an den Filterbeutel, der bei optimaler Befüllung eine Kissenform annimmt, dar. Einerseits liegen bis zur vollständigen Befüllung des Filterbeutels immer Verhältnisse vor, so dass die für den Filterbeutel erzielbare Staubaufnahmekapazität bei hoher Abscheideleistung und hoher Standzeit nicht negativ beeinflusst werden. Andererseits kann so dem Erfordernis Rechnung getragen werden, dass der Staubfilteraufnahmeraum möglichst klein ausgebildet werden kann, um die Gesamtabmessungen des Staubsaugergeräts möglichst klein zu halten.
In Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer Wand des Filterbeutelaufnahmeraums 610 mit eingelegtem Filterbeutel 620 gemäß einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung zum Staubsaugen gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Wand 610 weist in dieser Ausführungsform Rippen 611 auf. Der Filterbeutel 620 hat sogenannte Schwalbenschwanzfalten 621. Die maximalen Faltenhöhe der Schwalbenschwanzfalten 621 (also die Höhe, wenn diese völlig ausgefaltet sind) ist kleiner als die Höhe der Rippen 611. Hierdurch kann die effektive Filterfläche stark erhöht werden. So lässt sich eine hocheffiziente Kombination aus Staubsaugergerät und Filterbeutel verwirklichen.
In Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht eines Ausschnitts einer Wand des Filterbeutelaufnahmeraums 710 mit eingelegtem Filterbeutel 720 gemäß einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung zum Staubsaugen gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Oberfläche der Wand des Filterbeutelaufnahmeraums 710 ist glatt ausgebildet. Die Oberfläche des Filterbeutels 720 ist mittels stehender Falten profiliert, derart der größte Teil der Oberfläche des Filterbeutels im Abstand zur Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums verbleibt. Auch in dieser Ausführungsform kann die effektive Oberfläche des Filtermaterials erhöht werden, was ebenfalls eine hocheffiziente Kombination aus Staubsaugergerät und Filterbeutel darstellt.

Claims

Vorrichtung zum Staubsaugen mit einem Staubsaugergerät und einem Filterbeutel, in welcher
der Filterbeutel als Flachbeutel, als Vliesstofffilterbeutel und als Einwegfilterbeutel ausgebildet ist,
das Staubsaugergerät einen Filterbeutelaufnahmeraum mit starren Wänden aufweist, wobei der Filterbeutelaufnahmeraum eine durch eine Klappe verschließbare Öffnung mit einer vorgegebenen Öffnungsfläche aufweist, durch die der Filterbeutel in den Filterbeutelaufnahmeraum einsetzbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis aus der Fläche eines der Öffnungsfläche entsprechenden Rechtecks und der Fläche des Filterbeutels größer als 0,70, vorzugsweise größer als 0,85, und höchstvorzugsweise größer als 1,0 ist.
Vorrichtung zum Staubsaugen mit einem Staubsaugergerät und einem Filterbeutel, in welcher
der Filterbeutel als Flachbeutel, als Viiesstofffilterbeutel und als Einwegfilterbeutel ausgebildet ist,
das Staubsaugergerät einen Filterbeutelaufnahmeraum mit starren Wänden aufweist, wobei der Filterbeutelaufnahmeraum eine durch eine Klappe verschließbare Öffnung mit einer vorgegebenen Öffnungsfläche aufweist, durch die der Filterbeutel in den Filterbeutelaufnahmeraum einsetzbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verhältnis des Aufnahmevolumens des Filterbeutels in dem Filterbeutelaufnahmeraum zu dem maximalen Aufnahmevolumen des Filterbeutels größer als 0,70, vorzugsweise größer als 0,75, höchstvorzugsweise größer als 0,8 ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, in welcher das Verhältnis aus Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums und der Oberfläche des Filterbeutels größer als 0,90, vorzugsweise größer als 0,95, höchst vorzugsweise größer als 1,0 ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, in welcher der Filterbeutelaufnahmeraum im Wesentlichen aus zwei gekrümmten Flächen gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, in welcher der Filterbeutelaufnahmeraum aus zwei gekrümmten Flächen und einer Seitenfläche gebildet ist, wobei die Seitenfläche die beiden gekrümmten Flächen entlang des Umfangs der gekrümmten Flächen verbindet.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, in welcher das Staubsaugergerät ein Bodenstaubsauger oder ein Handstaubsaugergerät ist.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, in welcher die Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums Rippen und/oder rippenförmige Abschnitte und/oder Bügel umfasst und der Filterbeutel aus einem Filtermaterial mit faltenförmiger Oberfläche besteht, wobei die Höhe der Rippen und/oder der rippeförmigen Abschnitte und/oder der Bügel größer als die maximale Faltenhöhe der faltenförmigen Oberfläche ist.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, in welcher die Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums im Wesentlichen glatt ausgebildet ist und die Oberfläche des Filterbeutels derart profiliert ist, dass bei in das Staubsaugergerät eingelegtem Filterbeutel der größte Teil der Oberfläche des Filterbeutels im Abstand zur Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums verbleibt.
Vorrichtung nach Patentanspruch 8, in welcher die Profilierung des Filterbeutels Falten aufweist.
Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, in welcher vor wenigstens einem Teil der Wand des Filterbeutelaufnahmeraums eine Lochwand mit einem vorbestimmten Abstand von der Wand vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Patentanspruch 10 in Kombination mit einem der Patentansprüche 4 oder 5, in welcher vor wenigstens einer der gekrümmten Flächen eine Lochwand in einem vorbestimmten Abstand vorgesehen ist.
Filterbeutel, insbesondere zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, welcher ein aus Vliesstoff gebildeter im Wesentlichen rechteckiger Flachbeutel ist und eine Einlassöffnung aufweist, in welchem der Schwerpunkt der Fläche der Einlassöffnung einen kürzesten Abstand D_EÖ zu einer der vier Ecken des Filterbeutels hat und der Schwerpunkt der Fläche des Filterbeutels einen kürzesten Abstand D_FB zu derselben Ecke des Filterbeutels hat
dadurch gekennzeichnet,
dass D_EÖ und D_FB folgende Relation erfüllen: $D_{E \ddot{O}} < 2 / 3 D_{FB,}$

vorzugsweise D_EÖ < 1/2 D_FB und
höchst vorzugsweise D_EÖ < 1/4 D_FB.
Filterbeutel nach Patentanspruch 12, mit einer Halteplatte, an welcher ein sich bei einsetzendem Saugstrom selbsttätig öffnender und bei aussetzendem Saugstrom selbsttätig schließender Verschluss für den Filterbeutel in Form einer Klappe angeordnet ist.
Filterbeutel nach Patentanspruch 13, in welchem der Verschluss mit einem Scharnier an der Halteplatte befestigt ist und das Scharnier in Richtung zur Ecke des Filterbeutels zeigt.
Verfahren zum Einlegen eines Filterbeutels, der als Flachbeutel, als Vliesstofffilterbeutel und als Einwegfilterbeutel ausgebildet ist, in den Filterbeutelaufnahmeraum eines Staubsaugergeräts, wobei der Filterbeutelaufnahmeraum starre Wände umfasst, und wobei der Filterbeutelaufnahmeraum eine durch eine Klappe verschließbare Öffnung mit einer vorgegebenen Öffnungsfläche aufweist, durch die der Filterbeutel in den Filterbeutelaufnahmeraum eingesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet
dass der Filterbeutel in völlig entfalteter Form als 2-dimensionales Gebilde in den Filterbeutelaufnahmeraum eingelegt wird.