EP2698091B1

EP2698091B1 - Feinstaubsammelorgan für einen Staubsauger, sowie Staubsauger mit einem solchen Feinstaubsammelorgan, und Verfahren zum Betrieb eines solchen Staubsaugers

Info

Publication number: EP2698091B1
Application number: EP13401080.0A
Authority: EP
Inventors: Andre Bertram; Stefan Tiekötter
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 2012-08-16
Filing date: 2013-08-01
Publication date: 2019-05-22
Anticipated expiration: 2033-08-01
Also published as: DE102012107510A1; EP2698091A3; EP2698091A2; TR201908226T4

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft zuvorderst ein als Feinstaubfiltereinheit fungierendes Feinstaubsammelorgan für einen Staubsauger, insbesondere einen sogenannten beutellosen Staubsauger. Ein solches Feinstaubsammelorgan weist üblicherweise als Filtermedium ein Feinstaubfilter auf. Das Feinstaubfilter kann mit dem Feinstaubsammelorgan lösbar kombiniert sein, so dass insoweit die Erfindung entweder ein Feinstaubsammelorgan mit einem vom Feinstaubsammelorgan aufgenommenen Feinstaubfilter oder mit einem vom Feinstaubsammelorgan aufnehmbaren Feinstaubfilter betrifft. Die Erfindung betrifft im Weiteren auch einen Staubsauger mit einem derartigen Feinstaubsammelorgan sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Staubsaugers.
Beutellose Staubsauger umfassen neben einem sogenannten Vorabscheider, der üblicherweise als sogenannter Zyklon (Fliehkraftabscheider) ausgeführt ist, auch ein Feinstaubfilter. Das Feinstaubfilter kann innerhalb des Vorabscheiders angeordnet sein oder auch dem Vorabscheider nachgeschaltet werden. Beide Lösungsausprägungen weisen das Problem auf, dass sich das Feinstaubfilter im Verlauf des Saugbetriebs langsam mit Feinstaub füllt, so dass in regelmäßigen Abständen eine Filterregeneration notwendig wird, weil andernfalls die vom Staubsauger zur Verfügung gestellte Saugleistung stetig abnimmt. Zur Regeneration des Feinstaubfilters ist es häufig erforderlich, dass das Feinstaubfilter gewaschen wird. Häufiges Waschen beeinträchtigt jedoch die Charakteristik des Filtermediums, speziell dann, wenn die Filterregeneration in sehr kurzen Intervallen durchgeführt wird oder durchgeführt werden muss. Jedenfalls muss das Feinstaubfilter nach einer gewissen Benutzungsdauer, die unter Umständen durchaus einige Jahre betragen kann, ersetzt werden. Dies steht allerdings im Gegensatz zu der mit beutellosen Staubsaugern verfolgten Philosophie, die bei beutellosen Staubsaugern eine Verbrauchsmittelfreiheit suggeriert.
Die Druckschriften DE 10 2004 024 888 A1 und EP 1 181 886 A2 offenbaren jeweils ein Feinstaubsammelorgan für einen beutellosen Staubsauger mit einem vom Feinstaubsammelorgan aufgenommenen Feinstaubfilter. Nachteilig hierbei ist jeweils die begrenzte Aufnahmekapazität des Feinstaubfilters infolge dessen es im Reinigungsbetrieb zu einem Zusetzen des Feinstaubfilters kommen kann.Der Erfindung stellt sich somit das Problem, dass bei bisherigen beutellosen Staubsaugern das dortige Feinstaubfilter bei der Benutzung stetig an Filterleistung einbüßt und somit vergleichsweise häufig, jedenfalls häufig im Vergleich zum Gerätelebenszyklus des beutellosen Staubsaugers, ausgetauscht werden muss.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Feinstaubsammelorgan mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist bei einem Feinstaubsammelorgan für einen beutellosen Staubsauger mit einem vom Feinstaubsammelorgan aufgenommenen oder aufnehmbaren und als Feinstaubfilter fungierenden Filtermedium vorgesehen, dass das Feinstaubsammelorgan unterhalb einer Position des Feinstaubfilters ein Sedimentationsgefäß für Feinstaub aufweist.
Indem das Feinstaubsammelorgan ein Sedimentationsgefäß aufweist, fungiert dieses als zusätzlicher Feinstaubspeicher. In diesen kann der im Feinstaubfilter gefangene Feinstaub sedimentieren. Indem das Sedimentationsgefäß unterhalb einer Position des Feinstaubfilters angeordnet ist, kann das Sedimentieren des Feinstaubs unter Gravitationseinfluss erfolgen. Bei dem Feinstaubsammelorgan handelt es sich vorzugsweise um ein von innen beaufschlagten Feinstaubfilter.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
Bei einer Ausführungsform des Feinstaubsammelorgans ist vorgesehen, dass dieses eine mitunter in der Fachterminologie auch als Luftzuführung bezeichnete Staubzuführung (Staubzuführöffnung) aufweist und dass eine Position des Sedimentationsgefäßes der Staubzuführung gegenüberliegt. Das Sedimentationsgefäß ist damit in einer strömungsberuhigten Zone des Feinstaubsammelorgans angeordnet. Zudem ergibt sich eine von der Staubzuführung ausgehende Strömungsrichtung in Richtung auf das Sedimentationsgefäß, die parallel zu einer Ausrichtung eines Filtermediums oder dergleichen verläuft, wobei das Sedimentationsgefäß senkrecht zu derartigen Filtermedien und der Strömungsrichtung positioniert ist.
Bei einer besonderen Ausführungsform des Feinstaubsammelorgans ist vorgesehen, dass das Sedimentationsgefäß großflächig geschlossen ist und eine im montierten Zustand der Staubzuführung zugewandte Sedimentationsöffnung aufweist. Das großflächig geschlossene Sedimentationsgefäß mit einer Sedimentationsöffnung, insbesondere genau einer Sedimentationsöffnung, erlaubt die Aufnahme von Feinstaub durch Sedimentation, wobei durch die ansonsten geschlossene Ausführung des Sedimentationsgefäßes verhindert ist, dass Feinstaub, der bereits in das Sedimentationsgefäß gelangt ist, unerwünscht im Betrieb, zum Beispiel aufgrund von Verwirbelungen und dergleichen, wieder austritt und sich an der Oberfläche des Feinstaubfilters absetzt. Bei einer besonderen Ausführungsform dieser Variante des Feinstaubsammelorgans kann vorgesehen sein, dass das Sedimentationsgefäß eine zusätzliche Staubentnahmeöffnung aufweist. Ansonsten kommt die Sedimentationsöffnung als Staubentnahmeöffnung in Betracht.
Wenn das Sedimentationsgefäß einzelne oder mehrere in Richtung auf die Sedimentationsöffnung weisende Leitvorrichtungen aufweist, wird die Aufnahme von Feinstaub im Sedimentationsgefäß erleichtert. Bei dem nur im Bereich der Sedimentationsöffnung offenen und ansonsten geschlossenen Sedimentationsgefäß fungiert dessen zum Innenvolumen des Feinstaubsammelorgans gewandte Oberfläche als Sammelfläche für absinkenden Feinstaub. Indem das Sedimentationsgefäß an oder in dieser Oberfläche einzelne oder mehrere in Richtung auf die Sedimentationsöffnung weisende Leitvorrichtungen aufweist, wird der abgesunkene und auf der Oberfläche des Sedimentationsgefäßes angelagerte Feinstaub in Richtung auf die Sedimentationsöffnung geleitet. Als Leitvorrichtung kommt dabei eine Profilierung der Oberfläche des Sedimentationsgefäßes in Betracht, die geeignet ist, abgesunkenen Feinstaub unter Gravitationseinfluss in Richtung auf die Sedimentationsöffnung zu leiten, also jede Gestaltung, die der Oberfläche des Sedimentationsgefäßes eine Trichterwirkung in Richtung auf die Sedimentationsöffnung verleiht.
Wenn das Sedimentationsgefäß mit dem Feinstaubsammelorgan lösbar verbindbar ist, ergeben sich einfache Verhältnisse hinsichtlich der von Zeit zu Zeit erforderlichen Entnahme des Sedimentationsgefäßes, um dessen Inhalt zu entleeren.
Wenn bei dem Feinstaubsammelorgan das Feinstaubfilter ein Oberflächenfilter bildet, ist gewährleistet, dass die Aufnahme von Feinstaub nicht in der Tiefe des jeweiligen Filtermediums stattfindet, so dass das Feinstaubfilter durch mechanischen Einfluss, wie zum Beispiel Rütteln oder dergleichen, regenerierbar ist, indem der dort gesammelte Feinstaub abfällt. Bei besonderen Ausführungsformen des Feinstaubsammelorgans ist vorgesehen, dass als Feinstaubfilter ein Filtermedium fungiert, das eine Filtermembran aufweist, und/oder dass das Filtermedium plissiert ist und/oder dass das Filtermedium waschbar ist.
Das oben genannte Problem wird ebenfalls mit einem beutellosen Staubsauger gelöst, der ein Feinstaubsammelorgan wie hier und nachfolgend beschrieben aufweist. Eine besondere Ausführungsform eines solchen Staubsaugers zeichnet sich dadurch aus, dass das Feinstaubsammelorgan und das Sedimentationsgefäß unabhängig voneinander am Staubsauger entnehmbar sind. Das Sedimentationsgefäß muss von Zeit zu Zeit geleert werden und dazu vom Staubsauger oder aus dem Staubsauger entnommen werden. Wenn das Sedimentationsgefäß dabei unabhängig vom Feinstaubsammelorgan am Staubsauger entnehmbar ist, muss der Benutzer nicht gleichzeitig mit dem Feinstaubsammelorgan hantieren. Beim Bewegen des Feinstaubsammelorgans könnte nämlich von dessen Feinstaubfilter Feinstaub gelöst werden, so dass der Benutzer mit dem Feinstaub in Kontakt käme, was selbstverständlich unerwünscht ist.
Bei einer besonderen Ausführungsform des Staubsaugers mit einem Feinstaubsammelorgan der hier und nachfolgend beschriebenen Art ist vorgesehen, dass der Staubsauger eine dem Feinstaubsammelorgan zugeordnete und im Betrieb Vibrationen des Feinstaubsammelorgans auslösende Rütteleinrichtung aufweist, insbesondere einen dem Feinstaubsammelorgan zugeordneten und im Betrieb Vibrationen des Feinstaubsammelorgans auslösenden Motor. Der Motor oder jede andere Vibrationen auslösende Einheit (Rütteleinrichtung), zum Beispiel ein gepulst angesteuerter Elektromagnet mit einem zugeordneten und zum Beispiel am Feinstaubsammelorgan angeordneten Anker, ist dabei eine Rütteleinrichtung und entsprechend ein Mittel, um mechanisch auf das Feinstaubfilter einzuwirken.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Kabeltrommeleinheit für ein Anschlusskabel so ausgebildet ist, dass beim Ausziehen oder Einrollen des Anschlusskabels eine Rütteleinrichtung auf das Feinstaubsammelorgan einwirkt. Um diesen Prozess einzuleiten, kann die Rütteleinrichtung mit einer bei einem Staubsauger normalerweise vorgesehenen Kabeltrommel (Zuleitungstrommel) in Wirkverbindung stehen. Immer dann, wenn die Zuleitung des Staubsaugers ausgerollt oder eingezogen wird, wirkt vorzugsweise ein über einen Exzenter angetriebener Stößel auf das Feinstaubsammelorgan und wirkt damit ebenfalls als Rütteleinrichtung.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass eine Laufrolle so ausgebildet ist, dass bei einer Rotation der Laufrolle eine Rütteleinrichtung auf das Feinstaubsammelorgan einwirkt. Bei Benutzung des Staubsaugers, insbesondere beim Rollen des Staubsaugers über einen Untergrund, wirkt die Rotation der Laufrolle auf einen, vorzugsweise über einen Exzenter angetriebenen Stößel der auf das Feinstaubsammelorgan einwirkt, womit ebenfalls eine Rütteleinrichtung realisiert ist.
In einer weiteren Ausführungsform können Vibrationen auch durch Unterdruckschwankungen erzeugt werden, die entstehen, wenn die Staubzuführung beispielsweise durch eine Klappe oder dergleichen impulsartig geschlossen und wieder geöffnet wird.
Im Folgenden wird jede Einheit, die Vibrationen erzeugt oder sonst in irgendeiner Weise auf das Feinstaubfilter einwirkt, als Rütteleinrichtung bezeichnet.
Bei einer solchen Einwirkung wird Feinstaub, der sich auf der Oberfläche des Feinstaubfilters abgesetzt hat, gelöst und kann unter Gravitationseinfluss auf den Boden des Feinstaubsammelorgans absinken, der hier durch das Sedimentationsgefäß gebildet wird.
Der Motor oder eine funktionsäquivalente Einheit (Rütteleinrichtung) bewirkt also eine Regeneration des Feinstaubfilters, so dass dessen Feinstaubaufnahmefähigkeit wieder in den Ursprungszustand versetzt oder zumindest im Vergleich zu der mit Staub beladenen Situation deutlich erhöht ist. Damit wird eine Dauer der Verwendbarkeit des Feinstaubfilters, also dessen Lebensdauer, deutlich heraufgesetzt.. Eine solche Rütteleinrichtung enthebt den Benutzer von der Notwendigkeit, dass Feinstaubsammelorgan selbst von Zeit zu Zeit, zum Beispiel durch Ausklopfen oder dergleichen, regenerieren zu müssen.
Bei dem Motor als Rütteleinrichtung kann diese vom Benutzer aktiviert werden, zum Beispiel indem ein dafür vorgesehenes Bedienelement betätigt wird, wenn der Benutzer eine nachlassende Saugleistung feststellt. Bei einer besonderen Ausführungsform des Staubsaugers ist vorgesehen, dass der Motor automatisch zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeitpunkten für eine vorgegebene oder vorgebbare Dauer aktiviert wird. Die Zeitpunkte und die Aktivierungsdauer können dabei in einer Steuerungseinheit des Staubsaugers und einem davon umfassten Speicher abgelegt sein. Die Aktivierungszeitpunkte können betriebsdauerabhängig und/oder saugleistungsabhängig sein. Auch hinsichtlich der Aktivierungsdauer kommt eine dynamische Anpassung an die Benutzungssituation des Staubsaugers in Betracht, zum Beispiel derart, dass die Aktivierungsdauer von der Saugleistung abhängig ist, nämlich insbesondere in Form einer umgekehrten Proportionalität, so dass die Aktivierungsdauer umso länger ist, je geringer ein für die Saugleistung sensierter Wert ist.
Die mit der Erfindung und ihren Ausgestaltungen erreichbaren Vorteile bestehen neben einer Verlängerung einer Lebensdauer des Feinstaubfilters vor allem darin, dass sedimentierter Feinstaub im Sedimentationsgefäß verbleibt und nicht in das jeweilige Filtermedium des Feinstaubfilters zurückgelangt. Die Lebensdauer des Feinstaubfilters ist damit mit der Gerätelebensdauer des beutellosen Staubsaugers vergleichbar (für den Feinstaubfilter in einem Feinstaubsammelorgan wie hier beschrieben rechtfertigt sich damit die Bezeichnung als "Lifetime Filter") und insgesamt ergibt sich eine bessere Übereinstimmung mit der einem beutellosen Staubsauger zugrunde liegenden Philosophie, nämlich dass ein Nachkauf von Verbrauchsmaterial während der Gerätelebensdauer nicht erforderlich ist. Die verlängerte Lebensdauer des Feinstaubfilters resultiert vor allem aus der Trennung von Filtration und Staubspeicherung/Staubentsorgung, indem das Feinstaubsammelorgan einen ersten Funktionsabschnitt mit dem Feinstaubfilter und einen zweiten Funktionsabschnitt mit dem Sedimentationsgefäß aufweist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung Abänderungen und Modifikationen möglich, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.
Es zeigen

Figur 1: einen beutellosen Staubsauger,
Figur 2: eine Ausführungsform eines Feinstaubsammelorgans wie hier vorgeschlagen,
Figur 3: ein mit dem Feinstaubsammelorgan kombinierbares Sedimentationsgefäß,
Figur 4: das Feinstaubsammelorgan mit dem Sedimentationsgefäß in einer Seiten- und einer Frontansicht,
Figur 5: einen beutellosen Staubsauger mit einer kabeltrommelbetriebenen Rütteleinrichtung und
Figur 6: eine alternative Ausführungsvariante des Sedimentationsgefäßes und
Figur 7: einen beutellosen Staubsauger mit einer laufrollenbetriebenen Rütteleinrichtung.

Figur 1 zeigt schematisch vereinfacht einen prinzipiellen Aufbau eines beutellosen Staubsaugers 10 mit einem Großstaubsammelorgan 12 und einem Feinstaubsammelorgan (Feinstaubfiltereinheit) 14 mit einem Feinstaubfilter 16. Staub, der nicht von einem hier als Zyklon 18 bezeichneten Fliehkraftabscheider abgeschieden wird, gelangt in das dem Großstaubsammelorgan 12 nachgeschaltete Feinstaubfilter 16. Bei derartigen Systemen liegt die Trenngrenze bei circa 1 µm, das heißt kleinere Staubpartikel werden im Feinstaubfilter 16 gefangen. Die Regeneration des Feinstaubfilters 16, bei dem es sich bisher häufig um eine Schaumstoffmatte oder ein Schaumstoffvlies handelt, erfolgt durch Ausklopfen und/oder Waschen. Bei einer anderen Ausführungsform eines im Stand der Technik bekannten beutellosen Staubsaugers (nicht dargestellt) ist das Feinstaubfilter 16 innerhalb des Großstaubsammelorgans 12 angeordnet. Die Regeneration des Feinstaubfilters 16 vollzieht sich durch ein mechanisches Abrütteln des Staubs von dem Filtermedium des Feinstaubfilters 16 durch eine im Staubsauger angeordnete Vibrationseinrichtung, die auf das Feinstaubfilter 16 wirkt, und/oder durch Abwaschen nach Demontage des Feinstaubfilters 16.
Bei beiden Varianten ist das Feinstaubfilter 16 als Außenfilter, also als ein von außen mit Staub beaufschlagbares Filter, ausgeführt. Hersteller solcher Staubsauger sprechen die Empfehlung aus, das Feinstaubfilter 16 in regelmäßigen Abständen zu regenerieren oder sogar auszutauschen. Die Empfehlungen gehen mitunter dahin, das Feinstaubfilter 16 regelmäßig mehrmals im Jahr auszutauschen, wohingegen der Benutzer bei einem beutellosen Staubsauger 10 an sich eine Verbrauchsmittelfreiheit erwartet.
Figur 2 zeigt schematisch vereinfacht eine Ausführungsform eines Feinstaubsammelorgans 14 gemäß der Erfindung. Das Feinstaubsammelorgan 14 weist unterhalb einer Position eines als Feinstaubfilter 16 fungierenden Filtermediums ein Sedimentationsgefäß 20 für Feinstaub auf. Das Sedimentationsgefäß 20 schließt, insbesondere kantenfrei, an einen Korpus 22 des Feinstaubsammelorgans 14 an und ist damit gegenüberliegend von einer Staubzuführung (Staubzuführöffnung) 24 positioniert. Das Sedimentationsgefäß 20 ist großflächig geschlossen und weist eine im montierten Zustand der Staubzuführung 24 zugewandte Sedimentationsöffnung 26 auf. Eine Oberfläche des Sedimentationsgefäßes 20 fungiert dabei als Boden des Feinstaubsammelorgans 14 und in der Oberfläche des Sedimentationsgefäßes 20 gebildete Leitvorrichtungen 28 sind zur Führung von in dem Feinstaubsammelorgan 14 absinkendem Feinstaub in Richtung auf die Sedimentationsöffnung 26 wirksam.
Zum automatischen Regenerieren des Feinstaubfilters 16 ist ein Motor 30 mit einem Exzentergetriebe 32 vorgesehen, so dass Motor 30 und Exzentergetriebe 32 zusammen als Rütteleinrichtung 34 fungieren. Andere Ausführungsformen einer Rütteleinrichtung 34 sind ebenfalls denkbar. Einige Varianten sind weiter unten kurz beschrieben.
Beim Betrieb des Motors 30 ergibt sich aufgrund des Exzentergetriebes 32 eine Vibration des Feinstaubsammelorgans 14 und des darin als Feinstaubfilter 16 aufgenommenen Filtermediums. An der Oberfläche des Filtermediums abgelagerter Feinstaub wird so gelöst und fällt unter Gravitationseinfluss auf den Boden des Feinstaubsammelorgans 14, also die Oberfläche des Sedimentationsgefäßes 20. Von dort gelangt der herabgefallene Feinstaub, ebenfalls begünstigt durch die Vibration, mittels der Leitvorrichtungen 28 zur Sedimentationsöffnung 26 und schließlich in das Innere des Sedimentationsgefäßes 20. Die soeben beschriebene Bewegung von abgesunkenem Feinstaub im Feinstaubsammelorgan 14 findet darüber hinaus auch kontinuierlich beim Betrieb des jeweiligen beutellosen Staubsaugers 10 statt und zwar aufgrund der sich beim Betrieb des Saugaggregats üblicherweise ergebenden systembedingten Vibrationen.
In der Darstellung in Figur 2 ist ersichtlich, dass das Sedimentationsgefäß 20 unterhalb der Staubzuführung 24 und damit gegenüberliegend von einem Zyklonausgang und einer sogenannten Reingasseite angeordnet ist. Dies ist eine Anordnung des Sedimentationsgefäßes 20 in einem strömungsberuhigten Bereich des Feinstaubsammelorgans 14, so dass auf die Oberfläche des Sedimentationsgefäßes 20 abgesunkener Feinstaub nur in vergleichsweise geringem Umfang aufgrund von Verwirbelungen oder dergleichen aufgewirbelt wird.
Figur 3 zeigt in einer perspektivischen Darstellung das vom Feinstaubsammelorgan 14 abgenommene Sedimentationsgefäß 20. Hier sind die Sedimentationsöffnung 26 und die Leitvorrichtungen 28 besonders gut erkennbar. Ebenfalls dargestellt ist, dass das Sedimentationsgefäß 20 eine Staubentnahmeöffnung 36 aufweist. Die Sedimentationsöffnung 26 liegt im dargestellten Ausführungsbeispiel mittig unterhalb einer Deckelebene des Sedimentationsgefäßes 20. Die Leitvorrichtungen 28 sind hier als geneigte Ebenen ausgeführt, die an der Sedimentationsöffnung 26 enden und damit der Oberfläche des Sedimentationsgefäßes 20 eine Trichterwirkung in Richtung auf die Sedimentationsöffnung 26 verleihen.
Figur 4 zeigt das Feinstaubsammelorgan 14 gemäß Figur 2 mit dem Sedimentationsgefäß 20 gemäß Figur 3 in einer Seiten- und einer Frontansicht. Hier ist nochmals gut erkennbar, dass sich das Sedimentationsgefäß 20 in einem relativ strömungsberuhigten Bereich befindet, so dass die Wahrscheinlichkeit gering ist, dass bereits sedimentierter Feinstaub 38 durch die Luftströmung innerhalb des Feinstaubsammelorgans 14 wieder in das jeweilige Filtermedium geschlagen wird.
Die Sedimentation von Feinstaub 38 im Sedimentationsgefäß 20 vollzieht sich insgesamt folgendermaßen: Im Betrieb des beutellosen Staubsaugers 10 füllt sich das Feinstaubsammelorgan 14 langsam und stetig mit dem das Großstaubsammelorgan 12 passierenden Feinstaub. Der Feinstaub sammelt sich dabei zunächst im Wesentlichen auf und/oder in dem jeweiligen Filtermedium des Feinstaubfilters 16. Zu definierten Zeitpunkten, zum Beispiel nach dem Einschalten des Staubsaugers 10, wird die Rütteleinrichtung 34 für zum Beispiel einige Sekunden in Betrieb gesetzt, wodurch das Feinstaubsammelorgan 14 mit dem Sedimentationsgefäß 20 in Schwingungen/Vibrationen versetzt wird. Der auf dem Filtermedium liegende Feinstaub 38 löst sich und fällt auf die Oberfläche des Sedimentationsgefäßes 20 herab und rutscht über die Leitvorrichtungen 28 durch die Sedimentationsöffnung 26 in das Sedimentationsgefäß 20. Um diesen Prozess einzuleiten, kann die Rütteleinrichtung 34 auch mit der bei einem Staubsauger normalerweise vorgesehenen Kabeltrommel 40 (Zuleitungstrommel) in Wirkverbindung stehen, wie dies in Figur 5 gezeigt ist. Immer dann, wenn die Zuleitung des Staubsaugers 10 ausgerollt oder eingezogen wird, wirkt ein über einen Exzenter 32 angetriebener Stößel auf das Feinstaubsammelorgan 14 und wirkt damit ebenfalls als Rütteleinrichtung 34. Eine solche Rütteleinrichtung 34 ist eine Alternative zu der in Figur 2 mit einem Elektromotor dargestellten Rütteleinrichtung 34.
Dabei ist die Kabeltrommel 40 exzentrisch über eine bewegliche Stange an das horizontal gelagerte Exzentergetriebe 32 angekoppelt. Das Exzentergetriebe 32 seinerseits ist über eine weitere Stange lose oder fest mit dem Feinstaubsammelorgan 14 verbunden. Beim Ein- bzw. Abrollen der Staubsaugerzuleitung wird dadurch das Feinstaubsammelorgan 14 in Schwingungen versetzt. Die rotatorische Bewegung der Kabeltrommel 40 wird dafür in einen translatorischen Bewegungsablauf transformiert. Der Staub wird dabei vom Feinstaubfilter 16 abgeworfen und fällt in das Sedimentationsgefäß 20 und wird dort abgelagert (sedimentierter Feinstaub 38). Hiermit wird auf einfache Art und Weise ein typischer Handhabungsvorgang bei der Bedienung des Staubsaugers 10 zur Regeneration des Feinstaubfilters 16 genutzt. Die Vorteile dieser Ausführungsform liegen darin, dass die Regeneration des Feinstaubfilters 16 automatisch und zwangsgeführt geschieht und dass es sich bei dem Aufbau um eine relativ kostengünstige Ausführungsvariante handelt.
Eine weitere Lösungsalternative ist, die oben genannte Stange zwischen Exzentergetriebe 32 und Feinstaubsammelorgan 14 nicht fest mit dem Feinstaubsammelorgan 14 zu verbinden, sondern diese lose an das Feinstaubsammelorgan 14 anzukoppeln. Die Stange fungiert in diesem Beispiel dann als Stößel.
In einer weiteren Ausführungsform können solche Vibrationen durch Unterdruckschwankungen erzeugt werden, die entstehen, wenn die Staubzuführung 24 beispielsweise durch eine Klappe oder dergleichen impulsartig geschlossen und wieder geöffnet wird.
Um die Staubablösung sowie die Sedimentation zu beschleunigen, kann das Filtermedium als Membranfilter ausgeführt sein. Ein Membranfilter besteht normalerweise aus einer dünnen, mit Mikroporen versehenen Schicht, die auf einem textilen Träger fixiert ist. Die Membranschicht besteht dabei häufig aus PTFE (Polytetrafluorethylen). Bedingt durch diesen Aufbau findet eine Flächenfiltration statt, bei der die Feinstaubpartikel nicht in die Tiefe des Filtermediums eindringen, sondern sich nur auf der Oberfläche des Filtermediums verteilen. Hierdurch lassen sich Membranfilter leicht abreinigen, nämlich sowohl mechanisch durch Vibrationen wie auch durch Abwaschen oder Abspülen mittels eines Fluids, zum Beispiel Wasser.
Indem das Feinstaubsammelorgan 14 und das Sedimentationsgefäß 20 lösbar miteinander verbunden sind, wird erreicht, dass sich beide Einheiten unabhängig voneinander in unterschiedlich langen Intervallen reinigen lassen. Das Sedimentationsgefäß 20 wird im Vergleich zum Filtermedium in kürzeren Abständen ausgewaschen oder ausgespült. Beim Filtermedium lassen sich jetzt im Vergleich zum Stand der Technik deutlich höhere Reinigungsintervalle erreichen, was eine kumulierte Lebensdauer des Filtermediums erheblich erhöht.
Figur 6 zeigt eine alternative Ausführungsvariante des Sedimentationsgefäßes 20 in einer Schnittdarstellung. Dabei ist erkennbar, dass die Leitvorrichtung 28 die Form eines Spitzdaches aufweist, so dass sich der sedimentierte Feinstaub 38 an den Seiten des Sedimentationsgefäßes 20 ablagert. Anstelle der bei den Ausführungsformen gemäß Figur 2 bis Figur 4 mittig angeordneten Sedimentationsöffnung 26 treten jetzt zwei schlitzförmige Sedimentationsöffnungen an den Seiten des Sedimentationsgefäßes 20.
Figur 7 zeigt schematisch vereinfacht eine Ausführungsform eines Feinstaubsammelorgans 14 gemäß der Erfindung. Das Feinstaubsammelorgan 14 weist unterhalb einer Position eines als Feinstaubfilter 16 fungierenden Filtermediums ein Sedimentationsgefäß 20 für Feinstaub auf. Das Sedimentationsgefäß 20 schließt, insbesondere kantenfrei, an einen Korpus 22 des Feinstaubsammelorgans 14 an und ist damit gegenüberliegend von einer Staubzuführung (Staubzuführöffnung) 24 positioniert. Das Sedimentationsgefäß 20 ist großflächig geschlossen und weist eine im montierten Zustand der Staubzuführung 24 zugewandte Sedimentationsöffnung 26 auf. Eine Oberfläche des Sedimentationsgefäßes 20 fungiert dabei als Boden des Feinstaubsammelorgans 14 und in der Oberfläche des Sedimentationsgefäßes 20 gebildete Leitvorrichtungen 28 sind zur Führung von in dem Feinstaubsammelorgan 14 absinkendem Feinstaub in Richtung auf die Sedimentationsöffnung 26 wirksam.
Zum automatischen Regenerieren des Feinstaubfilters 16 ist eine Laufrolle 42 mit einem Exzentergetriebe 32 vorgesehen, so dass Laufrolle 42 und Exzentergetriebe 32 zusammen als Rütteleinrichtung 34 fungieren. Andere Ausführungsformen einer Rütteleinrichtung 34 sind ebenfalls denkbar.
Bei Benutzung des Staubsaugers, also beim Rollen des Staubsaugers über einen Untergrund 44 ergibt sich aufgrund des von der Laufrolle 42 angetriebenen Exzentergetriebes 32 eine Vibration des Feinstaubsammelorgans 14 und des darin als Feinstaubfilter 16 aufgenommenen Filtermediums. An der Oberfläche des Filtermediums abgelagerter Feinstaub wird so gelöst und fällt unter Gravitationseinfluss auf den Boden des Feinstaubsammelorgans 14, also die Oberfläche des Sedimentationsgefäßes 20. Von dort gelangt der herabgefallene Feinstaub, ebenfalls begünstigt durch die Vibration, mittels der Leitvorrichtungen 28 zur Sedimentationsöffnung 26 und schließlich in das Innere des Sedimentationsgefäßes 20. Die soeben beschriebene Bewegung von abgesunkenem Feinstaub im Feinstaubsammelorgan 14 findet darüber hinaus auch kontinuierlich beim Betrieb des jeweiligen beutellosen Staubsaugers 10 statt und zwar aufgrund der sich beim Betrieb des Saugaggregats üblicherweise ergebenden systembedingten Vibrationen.
In der Darstellung in Figur 7 ist ersichtlich, dass das Sedimentationsgefäß 20 unterhalb der Staubzuführung 24 und damit gegenüberliegend von einem Zyklonausgang und einer sogenannten Reingasseite angeordnet ist. Dies ist eine Anordnung des Sedimentationsgefäßes 20 in einem strömungsberuhigten Bereich des Feinstaubsammelorgans 14, so dass auf die Oberfläche des Sedimentationsgefäßes 20 abgesunkener Feinstaub nur in vergleichsweise geringem Umfang aufgrund von Verwirbelungen oder dergleichen aufgewirbelt wird.
Abschließend lassen sich einige im Vordergrund stehende Aspekte der hier vorgelegten Beschreibung kurz wie folgt zusammenfassen: Angegeben werden ein Feinstaubsammelorgan 14 für einen beutellosen Staubsauger 10 und ein beutelloser Staubsauger 10 mit einem solchen Feinstaubsammelorgan 14, wobei das Feinstaubsammelorgan 14 ein Feinstaubfilter 16 aufweist oder zumindest zur Aufnahme eines solchen Feinstaubfilters 16 bestimmt ist und unterhalb einer Position des Feinstaubfilters 16 ein Sedimentationsgefäß 20 für Feinstaub aufweist, in dem sich im Betrieb des Feinstaubsammelorgans 14 bzw. des Staubsaugers 10 Feinstaub sammelt und von Zeit zu Zeit entsorgt werden kann.

Bezugszeichenliste

10: beutelloser Staubsauger
12: Großstaubsammelorgan
13: Sedimentationsgefäß Grobstaubsammelorgan
14: Feinstaubsammelorgan / Feinstaubfiltereinheit
16: Feinstaubfilter
18: Zyklon
20: Sedimentationsgefäß Feinstaubsammelorgan
22: Korpus (des Feinstaubsammelorgans)
24: Staubzuführung
26: Sedimentationsöffnung
28: Leitvorrichtung
30: Motor
32: Exzentergetriebe
34: Rütteleinrichtung
36: Staubentnahmeöffnung
38: sedimentierter Feinstaub
40: Kabeltrommel
42: Laufrolle
44: Untergrund

Claims

Feinstaubsammelorgan (14) für einen beutellosen Staubsauger (10) mit einem vom Feinstaubsammelorgan (14) aufgenommenen Feinstaubfilter (16),
dadurch gekennzeichnet,
dass das Feinstaubsammelorgan (14) unterhalb einer Position des Feinstaubfilters (16) ein Sedimentationsgefäß (20) für Feinstaub aufweist, wobei das Sedimentationsgefäß (20) in einer strömungsberuhigten Zone des Feinstaubsammelorgans (14) angeordnet ist.
Feinstaubsammelorgan (14) nach Anspruch 1, mit einer Staubzuführung (24), wobei eine Position des Sedimentationsgefäßes (20) der Staubzuführung (24) gegenüberliegt.
Feinstaubsammelorgan (14) nach Anspruch 2, wobei das Sedimentationsgefäß (20) großflächig geschlossen ist und eine im montierten Zustand der Staubzuführung (24) zugewandte Sedimentationsöffnung (26) aufweist.
Feinstaubsammelorgan (14) nach Anspruch 2, wobei das Sedimentationsgefäß (20) einzelne oder mehrere, in Richtung auf die Sedimentationsöffnung (26) weisende Leitvorrichtungen (28) aufweist.
Feinstaubsammelorgan (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Sedimentationsgefäß (20) mit dem Feinstaubsammelorgan (14) lösbar verbindbar ist.
Feinstaubsammelorgan (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Feinstaubfilter (16) ein Oberflächenfilter bildet.
Beutelloser Staubsauger (10) mit einem Feinstaubsammelorgan (14) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
Staubsauger (10) nach Anspruch 7, wobei das Feinstaubsammelorgan (14) und das Sedimentationsgefäß (20) unabhängig voneinander am Staubsauger entnehmbar sind.
Staubsauger (10) nach Anspruch 7 oder 8 mit einem Grobstaubsammelorgan (12), wobei unterhalb der Position einer Staubabscheidevorrichtung für Grobstaub ein Sedimentationsgefäß (13) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sedimentationsgefäß (13) des Grobstaubsammelorgans (12) und das Sedimentationsgefäß (20) des Feinstaubsammelorgans (14) unabhängig voneinander am Staubsauger (10) entnehmbar sind.
Staubsauger (10) nach Anspruch 7, 8 oder 9, mit einer auf das Feinstaubsammelorgan (14) einwirkenden Rütteleinrichtung (34).
Staubsauger (10) nach Anspruch 10, mit einem dem Feinstaubsammelorgan (14) zugeordneten und im Betrieb Vibrationen des Feinstaubsammelorgans (14) auslösenden Motor (30) als Rütteleinrichtung (34).
Staubsauger (10) nach Anspruch 10, mit einer Kabeltrommeleinheit für ein Anschlusskabel und einer beim Ausziehen oder Einrollen des Anschlusskabels auf das Feinstaubsammelorgan (14) einwirkenden Rütteleinrichtung (34).
Staubsauger (10) nach Anspruch 10, mit einer Laufrolle (42) und einer bei Rotation der Laufrolle (10) auf das Feinstaubsammelorgan (14) einwirkende Rütteleinrichtung (34).
Staubsauger nach Anspruch 10, mit einer Klappe zum impulsartigen Verschließen einer Staubzuführung (24) als Rütteleinrichtung (34), wobei das impulsartige Verschließen einer Staubzuführung (24) Unterdruckschwankungen und damit Vibrationen des Feinstaubsammelorgans (14) auslöst.
Verfahren zum Betrieb eines Staubsaugers (10) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Rütteleinrichtung (34) automatisch zu vorgegebenen oder vorgebbaren Zeitpunkten für eine vorgegebene oder vorgebbare Dauer aktiviert wird.