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WO2012031734A2 - Vorrichtung zum staubsaugen mit staubsaugergerät und filterbeutel - Google Patents

Vorrichtung zum staubsaugen mit staubsaugergerät und filterbeutel Download PDF

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Publication number
WO2012031734A2
WO2012031734A2 PCT/EP2011/004464 EP2011004464W WO2012031734A2 WO 2012031734 A2 WO2012031734 A2 WO 2012031734A2 EP 2011004464 W EP2011004464 W EP 2011004464W WO 2012031734 A2 WO2012031734 A2 WO 2012031734A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter bag
receiving space
filter
bag
vacuum cleaner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2011/004464
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English (en)
French (fr)
Other versions
WO2012031734A3 (de
Inventor
Jan Schultink
Ralf Sauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eurofilters Holding NV
Original Assignee
Eurofilters Holding NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43501170&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2012031734(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority to JP2013527488A priority Critical patent/JP2013539397A/ja
Priority to DK11754303.3T priority patent/DK2613682T3/en
Priority to CN201180053303.4A priority patent/CN103188977B/zh
Priority to RU2013109769/12A priority patent/RU2578989C2/ru
Priority to EP11754303.3A priority patent/EP2613682B1/de
Application filed by Eurofilters Holding NV filed Critical Eurofilters Holding NV
Priority to AU2011300869A priority patent/AU2011300869B2/en
Priority to US13/820,705 priority patent/US9554681B2/en
Priority to ES11754303.3T priority patent/ES2592941T3/es
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Publication of WO2012031734A3 publication Critical patent/WO2012031734A3/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/14—Bags or the like; Rigid filtering receptacles; Attachment of, or closures for, bags or receptacles
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L9/14—Bags or the like; Rigid filtering receptacles; Attachment of, or closures for, bags or receptacles
    • A47L9/1427—Means for mounting or attaching bags or filtering receptacles in suction cleaners; Adapters
    • A47L9/1436—Connecting plates, e.g. collars, end closures
    • A47L9/1445—Connecting plates, e.g. collars, end closures with closure means
    • A47L9/1454—Self-sealing closures, e.g. valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Definitions

  • the invention relates to a device for vacuuming with a vacuum cleaner and a filter bag, in which the filter bag is formed as a flat bag, as a non-woven filter bag and disposable filter bag, and the vacuum cleaner has a filter bag receiving space with rigid walls, wherein the filter bag receiving space closable by a flap opening with a has predetermined opening area through which the filter bag is inserted into the filter bag receiving space.
  • the invention relates to a filter bag and a method for inserting a filter bag in a filter bag receiving space of a vacuum cleaner.
  • Filter bags in the form of non-woven disposable flat bags are the filter bags most commonly used today.
  • the advantage of non-woven bags is the significantly higher dust absorption capacity of the filter bag with higher separation efficiency and longer service life.
  • the flat bag form is the most common form for nonwoven bags since bags of this shape are very easy to manufacture. Because in contrast to the paper filter material used in filter bags made of paper, nonwoven filter material is very difficult to permanently fold due to the high resilience, so that the production of more complex bag shapes, such as block bottom bag or other bottom bag forms, is very complicated and expensive.
  • a flat bag in the sense of the present invention is understood to mean filter bags which are formed from two individual layers of filter material with the same area such that the two individual layers are connected to one another only at their peripheral edges (the term same area does not exclude, of course, that the two individual layers differ from each other in that one of the layers has an entrance opening).
  • connection of the individual layers can be realized by a weld or adhesive seam along the entire circumference of the two individual layers; but it can also be formed by a single layer of filter material is folded around one of its symmetry axes and the remaining open peripheral edges of the resulting two partial layers are welded or glued (so-called tubular bag).
  • a single layer of filter material per se may consist of one or more layers, which may be laminated, for example. Likewise, a single layer of folded filter material may be formed.
  • Flat bags in the sense of the present invention may also have so-called gussets. These side folds can be completely unfoldable.
  • a flat bag with such gussets is shown, for example, in DE 20 2005 000 917 U1 (see FIG. 1 there with folded side folds and FIG. 3 with folded side folds).
  • the gussets may be welded to portions of the peripheral edge.
  • Such a flat bag is shown in DE 10 2008 006 769 A1 (see there in particular Fig. 1).
  • flat bag is 2-dimensional structures immediately after production, ie before use have an inner volume which is substantially equal to zero.
  • a filter bag having an internal volume that is substantially zero is not necessarily a flat bag in the sense of the present invention.
  • bag shapes that have a bottom as shown for example in DE 20 2005 016 309 U1 or DE 20 2009 004 433 U1, are not flat bags, since they are not made of two individual layers with the same area, which are interconnected only at their peripheral edges , consist.
  • pouches which are already 3-dimensional structures after production and thus have a non-zero internal volume, as described, for example, in WO 00/00269 (see FIGS. 27 and 28) ) and DE 10 2007 060 748 (see there in particular Fig. 9) are shown, are not flat bags in the sense of the present invention.
  • a nonwoven filter bag in the sense of the present invention comprises a nonwoven filter material.
  • the nonwoven material used may be a dry-laid or wet-laid nonwoven fabric or an extrusion nonwoven fabric, in particular a melt-spun microfiber spunbonded nonwoven fabric or spunbonded nonwoven spunbonded nonwoven fabric. There may also be additional nanofiber layers.
  • the demarcation between wet-laid nonwovens, or nonwovens, and conventional wet laid paper is as shown below definition as used by EDANA (International Association Serving the Nonwovens and Related Industries). A conventional (filter) paper is therefore not a nonwoven.
  • the nonwoven fabric may comprise staple fibers or continuous fibers. Manufacturing technology can also provide several layers of staple fibers or continuous fibers, which are solidified to exactly one layer of nonwoven fabric.
  • the filter material may also be a laminate of a plurality of nonwoven fabric layers, such as filament spunbond fabric and meltblown nonwoven fabric (SMS, SMMS or SnxMS). Such a laminate may be laminated or calendered by means of a hot melt adhesive. The layer of meltblown nonwoven fabric may be creped.
  • nonwoven is used according to the definition according to ISO standard ISO 9092: 1988 or standard EN 29092.
  • nonwoven fabric or nonwoven and nonwoven fabric in the field of production of nonwovens are delimited and also as defined in the following
  • the loose or loose and still unconnected fibers and / or filaments are referred to as nonwoven or nonwoven fabric (Web) formed by a so-called non-woven binding step of such a nonwoven fabric
  • Web nonwoven or nonwoven fabric
  • a nonwoven fabric that has sufficient strength to be wound up into rolls in other words, a nonwoven fabric becomes self-supporting by solidification.
  • the nonwoven material may be present for a filter bag in the sense of the present invention as an unfolded layer or in turn have surface wrinkles. How such surface wrinkles can be formed results, for example, from European Patent Application 10163463.2.
  • a conventional vacuum cleaner in particular, a conventional vacuum cleaner apparatus in which filter bags of the above size are used, has a filter bag accommodating space whose length, width and height are each in the range between 10 cm and 20 cm.
  • the filter bag accommodating space according to the present invention is formed of rigid walls.
  • the filter bag receiving space can be provided as an integral part of the housing or as a partial housing of the vacuum cleaner.
  • No rigid walls in the sense of the invention have filter bag containment spaces consisting of a solid fabric known from the prior art in hand-held vacuum cleaners (see, for example, EP 0 161 790).
  • the above-mentioned proportions of filter bag and filter bag receiving space of the vacuum cleaner to the filter bag in the filter bag receiving space can not be fully deployed, but (in addition to the two superimposed individual layers) rather cover different areas of the superimposed individual layers or cover themselves areas of one or both of the individual layers themselves.
  • the proportions also lead to the fact that the filter bag can not fully unfold even during operation of the vacuum cleaner. This effect is further enhanced by the fact that the filter bags are used in the folded state in the filter bag receiving space.
  • the present invention has the object to provide a combination between vacuum cleaner and filter bag, which better exploit the properties inherent in the filter bag, such as dust holding capacity, separation efficiency and service life.
  • a device for vacuuming of the type mentioned which is characterized in that the ratio of the area of a rectangle corresponding to the opening area and the surface of the filter bag is greater than 0.70, preferably greater than 0.85, and most preferably greater than 1.0.
  • the area of the rectangle corresponding to the opening area is determined in the context of the present invention with the aid of the so-called minimally circumscribing rectangle, which is well known from image processing (see, for example, Tamara Ostwald, "Object Identification Using Regions Describing Characteristics in Hierarchically Partitioned Images”). , Aachener Kunststoffen Kunststoffen Kunststoffbericht Kunststoffus Kunststoffen Kunststoffusbericht, Volume 04, 2005.)
  • the opening area is in one plane (two-dimensional opening area with two-dimensional edge) or the opening area is extending beyond one plane (three-dimensional opening area with three-dimensional edge).
  • the area of the rectangle corresponding to the opening area is determined directly by the area of the minimally circumscribing rectangle of the two-dimensional edge of the opening area.
  • the area of the rectangle corresponding to the opening area represents a good and unambiguous approximation of the opening area of the vacuum cleaner device, which can be easily determined even with complex opening areas and opening edges.
  • the surface of a filter bag in the sense of the present invention is determined on the filter bag when it lies flat in a completely unfolded form, ie in a 2-dimensional form.
  • the gussets are fully unfolded to determine the area.
  • the filter bag has welded gussets, these are not taken into account when determining the area.
  • the area of a filter bag having a rectangular shape results from taking the filter bag out of its packaging, fully unfolding it, measuring its length and width, and multiplying them by one another.
  • the opening area in relation to the surface of the filter bag satisfies this relation, then it is ensured that the filter bag can be introduced into the filter bag receiving space essentially completely unfolded. An overlap of the two individual layers or an overlap of one of the two individual layers with itself is thus avoided. It is from the beginning of the suction to (for this filter bag) the majority of the entire filter surface of the filter bag available and the filter properties of the filter bag, especially the achievable for the filter bag dust holding capacity with high separation efficiency and long life, are thus optimally utilized from the beginning.
  • the object underlying the invention is also achieved by a device of the type mentioned, in which the ratio of the receiving volume of the filter bag in the filter bag receiving space to the maximum receiving volume of the filter bag greater than 0.70, preferably greater than 0.75, most preferably greater than Is 0.8.
  • the receiving volume of the filter bag in the filter bag receiving space is determined according to the present invention according to EN 60312, Chapter 2.7.
  • the maximum receiving volume of the filter bag is determined according to the present invention analogous to EN 60312, Chapter 2.7.
  • EN 60312, chapter 2.7 The only difference to EN 60312, chapter 2.7, is that the filter bag is freely suspended in a chamber, its volume at least so great that the filter bag is not prevented from fully expanding to its maximum possible size upon complete filling.
  • a cube-shaped chamber having an edge length equal to the root of the sum of the squares of maximum length and maximum width of the filter bag satisfies this requirement.
  • the filter bag receiving space is designed such that the filter bag provided for it fulfills the above-mentioned conditions, then it is ensured that the entire filter surface of the filter bag is available during the entire suction operation (until the bag is changed) and thus the filter bag becomes of the operation is optimally filled.
  • the filter properties of the filter bag in particular the dust absorption capacity achievable for the filter bag with high separation efficiency and long service life, are thus optimally utilized until the filter bag is changed.
  • the ratio of the surface of the filter bag receiving space and the surface of the filter bag may be greater than 0.90, preferably greater than 0.95, most preferably greater than 1.0.
  • the surface of the filter bag in the sense of the present invention is defined here as twice the area occupied by the filter bag when it lies flat in a completely unfolded form, ie in a 2-dimensional form.
  • the area of the entrance opening and the area of the welds are not taken into account as they are comparatively small in relation to the actual filter area.
  • any foldings provided in the filter material itself are disregarded.
  • the surface of a rectangular filter bag thus results simply from being taken out of its package, fully unfolded, measured its length and width, multiplied together and the result taken two times.
  • the surface of the filter bag receiving space in the sense of the present invention is defined as the surface that the filter bag receiving space would have if (if any) all the facilities (ribs, rib-shaped sections, stirrups, etc.) contained in the filter bag receptacle are provided so that the filter material of the filter bag remains away from the wall of the filter bag receiving space (which is necessary for a smooth filter material to ensure that any air can flow through the filter bag) are disregarded.
  • the surface of a cuboid filter bag receiving space with ribs thus results as maximum length times maximum width times maximum height of the filter bag receiving space without taking into account the dimensions of the ribs.
  • the surface of the filter bag accommodating space enters the above relation only as a lower limit, in order to determine whether a particular vacuum cleaner in combination with the filter bag makes use of the previously discussed embodiment, especially if the filter bag containing space is of complicated geometrical shape, alternatively the surface of a parallelepiped Body can be determined, which completely encloses the filter bag receiving space; the surface of such a body is obtained, for example, if one determines the surface of a cuboid with the edge lengths which correspond to the maximum extent of the actual filter bag receiving space in the length, width and height direction (length, width and height directions are of course orthogonal to one another) ,
  • the filter bag receiving space may be formed essentially of two curved surfaces.
  • the filter bag accommodation space may also be formed of two curved surfaces and one side surface, the side surface connecting the two curved surfaces along the circumference of the curved surfaces.
  • the flat bag may also be diamond-shaped.
  • a vacuum cleaner apparatus using diamond-shaped filter bags can be made less wide than a vacuum cleaner in which rectangular bags are used correspondingly (same fill volume).
  • Such a diamond-shaped filter bag has substantially the same filling characteristics as a rectangular bag, that is, as has been described in the last paragraph.
  • diamond-shaped filter bags and rectangular filter bags can be manufactured with the same amount of filter material for the same surface area.
  • Particularly advantageous with respect to the filling characteristics is a diamond shape with opposing angles in the range of 100 ° to 120 °. If these angles are, for example, 105 °, this results in a diamond shape with the angles 105 ° - 75 ° - 105 ° - 75 °.
  • the vacuum cleaner can be a vacuum cleaner.
  • Vacuum cleaners in the sense of the present invention are vacuum cleaner devices in which filter bag receiving space and vacuum cleaner motor are provided in a housing (which can also consist of two interconnected sub-housings), to this housing a hose and / or a pipe (to which or a dust receiving device, such as a floor nozzle, a suction brush, a furniture brush or the like) are connected and in which this housing is provided on rollers, so that in the suction only primarily the hose and / or pipe and the corresponding dust receiving device must be moved and secondarily it will be much heavier.
  • the surface of the filter bag accommodation space may comprise ribs and / or rib-shaped sections and / or stirrups
  • the filter bags consist of a filter material with a fold-shaped surface, and the height of the ribs and / or the rib-shaped sections and / or the stirrups is greater than that maximum fold height of the fold-shaped surface.
  • the filter bag receiving space is adapted to filter bags with surface folds, as are known, for example, from European patent application 10163463.2, in such a way that the surface folds can unfold completely and thus the maximum available filter area is impinged on in the suction mode.
  • the surface of the filter bag receiving space may be formed substantially smooth and the surface of the filter bag be profiled so that when placed in the vacuum cleaner filter bag most of the surface of the filter bag remains at a distance from the surface of the filter bag receiving space.
  • the present invention may be provided at least a portion of the wall of the filter bag receiving space a hole wall at a predetermined distance from the wall.
  • the filter bag accommodation space is formed by two curved surfaces (with or without side wall), then advantageously at least one of the curved surfaces, preferably the curved surface forming the bottom of the filter bag accommodation space, may have a hole wall at a predetermined distance.
  • a filter bag which can be used in a preferred manner in connection with the present invention.
  • This filter bag is a substantially rectangular or substantially diamond-shaped flat bag formed of nonwoven fabric and has an inlet opening such that the center of gravity of the area of the inlet opening has a shortest distance D E o to one of the four corners of the filter bag and the center of gravity of the surface of the filter bag has a shortest distance D FB to the same corner of the filter bag and meet EE D and D FB following relation: preferably D E o ⁇ 1/2 D FB and most preferably D E o ⁇ 1/4 D FB .
  • To determine the center of gravity of the surface of the filter bag is analogous to the determination of the surface, starting from the area that occupies the filter bag when it is flat on a base, so there is a 2-dimensional structure. If the filter bag has unwelded gussets, these are unfolded to determine the center of gravity. Welded gussets remain disregarded analogous to determining the area of the filter bag.
  • the filter bag with opposing angles in the range of 100 ° to 120 ° have a particularly advantageous filling characteristic.
  • the inlet opening is provided in one of the four corners of the filter bag (as opposed to the prior art rectangular flat bags in which the inlet opening is typically provided exactly in or near the center axis of the filter bag).
  • such filter bags can also be used in vacuum cleaner devices in which the filter bag receiving space is not adapted according to the invention to the bag. Even in such a case, the flow conditions can be improved over a rectangular filter bag in the form of a flat bag, without additional measures, such as deflection devices are required.
  • this has a holding plate on which an open at existing suction flow and closed at not existing suction flow closure for the filter bag is arranged in the form of a flap.
  • the closure is fastened with a hinge to the holding plate and the hinge is provided in the direction of the corner of the filter bag.
  • the invention provides a method of loading a filter bag into a filter bag containment space.
  • Fig. 1 is an oblique view of a first embodiment of the device for
  • Vacuuming according to the present invention in which the filter bag receiving space is closed; an oblique view of the embodiment shown in Figure 1, in which the filter bag receiving space is opened, so as to see the inserted filter bag.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the filter bag containing space of a second embodiment of the vacuuming apparatus according to the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the filter bag accommodation space of a third embodiment of the vacuuming apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of a section of a wall of the filter bag receiving space with inserted filter bag according to a fourth embodiment of the device for vacuuming according to the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a portion of a wall of the filter bag containing space with a filter bag loaded according to a fifth embodiment of the vacuuming apparatus according to the present invention.
  • Figs. 1 and 2 show a first embodiment of a vacuuming apparatus according to the present invention, wherein in Fig. 1 the filter bag accommodating space is closed and in Fig. 2 the filter bag accommodating space is opened. In Fig. 2, the filter bag is visible.
  • the vacuum cleaner shown in Fig. 1 is a floor vacuum cleaner having a housing consisting of a first part 210 and a second part 220 connected thereto.
  • the first part 210 in this case represents the filter bag receiving space.
  • the second part 220 is the engine of the vacuum cleaner.
  • a tube 211 is connected to the first part 210.
  • the filter bag accommodation space is formed from a first curved surface 212a and a second curved surface 212b.
  • Fig. 2 also a filter bag 230 can be seen.
  • This filter bag has the inlet port 231 provided in one of its corners.
  • the distance D E o of the center of gravity of the inlet opening from the corner is in the illustrated embodiment about ⁇ ⁇ the distance D F B of Center of gravity of the filter bag from the corner.
  • a flap 233 is provided which opens itself by the suction flow and which self-closes when the suction flow is interrupted. This is provided on a holding plate 232, by means of which the filter bag is fixed in the filter bag receiving space.
  • a filter bag is inserted with dovetail-shaped surface folds in the filter bag receiving space.
  • the ratio of the receiving volume of the filter bag in the receiving space V AR to its maximum receiving volume V Max and the ratio of the surface of the filter bag receiving space S A R to the surface of the filter bag SFüter for in Figs. 1 and 2 shown embodiment according to the invention and for a representative of the prior art device for vacuuming indicated.
  • the state-of-the-art device is the UltraOne ECO vacuum cleaner from AEG / Elektrolux with its associated S-Bag Ultra Long Perfume vacuum cleaner bag.
  • Fig. 3 shows a cross section through the filter bag receiving space of a second embodiment of the present invention.
  • the cross section here passes through the center of the filter bag receiving space along a first direction.
  • the cross section is similar to that shown in FIG.
  • the filter bag accommodation space consists of two curved surfaces 400a and 400b.
  • Fig. 4 shows a cross section through the filter bag receiving space of a third embodiment of the present invention.
  • the filter bag receptacle Meraum next to two curved surfaces 500a and 500b on a side surface 500c, which connects the two curved surfaces at their periphery.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of a section of a wall of the filter bag receiving space 610 with a filter bag 620 inserted according to a fourth embodiment of the vacuuming device according to the present invention.
  • the wall 610 has ribs 61 1 in this embodiment.
  • the filter bag 620 has so-called dovetail folds 621.
  • the maximum fold height of the dovetail folds 621 (that is, the height when fully folded out) is less than the height of the ribs 61 1.
  • the effective filter area can be greatly increased. This allows a highly efficient combination of vacuum cleaner and filter bag to be realized.
  • FIG. 6 a cross-sectional view of a section of a wall of the filter bag receiving space 710 with a filter bag 720 inserted according to a fifth embodiment of the vacuuming device according to the present invention is shown.
  • the surface of the wall of the filter bag accommodating space 710 is smooth.
  • the surface of the filter bag 720 is profiled by standing folds, so that most of the surface of the filter bag remains at a distance from the surface of the filter bag receiving space. Also in this embodiment, the effective surface area of the filter material can be increased, which is also a highly efficient combination of vacuum cleaner and filter bag.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filters For Electric Vacuum Cleaners (AREA)

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 Filterbeuteiaufnahmeraum mit starren Wänden aufweist, wobei der Filterbeuteiaufnahmeraum eine durch eine Klappe verschließbare Öffnung mit einer vorgegebenen Öffnungsfläche aufweist, durch die der Filterbeutel in den Filterbeuteiaufnahmeraum 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

Vorrichtung zum Staubsaugen mit Staubsaugergerät und Filterbeutel
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 sie nicht 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 Extrusi- onsvliesstoff, insbesondere ein schmelzgesponnener Mikrofaserspinnvliesstoff (Meltblownv- liesstoff) 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 EDANA (International Association Serving the Non- wovens 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 SnxMS). 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 1cm. 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 χ 30cm χ 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 Pn (n = 1 ,... ,N) festgelegt werden. Dann wird der Schwerpunkt SP dieses dreidimensionalen Randes ermittelt und der Abstand d„ eines jeden der N Punkte Pn zu dem Schwerpunkt SP ermittelt. Hieraus ergibt sich dann eine Punktemenge in Polarkoordinaten Kn (dn; (360xn/N)°). Lässt man N sehr groß werden, dann wird aus dieser Punktmenge ein dem dreidimensionalen Rand entsprechender zwei- dimensionaler 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 Filterbeutelaufnahme- räum 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 beein- flusst 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 einen weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung und aller zuvor beschriebenen Weiterbildungen kann der Flachbeutel auch rautenförmig sein. Hierdurch kann insbesondere im Zusammenhang mit einem Filterbeutelaufnahmeraum, der zwei gekrümmte Flächen aufweist (sowohl im Fall mit als auch im Fall ohne Seitenfläche), eine größere Flexibilität in Bezug auf die Breite des Staubsaugergeräts erzielt werden. So kann ein Staubsaugergerät, bei dem rautenförmige Filterbeutel verwendet werden, weniger breit als ein Staubsaugergerät, in dem entsprechend (gleiches Füllvolumen) rechteckige Beutel verwendet werden, ausgebildet werden. Ein solcher rautenförmiger Filterbeutel hat im Wesentlichen dieselbe Füllcharakteristik wie ein rechteckiger Beutel, also wie sie im letzten Absatz beschrieben worden ist. Im Übrigen können rautenförmige Filterbeutel und rechteckige Filterbeutel bei gleicher Oberfläche mit derselben Menge an Filtermaterial hergestellt werden.
Besonders vorteilhaft in Bezug auf die Füllcharakteristik ist hierbei eine Rautenform mit einander gegenüberliegenden Winkeln im Bereich von 100° bis 120°. Betragen diese Winkel beispielsweise 105°, ergibt sich somit eine Rautenform mit den Winkeln 105° - 75° - 105° - 75°.
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 oder im Wesentlichen rautenförmiger Flachbeutel und weist eine Einlassöffnung auf, derart dass der Schwerpunkt der Fläche der Einlassöffnung einen kürzesten Abstand DEo zu einer der vier Ecken des Filterbeutels hat und der Schwerpunkt der Fläche des Filterbeutels einen kürzesten Abstand DFB ZU derselben Ecke des Filterbeutels hat und DEÖ und DFB folgende Relation erfüllen:
Figure imgf000013_0001
vorzugsweise DEo < 1/2 DFB und höchst vorzugsweise DEo < 1/4 DFB.
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.
Im Fall des rautenförmigen Filterbeutels hat sich gezeigt, das Filterbeutel mit einander gegenüber liegenden Winkeln im Bereich von 100° bis 120° eine besonders vorteilhafte Füllcharakteristik haben.
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; 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 DEo des Schwerpunkts der Einlassöff- nung von der Ecke beträgt in der gezeigten Ausführung etwa ΛΑ der Entfernung DFB 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 FRE zur Filterfläche FFiiter. das Verhältnis des Aufnahmevolumens des Filterbeutels in dem Aufnahmeraum VAR zu seinem maximalen Aufnahmenvolumen VMax sowie das Verhältnis aus Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums SAR zur Oberfläche des Filterbeutels SFüter 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 Perfo- mance.
FRE/Fpüter VAR/V 3X SAR Spjiter
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 Filterbeutelaufnah- meraum 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 61 1 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 61 1. 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 hoch- effiziente Kombination aus Staubsaugergerät und Filterbeutel darstellt.

Claims

Patentansprüche
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 höchst- vorzugsweise größer als 1 ,0 ist.
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 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.
3. 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.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, in welcher der Filterbeutelaufnahmeraum im Wesentlichen aus zwei gekrümmten Flächen gebildet ist.
5. 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.
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, in welchem der Flachbeutel rautenförmig ist.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, in welchem die Rautenform zwei einander gegenüber liegende Winkel in einem Bereich von 100° bis 120° aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, in welcher das Staubsaugergerät ein Bodenstaubsauger oder ein Handstaubsaugergerät ist.
9. 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.
10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, 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.
1 1 . Vorrichtung nach Patentanspruch 10, in welcher die Profilierung des Filterbeutels Falten aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, in welcher vor wenigstens einem Teil der Wand des Filterbeutelaufnahmeraums eine Lochwand mit einem vorbestimmten Abstand von der Wand vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Patentanspruch 12 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.
14. Filterbeutel, insbesondere zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, welcher ein aus Vliesstoff gebildeter im Wesentlichen rechteckiger oder ein im wesentlichen rautenförmiger Flachbeutel ist und eine Einlassöffnung aufweist, in welchem der Schwerpunkt der Fläche der Einlassöffnung einen kürzesten Abstand DEÖ ZU einer der vier Ecken des Filterbeutels hat und der Schwerpunkt der Fläche des Filterbeutels einen kürzesten Abstand DFB ZU derselben Ecke des Filterbeutels hat dadurch gekennzeichnet, dass DEÖ und DFB folgende Relation erfüllen:
DEÖ < 2/3 DFB, vorzugsweise DEo < 1 /2 DFB und höchst vorzugsweise DEo < 1/4 DFB-
15. Filterbeutel nach Patentanspruch 14, in welchem die Rautenform zwei einander gegenüber liegende Winkel in einem Bereich von 100° bis 120° aufweist.
16. Filterbeutel nach Patentanspruch 14 oder 15, 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.
17. Filterbeutel nach Patentanspruch 16, in welchem der Verschluss mit einem Scharnier an der Halteplatte befestigt ist und das Scharnier in Richtung zur Ecke des Filterbeutels zeigt.
18. 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.
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