Beschreibung
Hintergrund der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für einen Staubsauger,
welche einer in einem Staubraum des Staubsaugers angeordneten Staubabscheideeinheit
vor-, zwischen- oder nachschaltbar ist, wobei die Filtereinrichtung zumindest ein
Filtermedium und zumindest eine Trägerstruktur aufweist.
Stand der Technik
[0002] Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die
DE 10 2006 009 257 B3 bekannt, welche ein Filter für einen Staubsauger offenbart, welche sich durch einen
kassettenartigen Grundrahmen und einem daran angelenkten Abdeckrahmen auszeichnet,
welche durch eine Scharniereinrichtung miteinander verbunden und an wenigstens ein
Filtermedium angespritzt sind. Nachteilig an einem solchen Filter kann sein, dass
die Seitenwände des Grundrahmens oder des Abdeckrahmens in einem zusammengeklappten
Zustand der Filterkassette einerseits an den Seitenflächen mit luftundurchlässigen
Wänden ausgebildet sind oder andererseits das Filtermedium in den Scharnierbereichen
abdecken, wobei diese Flächen keine Saugluftfilterung ermöglichen können.
[0003] Aus der
DE 43 17 715 C1 ist eine Filterkassette für einen Staubsauger bekannt, die aus einem kassettenartigen
Grundrahmen und einem darin angelenkten Abdeckgitter besteht und bei der zwischen
den Grundrahmen und dem Abdeckgitter ein plattenförmiges Filterelement eingefügt ist,
welche die Filterkassette vor einer in einer des Staub- und Gebläseraum des Staubsaugers
trennenden Zwischenwand vorgesehenen Durchtrittsöffnung abgedichtet angeordnet ist.
Weiter sind einteilige Filterkassetten bekannt, bei denen das flächige Filtermaterial
in den Grundrahmen, bzw. in das Abdeckgitter mit angespritzt ist. Nachteilig an solchen
Filterkassetten kann sein, dass bei den handelsüblichen Staubbeuteln das flexible
Filtermedium des Staubbeutels an der Filterkassette anliegt und dadurch zumindest
ein Durchströmen mit Saugluft erschwert wird, bzw. einen erhöhten Strömungswiderstand
zur Folge hat oder dass die komplette Filterfläche durch einen besonders prall gefüllten
Staubbeutel vollflächig die Filterkassette verschließt.
Der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte
Filtereinrichtung für einen Staubsauger bereitzustellen. Insbesondere soll selbst
bei prall gefüllten Staubbeuteln ein weitgehend ungehinderter Saugluftstrom bereitgestellt
werden. Weiter soll eine Filtereinrichtung bereitgestellt werden, die bei unveränderter
Anschlussgeometrie eine vergrößerte Filterfläche bereitstellt. Weiter soll die Filtereinrichtung
zusätzliches Filtermaterial mit alternativen Filtereigenschaften aufnehmen können.
Erfindungsgemäße Lösung
[0005] Die Bezugszeichen in den Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen
lediglich deren Lesbarkeit verbessern.
[0006] Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch eine Filtereinrichtung für einen
Staubsauger mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
[0007] Unter einem Staubsauger sind mit elektrischer Energie betriebene Geräte zur Aufnahme
von Staub zu verstehen, wobei sowohl netzbetriebene als auch Batterie- oder Akku-Geräte
eingeschlossen sind. Unter einer Staubabscheideeinheit ist eine Vorrichtung zu verstehen,
in welcher die mit Schmutz beladene Saugluft von dem Schmutz gereinigt werden kann.
Beispielsweise kann eine solche Staubabscheideeinheit einen Filterbeutel mit oder
ohne Korb, oder einen Fliehkraftabscheider aufweisen. Vorteilhafter Weise kann sich
die Staubabscheideeinheit in einem Staubraum befinden.
[0008] Um die erfindungsgemäße Geometrie der Filtereinrichtung zu beschreiben, wurde auf
die Flächensenkrechte und die Menge paralleler Ebenen als geometrisches Hilfsmittel
zurückgegriffen. Unter einer Flächensenkrechten des Filtermediums sind die unendlich
vielen Geraden zu verstehen, die auf der von der Luft zu durchströmenden Filterfläche
des Filtermediums senkrecht stehen. Die Menge paralleler Ebenen umfasst unendlich
viele Ebenen, die zueinander parallel sind. Sie kann den gesamten, dreidimensionalen
Raum ausfüllen. Der aus dem Stand der Technik aus Dokument
DE 10 2006 009 257 B3 bekannte Filter fällt nicht unter den Schutzanspruch, da eine Menge paralleler Ebenen
existiert, die sämtliche Flächensenkrechte des Filtermediums enthält. Werden die Ebenen
dieser Menge beispielsweise so gewählt, dass sie senkrecht auf dem linienförmigen
Knick des Filtermediums stehen, der in
DE 10 2006 009 257 B3 in Fig. 5 als gestrichelte Linie dargestellt ist, dann sind sämtliche Flächensenkrechte
des Filtermediums in der Menge paralleler Ebenen enthalten.
[0009] Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung kann vorteilhafter Weise in einem Staubsauger
zur Filterung eines Luftstroms verwendet werden, insbesondere da der erfindungsgemäße
Filter insbesondere luftdurchlässig sein kann, und eine rückhaltende Wirkung auf Partikel
aufweisen kann. Eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung kann in einem Staubsauger
vorteilhaft eingesetzt werden, da sich beispielsweise trotz einer Staubabscheideeinheit
immer noch Partikel in der Saugluft befinden können. Besonders vorteilhaft kann diese
Filtereinrichtung als Motorschutz- oder Abluftfilter eingesetzt werden. Unter einem
Motorschutzfilter kann ein Filter verstanden werden, der sich in einer Ansaugöffnung
einen Staubsaugermotors befinden kann. Dieser Motorschutzfilter kann für einen Schutz
des Motors vor Partikeln in der angesaugten Luft bei fehlender Staubabscheideeinrichtung,
beispielsweise hervorgerufen durch eine Fehlbedienung, sorgen. Ein weiterer Vorteil
eines Motorschutzfilters kann sein, dass der Motor vor Partikeln geschützt wird, die
nicht von der Staubabscheideeinrichtung aufgenommen wurden. Ein Abluftfilter kann
vorteilhafter Weise die aus einem Staubsauger austretende Luft von Partikeln reinigen,
die beispielsweise aus dem Abrieb der Kohlebürsten des Staubsaugermotors entstehen
können, oder die für den Benutzer eine Gesundheitsgefährdung darstellen können. Unter
einem Grundrahmen der Trägerstruktur einer Filtereinrichtung kann der Teil der Trägerstruktur
verstanden werden, der sich an der Eintritts- oder Austrittsfläche eines Saugluftstroms
befinden kann und diese abdichten kann.
[0010] Eine Verbindung von dem Filtermedium mit der Trägerstruktur kann vorteilhafter Weise
die Entstehung von Bypasskanälen verhindern. Ein Bypasskanal an einem Filter kann
auch als Leckage des Filters bezeichnet werden. Solche Bypasskanäle, durch die staubbeladene
Luft strömen kann, können die Effektivität eines Filters verringern, und können durch
Verwendung einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung beispielsweise bei einem Motorschutzfilter
vorteilhafter Weise vermieden werden. Außerdem kann durch die Verbindung von dem Filtermedium
mit der Trägerstruktur die Verwendung von verschiedenen Filtermedien vorteilhafter
Weise ermöglicht werden. Ein weiterer Vorteil kann sein, dass das Filtermedium nicht
versteift werden muss, da es von der Trägerstruktur gehalten werden kann.
[0011] Die Filtereinrichtung kann durch die dreidimensionale Geometrie des Filtermediums,
bei einer vorhandenen Eintritts- oder Austrittsfläche eines Saugluftstromes eine vergrößerte
zu durchströmende Fläche als die Eintritts- oder Austrittsfläche des Saugluftstroms
selbst zur Verfügung stellen. Somit kann die von der Luft durchströmte Filterfläche
bei unveränderter Anschlußgeometrie vorteilhafter Weise vergrößert werden. Zudem wird
vorteilhafter Weise ermöglicht, dass der Luftstrom in verschiedenen Raumrichtungen
das Filtermedium durchströmt. Im Folgenden wird als Hauptfilterfläche die Filterfläche
bezeichnet, die in der Hauptrichtung des Luftstroms durchströmt wird. Alle weiteren
Filterflächen, die von Luft durchströmt werden, werden als Nebenfilterflächen bezeichnet.
Dabei ergibt sich vorteilhafter Weise der überraschende Effekt, dass durch Anbringen
von Nebenfilterflächen Druckverluste an der Filtereinrichtung verringert werden können,
und es sich eine größere Luftmenge zum Durchströmen des Filters ergibt. Die Saugleistungskonstanz
lässt sich vorteilhafter Weise auch dadurch erhöhen, dass sich beispielsweise die
Flächen eines Staubsaugerbeutels nicht an die Nebenfilterflächen anlegen können.
Bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung
[0012] Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander
eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0013] In einer bevorzugten Ausführung ist das Filtermedium aus einem flächigen Material
gefertigt. Besonders vorzugsweise wird ein plattenartiges Filtermedium verwendet.
Unter einem flächigem oder plattenartigem Filtermedium ist ein Filtermedium zu verstehen,
das sich in zwei Raumrichtungen erstreckt, und das in einer dritten Raumrichtung nur
eine geringe Ausdehnung aufweist. Besonders vorzugsweise wird ein bandartiges, wickelbares
oder rollbares Filtermedium verwendet. Vorteilhafter Weise kann hierdurch auf handelsübliches,
flächiges Filtermedium zurückgegriffen werden. Zudem wird vorteilhafter Weise ermöglicht,
ohne Umstellung der Filterherstellung leicht auf ein anderes Filtermedium auszuweichen.
[0014] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Filtermedium
einen rechteckigen Zuschnitt auf. Vorteilhafter Weise können dadurch Stoßkanten reduziert
werden. Da kein Zuschnittsabfall entsteht, kann vorteilhafter Weise eine materialsparende
Herstellung ermöglicht werden. Weiterhin kann vorteilhafter Weise verhindert werden,
dass Bypasskanäle an den Stoßkanten, Binde- oder Übergangsstellen entstehen. Besonders
vorzugsweise ist das Filtermedium zumindest an einem Grundrahmen der Trägerstruktur
befestigt. Natürlich sind auch weitere bevorzugte Ausführungsformen denkbar, in denen
das Filtermedium einen runden oder elliptischen Zuschnitt aufweist, oder der Zuschnitt
des Filtermediums einer Abwicklung eines Kegelstumpfes entspricht.
[0015] Vorzugsweise weist das Filtermedium zumindest einen Einschnitt auf. Unter einem Einschnitt
ist eine beliebige, linienförmige Unterbrechung des Filtermediums zu verstehen, bei
dem vorteilhafter Weise kein Zuschnittsabfall entsteht. Als linienförmig sind sämtliche
eindimensionale Kurven, also beispielsweise auch Bögen einzustufen. Unter einem Einschnitt
kann beispielsweise auch ein Schlitz verstanden werden, der zwei Enden aufweist, die
sich beide im Filtermedium befinden. Ein Einschnitt, der nicht als Schlitz bezeichnet
werden kann, führt beispielsweise von der Seite des Materials in das Material hinein,
und hat somit nur ein Ende das sich im Filtermedium befindet. Vorteilhafter Weise
können Einschnitte an den Stellen des Filtermediums mit der größten Verformung vorgenommen
werden, um zu einer Verringerung der Faltenbildung, beispielsweise bei der Verbindung
des Filtermediums mit der Trägerstruktur, beizutragen.
[0016] Die Erfindung weiterbildend ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Filtermedium zumindest
eine Ausnehmung aufweist. Unter Ausnehmung ist ein Materialabtrag, beispielsweise
an den Ecken eines rechteckigen Zuschnittes des Filtermediums zu verstehen. Vorteilhafter
Weise kann hierdurch die Faltenbildung weiter verringert werden. Eine kastenförmige
Trägerstruktur der Filtereinrichtung mit verringerter oder ohne Faltenbildung an den
Kanten kann somit vorteilhafter Weise ermöglicht werden. Die Menge des entstehenden
Zuschnittsabfalls kann vorteilhafter Weise durch Wahl einer geeigneten Geometrie der
Trägerstruktur minimiert werden.
[0017] Vorzugsweise weist das Filtermedium zumindest einen Knick auf. Vorteilhafter Weise
kann hierdurch die Größe der luftdurchströmten Flächen erhöht werden. Weiterhin kann
vorteilhafter Weise ein vollständiges Bedecken der Filterflächen durch den Filterbeutel
vermieden werden, wodurch Druckverluste am Staubsaugerfilter verringert werden können,
und eine Verbesserung der Saugleistungskonstanz erreicht werden kann.
[0018] Erfindungsgemäß bevorzugt definieren die von dem Filtermedium gebildeten Filterflächen
einen pyramidenstumpfartigen oder einen quaderförmigen Raum. Bei einer festgelegten
Größe einer Öffnung, beispielsweise einer Ansaugöffnung des Staubsaugermotors oder
einer Austrittsöffnung des Staubsaugers, kann die von der Luft durchströmte Filterfläche
mit einem geringen Materialeinsatz des Filtermediums vorteilhafter Weise weiter vergrößert
werden. Die Durchführung eines Versuchs an einer bevorzugten Ausführungsform mit einem
quaderförmigem Raum ergab, dass bei Einführung von Nebenfilterflächen mit einem Anteil
von ca. 30% an der Gesamtfläche, die Erhöhung der maximalen Luftmenge ca. 2.5% betragen
kann, und dass eine Verbesserung der Saugleistungskonstanz von ca. 11% möglich sein
kann. Vorteilhafter Weise kann die Filtereinrichtung mit pyramidenstumpfartigem oder
quaderförmigem Raum ein geringes Volumen einnehmen und kann damit platzsparend in
dem Staubsauger verbaut werden, ohne beispielsweise das Volumen der Staubabscheideeinheit
im Staubraum wesentlich zu verringern. Natürlich sind auch weitere bevorzugte Ausführungsformen
denkbar, in denen die von dem Filtermedium gebildeten Filterflächen einen Raum definieren,
der die Form eines Zylinders, eines Kegelstumpfs oder einer Halbkugel aufweist. In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Hauptfilterfläche größer sein
als beispielsweise die Ansaugöffnung, wodurch die von der Luft durchströmte Filterfläche
vorteilhafter Weise noch weiter maximiert werden kann. Der von den Filterflächen definierte
Raum würde in diesem Fall einem, bezüglich der vorherigen Ausführungen umgekehrten
Pyramidenstumpf entsprechen. In einer alternativen Ausgestaltung kann die von den
Filterflächen gebildete Filterfläche die Form eines Keils einnehmen, wodurch Behälter
aus dem Staubraum einfacher entnommen werden können.
[0019] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Trägerstruktur
zumindest eine Kante auf, an der das Filtermedium befestigt werden kann. Besonders
vorzugsweise wird ein Filtermedium verwendet, das einen rechteckigen Querschnitt aufweist,
und das an den Kanten der Trägerstruktur fixiert werden kann. Besonders vorzugsweise
ist das Filtermedium zumindest an einem Grundrahmen der Trägerstruktur befestigt.
Da es bei dem Filtermedium vor allem an den Kanten der Trägerstruktur zu Faltenbildung
kommen kann, sind die Kanten der Trägerstruktur breit genug ausgelegt, um die Falten
das Filtermediums aufnehmen und das Filtermedium zuverlässig an der Trägerstruktur
befestigen zu können. Besonders vorzugsweise beträgt die Breite der Kante das drei-
bis fünffache einer für eine bestimmte Befestigungsmethode minimalen Breite. Besonders
vorzugsweise wird das Filtermedium zuerst an ein Werkzeug, das die Negativform der
Trägerstruktur aufweisen kann, angelegt, um anschließend von dem Werkzeug in die Trägerstruktur
eingelegt und mit der Trägerstruktur verbunden zu werden. Das Anlegen des Filtermediums
an das Werkzeug kann besonders vorzugsweise durch einen Schieber oder durch Anblasen
mittels einer Düse stattfinden. Alternativ kann das Filtermedium aufgrund der Passgenauigkeit
des Werkzeugs mit der Trägerstruktur die Form der Trägerstruktur während des Einlegens
in die Trägerstruktur zufällig annehmen. Bei geeigneter Wahl der Geometrie der Kanten
oder des Befestigungsverfahren können vorteilhafter Weise bei Knicken oder Überlappungen
des Filtermediums an den Kanten Bypasskanäle vermieden werden.
[0020] Vorzugsweise weist die Trägerstruktur Sprossen und Fenster auf. Besonders vorzugsweise
weist die Trägerstruktur eine Gitterstruktur auf. Besonders vorzugsweise ist die Trägerstruktur
ein Spritzgußteil. Vorteilhafter Weise können die Sprossen zur Stabilisierung der
Trägerstruktur und zur Befestigung des Filtermediums verwendet werden. Die Fenster
dienen dabei vorteilhafter Weise zur Luftdurchströmung.
[0021] Erfindungsgemäß bevorzugt wird das Filtermedium mit einem Spritzwerkzeug an der Trägerstruktur
angespritzt. Vorteilhafter Weise bilden Filtermedium und Trägerstruktur dadurch eine
Einheit, und sind unverlierbar, zuverlässig oder mechanisch belastbar miteinander
verbunden. Besonders vorzugsweise können die beim Einlegen des Filtermediums entstandenen
Knicke oder Falten derart mit der Trägerstruktur verschmolzen werden, dass das Filtermedium
eine Einheit ohne Knicke oder Falten mit der Trägerstruktur bilden kann. Dies kann
sich bei einer Trägerstruktur die zumindest eine Kante aufweist als besonderer Vorteil
darstellen, da es bei Kanten vermehrt zu Faltenbildung kommen kann. Vorteilhafter
Weise können so Bypasskanäle vermieden werden. Besonders vorzugsweise wird die Verbindung
zwischen Filtermedium und Trägerstruktur punktuell oder linienförmig vorgenommen.
Besonders vorzugsweise wird bei Anspritzen des Filtermediums dieses zumindest partiell
an der Trägerstruktur befestigt. Besonders vorzugsweise ist das Filtermedium zumindest
an einem Grundrahmen der Trägerstruktur befestigt. Natürlich sind auch alternative
bevorzugte Ausführungsformen denkbar, in denen Filtermedium und Trägerstruktur durch
Verschweißen, beispielsweise durch Ultraschallverschweißen, oder durch Kleben miteinander
verbunden sind. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine saumförmige
Befestigung das Filtermedium mit der Trägerstruktur verbinden.
[0022] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform definieren die von dem Filtermedium
gebildeten Filterflächen einen Raum, der ein Zusatzmaterial enthält. Der zusätzliche
Bauraum kann vorteilhafter Weise Filtermedien mit alternativen Eigenschaften, wie
beispielsweise einen HEPA-Filter zur Filterung kleiner Partikel, einen Aktivkohlefilter
zur Geruchsbindung, feuchtigkeitsabsorbierendes Material wie beispielsweise Silicagel
oder geruchsabgebende Stoffe, wie z.B. Kaffee, Zitrone oder Tannenduft enthalten.
[0023] Vorzugsweise weist die Trägerstruktur Abstandshalter auf. Vorteilhafter Weise wird
hierdurch vermieden, dass ein Staubbeutel sich vollflächig an die betreffende, von
der Luft durchströmte Filterfläche anlegen kann. Es kann eine vorteilhafte Hinterströmung
des Staubbeutels selbst bei prall gefülltem Staubbeutel erzielt werden, wodurch ein
weitgehend ungehinderter Saugluftstrom und damit eine hohe Saugleistungskonstanz erreicht
werden kann.
[0024] Vorzugsweise ist die Filtereinrichtung austauschbar. Besonders vorzugsweise ist eine
als Motorschutzfilter, die sich zwischen Staubabscheideeinrichtung und Ansaugöffnung
des Staubsaugermotors befinden kann, oder eine als Abluftfilter, die sich hinter dem
Gebläse und Motor an dem Staubsaugergehäuse befinden kann, verwendete Filtereinrichtung
austauschbar. Vorteilhafter Weise kann der verstopfte Filter so leicht von dem Benutzer
durch einen neuen Filter ersetzt werden.
[0025] Die Erfindung weiterbildend ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Filtereinrichtung
Mittel zur Fixierung an dem Staubsauger aufweist. Besonders vorzugsweise kann das
Filterelement federnde Halterippen, Schnapphaken oder Schienen mit spielausgleichenden
Federelementen für eine dichtende Anlage aufweisen. Vorteilhafter Weise kann hierdurch
unbeabsichtigtes Herauslösen vermieden, oder eine höhere Abdichtung erreicht werden.
Besonders vorzugsweise kann die Filtereinrichtung ein zusätzliches Dichtelement, wie
beispielsweise eine Gummidichtung, aufweisen.
[0026] Die vorliegende Erfindung erleichtert mit einfachen konstruktiven und kostengünstigen
Mitteln die Bereitstellung einer Filtereinrichtung, welche bei einer vorhandenen Eintritts-
oder Austrittsfläche eines Saugluftstroms eine vergrößerte zu durchströmende Filterfläche
als die Eintritts- oder Austrittsfläche des Saugluftstroms selbst zur Verfügung stellt.
Weiter kann flächiges oder plattenartiges Filtermedium bei weitgehender Vermeidung
von Zuschnittsabfall verwendet werden. Ebenso wird zusätzlicher Bauraum für weitere
Filtermedien mit alternativen Eigenschaften bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung
eignet sich als Vor-, Zwischen- oder Nachfilter.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
[0027] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an Hand dreier in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt
ist, näher beschrieben.
Es zeigen schematisch:
[0028]
- Fig. 1
- einen Staubsauger mit Filtereinrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
- Fig. 2
- eine Trägerstruktur für eine Filtereinrichtung gemäß Fig. 1 in einer perspektivischen
Ansicht;
- Fig. 3
- eine Trägerstruktur gemäß Fig. 2 in einer Ansicht von unten;
- Fig. 4
- eine Filtereinrichtung gemäß Fig. 1 mit einer Trägerstruktur und einem Filtermedium
in einer Ansicht von unten;
- Fig. 5
- eine Filtereinrichtung mit einer Trägerstruktur und einem Filtermedium in einer Schnittdarstellung
entlang der Linie A-A' aus Fig. 4;
- Fig. 6
- eine Detail der Filtereinrichtung nach Detail B aus Fig. 5;
- Fig. 7
- eine Filtereinrichtung gemäß Fig. 1 mit einer Trägerstruktur, einem Filtermedium und
einem Zusatzmaterial in Schnittdarstellung entlang der Linie A-A' aus Fig. 3;
- Fig. 8
- ein nicht mit einer Trägerstruktur verbundenes Filtermedium mit einem Einschnitt und
einer Ausnehmung in einer perspektivischen Ansicht;
und schließlich
- Fig. 9
- eine Filtereinrichtung in einer perspektivischen Ansicht in einer keilförmigen Ausführung.
Ausführliche Beschreibung anhand von drei Ausführungsbeispielen
[0029] Bei der nachfolgenden Beschreibung dreier bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
[0030] Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten
Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
[0031] Das erste Ausführungsbeispiel wird im Folgenden anhand der Fig. 1 bis 7 erläutert.
In Fig. 1 dargestellt ist ein Staubsauger 2 mit einer Filtereinrichtung 1, die ein
Filtermedium 4 und eine Trägerstruktur 5 aufweist, wobei das Filtermedium 4 mit der
Trägerstruktur 5 verbunden ist. Die Filtereinrichtung 1 wird als Motorschutzfilter
eingesetzt, und ist vor der Ansaugöffnung 19 des nicht dargestellten Staubsaugermotors
austauschbar angebracht. Die Filtereinrichtung 1 ist dabei einer nicht dargestellten
Staubabscheideeinheit, die in dem Staubraum 3 angeordnet werden kann, nachgeschaltet,
und kann den Motor vor Partikeln in der angesaugten Luft bei fehlender Staubabscheideeinrichtung
schützen. Die Filtereinrichtung 1 dichtet dabei die Ansaugöffnung 19 vollständig ab,
wodurch sämtliche, von dem Staubsaugermotor angesaugte Luft das Filtermedium 4 passieren
muss, und dadurch von Partikeln befreit wird. Die Filtereinrichtung 1 ist austauschbar,
so dass bei verschmutztem Filtermedium 4 der Benutzer die gesamte Filtereinrichtung
1 herausnehmen und durch eine neue ersetzen kann.
[0032] Fig. 2 zeigt die Trägerstruktur 5 der Filtereinrichtung 1 nach Fig. 1. Die Trägerstruktur
5 weist vier Kanten 13 auf, an denen das Filtermedium 4 befestigt werden kann. Außerdem
weist die Trägerstruktur 5 Sprossen 14 auf, die eine weitere Befestigungsmöglichkeiten
für das Filtermedium 4 darstellen, und die eine gitterähnliche Struktur bilden. Die
Fenster 15 der Trägerstruktur 5, die durch Sprossen 14, Kanten 13und den Grundrahmen
20 der Trägerstruktur 5 gebildet werden, dienen zur Luftdurchströmung. Die Abstandshalter
17 sollen vermeiden, dass sich ein Staubbeutel vollflächig an die von der Luft durchströmten
Filterflächen 10, 11, 12 anlegen kann. Außerdem können die Abstandshalter 17 bewirken,
dass selbst bei gefülltem Staubbeutel eine Hinterströmung des Staubbeutels erzielt
werden kann. Zudem befinden sich Mittel zur Fixierung 18 an der Trägerstruktur 5,
die ein unbeabsichtigtes Herauslösen der Filtereinrichtung 1 verhindern sollen.
[0033] Fig. 3 zeigt die Trägerstruktur 5 nach Fig. 2 aus einer Ansicht von unten. Besonders
deutlich stellen sich in dieser Ansicht die Kanten 13 der Trägerstruktur dar, an denen
das Filtermedium 4 befestigt werden kann. Aufgrund des rechteckigen Zuschnitts des
Filtermediums 4 kommt es besonders an den Kanten 13 der Trägerstruktur 5 zu Faltenbildung
des Filtermediums 4. Die Kanten 13 sind so ausgebildet sind, dass sie Falten des Filtermediums
4 aufnehmen können, und dass das Filtermedium 4 zuverlässig an ihnen befestigt werden
kann.
[0034] Fig. 4 zeigt die Trägerstruktur 5 nach Fig. 3, die mit einem Filtermedium 4 verbunden
ist. Ein Schnitt entlang der Linie A-A' ist in Fig. 5 gezeigt. Fig. 6 zeigt Detail
B aus Fig. 5. Das aus einem flächigen Material gefertigte Filtermedium 4 wurde mit
einem Spritzwerkzeug an der Trägerstruktur 5 angespritzt, und weist einen rechteckigen
Zuschnitt auf. Die beim Einlegen des Filtermediums 4 in die Trägerstruktur 5 entstandenen
Knicke oder Falten werden so mit der Trägerstruktur verschmolzen, dass sich ein einheitliches
Material darstellt. Dies ist besonders an den Kanten 13 wichtig, da es bei Kanten
vermehrt zu Faltenbildung kommen kann. So können Bypasskanäle vermieden werden, durch
die staubbeladene Luft in den Motorraum gelangen kann. Beim Anspritzen des Filtermediums
4 an die Trägerstruktur 5 entsteht eine unverlierbare, zuverlässige und mechanisch
belastbare Verbindung. Das Filtermedium 4 verbunden mit der Trägerstruktur 5 bildet
fünf Filterflächen 10, 11, 12, eine Hauptfilterfläche 10, zwei lange Nebenfilterflächen
11 und zwei kurze Nebenfilterflächen 12, die von Saugluft durchströmt werden können.
Die von dem Filtermedium gebildeten Filterflächen 10, 11, 12 definieren einen pyramidenstumpfartigen
Raum. Durch das Befestigen des aus einem flächigen Material gefertigten Filtermediums
4 an die Trägerstruktur 5 weist das Filtermedium 4 Knicke 9 beispielsweise an Übergangsstellen
zwischen den Filterflächen 10, 11, 12 auf. Die fünf Filterflächen 10, 11, 12 sind
jeweils durch eine Flächensenkrechte 6 gekennzeichnet. Aus Darstellungsgründen wurden
die Flächensenkrechten 6, die unendlich lange Geraden sind, durch kurze Strecken ersetzt.
Bei Berücksichtigung sämtlicher Flächensenkrechten 6 des Filtermediums 4, von denen
wenige in Fig. 4 bis 6 eingezeichnet wurden, wird deutlich, dass keine Menge paralleler
Ebenen existiert, die sämtliche Flächensenkrechten 6 des Filtermediums 4 umfasst.
Beispielsweise umfasst die Menge paralleler Ebenen, deren Ebenen parallel zu der Betrachtungsebene
in Fig. 5 sind, zwar alle Flächensenkrechte 6 auf die Hauptfilterfläche 10 und auf
die kurzen Nebenfilterflächen 12, aber nicht die Flächensenkrechten auf die langen
Nebenfilterflächen 11 aus Fig. 4.
[0035] In Fig. 7 ist ein Schnitt gemäß Fig. 5 dargestellt. Der von den Filterflächen 10,
11, 12 definierte Raum enthält ein Zusatzmaterial 16, das in den vorherigen Fig. 4
bis 6 aus Darstellungsgründen nicht gezeigt wurde. Dieses Zusatzmaterial 16 besteht
aus einem feuchtigkeitsabsorbierenden Material, um den Motor beim Saugen eines feuchten
Bodens vor Feuchtigkeit schützen zu können.
[0036] In einem zweiten Ausführungsbeispiel, das sich ansonsten nicht von dem ersten Ausführungsbeispiel
unterscheidet, weist das Filtermedium 4 eine Ausnehmung 8 sowie einen Einschnitt 7
auf. Die Ausnehmung 8 oder der Einschnitt 7 können eine Faltenbildung verringern oder
sogar ganz vermeiden, und werden an Stellen des Filtermediums 4 mit der größten Verformung
vorgenommen. Bei einer pyramidenstumpfartigen Geometrie betrifft dies insbesondere
die Ecken des Filtermediums 4. Das in Fig. 8 dargestellte Filtermedium 4 weist eine
Ausnehmung 8 und einen Einschnitt 7 auf, und ist noch nicht mit der Trägerstruktur
5 verbunden.
[0037] Fig. 9 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Filtereinrichtung 1, das sich ansonsten
nicht von dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet. Die Trägerstruktur
5 ist keilförmig gestaltet und mit Sprossen 14 und Fenstern 15 versehen. Das flächige
Filtermedium 4 ist einteilig mit der Trägerstruktur 5 verbunden. Zur Vermeidung von
Doppellagen an den Kanten 13 des Keils ist das Filtermedium 4 mit nicht dargestellten
Ausnehmungen 8 versehen. Der Hohlraum in der keilförmigen Filtereinrichtung 1 kann
mit einem nicht dargestellten Zusatzmaterial 16 gefüllt sein.
[0038] Die vorliegende Erfindung erleichtert mit einfachen konstruktiven und kostengünstigen
Mitteln die Bereitstellung einer Filtereinrichtung, welche bei einer vorhandenen Eintritts-
oder Austrittsfläche eines Saugluftstroms eine vergrößerte zu durchströmende Filterfläche
als die Eintritts- oder Austrittsfläche des Saugluftstroms selbst zur Verfügung stellt.
Weiter kann flächiges oder plattenartiges Filtermedium bei weitgehender Vermeidung
von Zuschnittsabfall verwendet werden. Ebenso wird zusätzlicher Bauraum für weitere
Filtermedien mit alternativen Eigenschaften bereitgestellt. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung
eignet sich als Vor-, Zwischen- oder Nachfilter.
Bezugszeichenliste
[0039]
- 1
- Filtereinrichtung
- 2
- Staubsauger
- 3
- Staubraum
- 4
- Filtermedium
- 5
- Trägerstruktur
- 6
- Flächensenkrechte
- 7
- Einschnitt
- 8
- Ausnehmung
- 9
- Knick
- 10
- Hauptfilterfläche
- 11
- lange Nebenfilterfläche
- 12
- kurze Nebenfilterfläche
- 13
- Kante
- 14
- Sprosse
- 15
- Fenster
- 16
- Zusatzmaterial
- 17
- Abstandshalter
- 18
- Fixierung
- 19
- Ansaugöffnung
- 20
- Grundrahmen
1. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2), welche einer in einem Staubraum (3)
des Staubsaugers (2) angeordneten Staubabscheideeinheit vor-, zwischen- oder nachschaltbar
ist, wobei die Filtereinrichtung (1) zumindest ein Filtermedium (4) und zumindest
eine Trägerstruktur (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (4) mit der Trägerstruktur (5) verbunden ist, und dass keine Menge
paralleler Ebenen existiert, die sämtliche Flächensenkrechten (6) des Filtermediums
(4) umfasst.
2. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (4) aus einem flächigen Material gefertigt ist.
3. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (4) einen rechteckigen Zuschnitt aufweist.
4. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (4) zumindest einen Einschnitt (7) aufweist.
5. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (4) zumindest eine Ausnehmung (8) aufweist.
6. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (4) zumindest einen Knick (9) aufweist.
7. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Filtermedium (4) gebildeten Filterflächen (10, 11, 12) einen pyramidenstumpfartigen
oder einen quaderförmigen Raum definieren.
8. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (5) zumindest eine Kante (13) aufweist, an denen das Filtermedium
(4) befestigt werden kann.
9. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (5) Sprossen (14) und Fenster (15) aufweist.
10. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermedium (4) mit einem Spritzwerkzeug an der Trägerstruktur (5) angespritzt
wird.
11. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Filtermedium (4) gebildeten Filterflächen (10, 11, 12) einen Raum definieren,
der ein Zusatzmaterial (16) enthält.
12. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur (5) Abstandshalter (17) aufweist.
13. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (1) austauschbar ist.
14. Filtereinrichtung (1) für einen Staubsauger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (1) Mittel zur Fixierung (18) an dem Staubsauger (2) aufweist.