Gebiet der Erfindung
[0001] Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung. Des Weiteren betrifft die Erfindung
einen Staubsauger sowie einen Reinigungsroboter mit einer derartigen Filteranordnung.
Hintergrund der Erfindung
[0002] Das europäische Patent
EP 1 474 025 B1 beschreibt ein Filtergehäuse, das einen Einlass zum Empfangen einer Luftströmung,
einen Hohlraum zur Aufnahme eines Filters und einen in dem Hohlraum angeordneten Filter
umfasst. Das Filtergehäuse weist einen Luftströmungsdurchgang auf, der sich zwischen
dem Einlass und dem Filterhohlraum erstreckt. Wenigstens eine Wand ist in dem Luftströmungsdurchgang
so positioniert, dass sie den Luftströmungsdurchgang in eine Vielzahl von getrennten
länglichen Kanälen aufteilt, wobei jede Wand sich an eine stromaufwärts liegende Oberfläche
des Filters erstreckt oder diese kontaktiert, derart, dass jeder Kanal mit einem getrennten
Abschnitt der stromaufwärts liegenden Oberfläche des Filter kommuniziert. Dabei erstreckt
sich der Luftströmungsdurchgang entlang der Kanäle in einer Richtung, die zu der stromaufwärts
liegenden Oberfläche des Filters geneigt ist.
[0003] In der US-Patentanmeldung
US 2009 / 0 300 872 A1 ist ein Handstaubsauger nach dem Cyclonprinzip beschrieben, der überlagerte erste
und zweite Filter aufweist, um einen Arbeitsluftstrom sowohl auf der Einlassseite
als auch auf der Auslassseite eines Vakuummotors zu filtern. Der erste und der zweite
Filter können in einem gemeinsamen Rahmen im Gehäuse des Staubsaugers montiert werden,
wobei der erste und zweite Filter überlagert zueinander angeordnet sein können.
[0004] Das US-Patent
US 8 424 153 B2 beschreibt einen Handstaubsauger, der eine kompakte zylindrische Auslassfilteranordnung
aufweist, die für einen Benutzer leicht zugänglich ist. Das Filter ist in dem Gehäuse
zwischen einer Abluftauslassöffnung und einer Saugquelle herausnehmbar angebracht.
[0005] In der US-Patentanmeldung
US 2017 /0 020 355 A1 ist ein Staubbehälter für einen Reinigungsroboter beschrieben. Der Staubbehälter
für den Reinigungsroboter umfasst eine Behälterwand, die den Staubbehälter umgibt,
eine erste Seite, eine zweite Seite, eine Einlassöffnung für Staubpartikel und Luft,
die in der ersten Seite des Staubbehälters angeordnet ist, eine Auslassöffnung für
Luft, die in der zweiten Seite des Staubbehälters angeordnet ist und einen Filter,
der in dem Staubbehälter so angebracht ist, dass sich der Luftstrom durch den Staubbehälter
den Filter passiert.
[0006] Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2015 105 059 A1 offenbart eine Filteranordnung mit einem Filter und einer Filteraufnahme, in die
der Filter, angeordnet in einer Kassette, in einer Längsrichtung einschiebbar ist.
Die Filteranordnung umfasst eine Einrichtung zum Zurückhalten von an der Schmutzseite
abgeschiedenen Schmutzpartikeln.
[0007] Das US-Patent
US 4 710 297 A offenbart einen Luftfilter, der ein plissiertes, in einigen Ausführungsformen ringförmig
angeordnetes Filtermedium aufweist. Außerdem ist ein bezogen auf die Achse des Rings
radialer Lufteinlass und ein zentraler axialer Luftauslass vorgesehen. In einer anderen
Ausführungsform verläuft das Filtermedium nicht ringförmig, sondern gerade, und Ein-
und Auslass befinden sich an gegenüberliegenden schmalen Seiten des Filtermediums.
[0008] Die US-Offenlegungsschrift
US 2005 / 0 138 763 A1 offenbart einen Cyclonstaubsauger mit einem flachen, plissierten Filter, wobei Luft
an einer schmalen Seite des Filters vorbei von einer Seite des Filters auf die andere
Seite des Filters und dann durch den Filter und zwar im Wesentlichen über seiner gesamte
Fläche geführt wird.
Der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
[0009] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine kompakte Filteranordnung zum Filtern von Luft
bereitzustellen, die in axialer Richtung eine Verringerung der Bauhöhe ermöglicht.
[0010] Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine kompakte Filteranordnung zur Reinigung
der Abluft bereitzustellen, welche sich insbesondere für den Einsatz in einem Reinigungsroboter
eignet.
Erfindungsgemäße Lösung
[0011] Die Bezugszeichen in sämtlichen Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern
sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern.
[0012] Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch Bereitstellen einer Filteranordnung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Filteranordnung weist einen Filterrahmen zur
Aufnahme eines Flachfilters und das Flachfilter auf, wobei das Flachfilter eine Lufteintrittsseite
und eine gegenüberliegend zur Lufteintrittsseite angeordnete Luftaustrittsseite aufweist.
Die Filteranordnung umfasst einen Lufteinlassbereich, der an die Lufteintrittsseite
des Flachfilters angrenzt und über einen Lufteinlasskanal mit einer Lufteintrittsöffnung
fluidisch verbunden ist, sowie einen Luftauslassbereich, der an die Luftaustrittsseite
des Flachfilters angrenzt und über einen Luftauslasskanal mit einer Luftaustrittsöffnung
fluidisch verbunden ist. Das Flachfilter ist vom Lufteinlassbereich zum Luftauslassbereich
mit Luft durchströmbar. Das Flachfilter erstreckt sich in axialer Richtung über mindestens
60% der axialen Ausdehnung von mindestens einer von der Lufteintrittsöffnung und der
Luftaustrittsöffnung.
[0013] Die Filteranordnung weist ein Flachfilter auf, wobei die axiale Richtung der Filteranordnung
der axialen Richtung des Flachfilters entspricht. Durch das Flachfilter wird eine
Ebene festgelegt, und bei der axialen Richtung handelt es sich um die Richtung senkrecht
zur Filterebene. Die Filteranordnung weist eine Lufteintrittsöffnung auf, über die
der Filteranordnung die zu filternde Luft zugeführt werden kann. Darüber hinaus weist
die Filteranordnung eine Luftaustrittsöffnung auf, durch die die gefilterte Luft ausströmt.
Das Flachfilter erstreckt sich in axialer Richtung über mindestens 60% der axialen
Ausdehnung von mindestens einer von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung.
Dies bedeutet, dass mindestens eine von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung
in Bezug auf die axiale Ausdehnung weitgehend mit der axialen Ausdehnung des Flachfilters
überlappt, also beispielsweise im Wesentlichen auf derselben Höhe wie der Flachfilter
in Bezug auf die axiale Richtung angeordnet ist. Dadurch ergibt sich in axialer Richtung
eine besonders platzsparende Bauweise, da mindestens eine von Luftzuführung und Luftabführung
auf derselben Höhe erfolgt, auf der das Flachfilter selbst angeordnet ist, so dass
in axialer Richtung kein zusätzlicher Platzbedarf für die jeweilige Lufteintrittsöffnung
oder Luftaustrittsöffnung entsteht. Dabei ergibt sich der Vorteil einer Platzersparnis
bereits dann, wenn eine der beiden Öffnungen auf der Höhe des Flachfilters angeordnet
ist. Beispielsweise kann die Lufteintrittsöffnung etwa auf der axialen Höhe des Flachfilters
angeordnet sein, während die Luftaustrittsöffnung weiter oben oder unten an der Filteranordnung
angeordnet ist. Durch diese Bauform wird eine besonders kompakte Filteranordnung realisiert,
die insbesondere für den Einsatz in Staubsaugern und besonders bevorzugt in Reinigungsrobotern
geeignet ist, aber nicht auf den Einsatz in Staubsaugern und Reinigungsrobotern beschränkt
ist.
[0014] Ein erfindungsgemäßer Staubsauger umfasst eine oben beschriebene Filteranordnung.
Insbesondere umfasst ein erfindungsgemäßer Reinigungsroboter eine oben beschriebene
Filteranordnung. In Reinigungsrobotern ist wegen des Unterfahrverhaltens eines Reinigungsroboters
der Platzbedarf in axialer Richtung ein kritischer Parameter bei der Auslegung des
Geräts. Durch die erfindungsgemäß ermöglichte Platzersparnis kann innerhalb eines
Reinigungsroboters beispielsweise Platz für eine größere Staubsammelbox geschaffen
werden.
[0015] Ein Reinigungsroboter ist ein Reinigungsgerät, das in der Lage ist, sich selbsttätig
relativ zu einer zu reinigenden Fläche oder zu einem zu reinigenden Objekt zu bewegen
und die Fläche oder das Objekt ganz oder teilweise zu reinigen. Hierzu ist der Reinigungsroboter
mit einer oder mehreren Reinigungseinrichtungen ausgestattet. Beispielsweise kann
der Reinigungsroboter mit feststehenden oder angetriebenen Bürsten, Walzen, Wischern,
Tüchern oder anderen Reinigungseinrichtungen ausgerüstet sein. Alternativ oder zusätzlich
kann der Reinigungsroboter einen Staubsauger umfassen, beispielsweise einen Nasssauger
oder einen Trockensauger oder einen kombinierten Nass-/Trockensauger.
[0016] Ein Reinigungsroboter ist in der Regel mit einem Fahrwerk ausgestattet. Das Fahrwerk
kann beispielsweise durch eine Steuerung gesteuert werden, die in dem Reinigungsroboter
oder außerhalb des Reinigungsroboters vorliegen kann. Die Steuerung zieht zum Steuern
des Fahrwerks beispielsweise Daten heran, die von einem oder mehreren Sensoren bereitgestellt
werden, die, wenigstens zum Teil, in dem Reinigungsroboter oder außerhalb des Reinigungsroboters
vorliegen können. Zu typischen Sensoren zählen ein mechanischer Kollisionssensor,
eine Kamera, ein Ultraschallsensor, ein Infrarotsensor, ein Abstandssensor, ein Beschleunigungssensor
und ein Kompass. Ein Reinigungsroboter kann ein oder mehrere Kartiermittel umfassen
oder damit in Funktionsverbindung stehen. Kartiermittel umfassen insbesondere Vorrichtungen
zur Aufnahme, zum Speichern oder zum Auswerten von geometrischen Eigenschaften des
Raums, in denen der Reinigungsroboter arbeitet oder arbeiten soll. Die Kartiermittel
können vorteilhafterweise zu einem planvollen Navigieren des Reinigungsroboters in
dem Raum beitragen. Räume können Außen- oder Innenräume, z. B. Innenräume von Gebäuden
wie etwa Wohnräume oder Haushaltsräume, sein.
[0017] Ein Reinigungsroboter ist in der Regel akkumulatorbetrieben. Damit der Akkumulator
eines solchen Reinigungsroboters nach einer Reinigungsphase wieder geladen werden
kann, kann eine von dem Reinigungsroboter separate Ladestation vorgesehen sein. Der
Reinigungsroboter kann so ausgelegt sein, dass er zum Aufladen des Akkumulators die
Ladestation selbsttätig anfährt und/oder sich selbstständig mit der Ladestation verbindet.
[0018] Ein Reinigungsroboter kann beispielsweise einen Staubsauger umfassen, wobei der Staubsauger
als Nasssauger, als Trockensauger oder als kombinierter Nass-/Trockensauger ausgebildet
sein kann. Beispielsweise kann der Reinigungsroboter einen Nasssauger umfassen und
dazu ausgebildet sein, Flüssigkeit auf eine zu reinigende Fläche oder ein zu reinigendes
Objekt aufzubringen und die Flüssigkeit mittels des Nasssaugers wieder abzusaugen.
Zusätzlich zu dem Staubsauger kann der Reinigungsroboter weitere Reinigungseinrichtungen
wie beispielsweise Bürsten, Walzen, Wischer, Tücher oder andere Reinigungseinrichtungen
umfassen. Vorzugsweise wird die Reinigungswirkung des Staubsaugers durch diese zusätzlichen
Reinigungseinrichtungen unterstützt.
[0019] Ein Staubsauger im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die einen
Saugluftstrom erzeugen kann, der auf ein Objekt, gewöhnlich eine Fläche, zum Beispiel
eine Fußbodenfläche, einwirkt, um Partikel wie beispielsweise Schmutz- oder Staubpartikel,
aber beispielsweise auch Flüssigkeiten, von dem Objekt aufzunehmen, indem sie von
dem Saugluftstrom erfasst und mitgerissen (im Folgenden auch als "Ansaugen" bezeichnet)
werden. Vorteilhafterweise kann ein Staubsauger so eine Reinigungswirkung erzielen.
[0020] Der Staubsauger ist in der Regel mit einem Sauggebläse zur Erzeugung eines Saugluftstroms
ausgestattet, wobei eine Ansaugöffnung des Staubsaugers mit der Ansaugseite des Sauggebläses
in Strömungsverbindung steht. Die Ansaugöffnung ist typischerweise so ausgelegt, dass
sie über das zu reinigende Objekt, z. B. eine Fußbodenfläche, geführt werden kann,
um die Partikel, z. B. Staub oder Schmutz, anzusaugen. Das Sauggebläse steht gewöhnlicherweise
mit mindestens einer Staubabscheideeinrichtung, beispielsweise einem, in der Regel
austauschbaren, Staubfilterbeutel, einer Filtervorrichtung oder einem Fliehkraftabscheider
in Strömungsverbindung. Vom Saugluftstrom aufgenommenen Schmutzpartikel werden in
der Regel in einem Staubsammelraum gesammelt, wobei bei einem Staubsauger mit Staubfilterbeutel
gewöhnlicherweise der Staubfilter im Staubsammelraum vorliegt.
[0021] Reinigungsroboter, die mit einem Staubsauger ausgestattet sind, sammeln Schmutz und
Staub in der Regel in einem im Reinigungsroboter angeordneten Staubsammelbehälter.
Der auf dem Reinigungsroboter zur Verfügung stehende Platz ist meist begrenzt, so
dass auch der für den Staubsammelbehälter vorgesehene Platz beschränkt ist. Insofern
ist es vorteilhaft, eine Staubsammelstation vorzusehen, an die Staub und Schmutz aus
dem Staubsammelbehälter des Reinigungsroboters von Zeit zu Zeit abgegeben werden können.
Der Reinigungsroboter kann so ausgelegt sein, dass er zum Abgeben des Staubs die Staubsammelstation
selbsttätig anfährt und/oder sich selbstständig mit der Staubsammelstation verbindet.
Dabei kann die Staubsammelstation als mit einer Ladestation verbundene Staubsammelstation
oder als von einer Ladestation getrennte Staubsammelstation ausgebildet sein.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
[0022] Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander
eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der nachfolgenden
Beschreibung.
[0023] Vorzugsweise ist die Filteranordnung dazu ausgelegt, die Luft entlang eines Strömungspfads
zu führen, der sich vom Lufteinlasskanal über den Lufteinlassbereich durch das Flachfilter
in den Luftauslassbereich und zum Luftauslasskanal erstreckt. Die einströmende Luft
gelangt also beispielsweise über die Lufteintrittsöffnung und den Lufteinlasskanal
zum Lufteinlassbereich und wird von dort durch den Flachfilter hindurch zum Luftauslassbereich
geführt. Vom Luftauslassbereich aus wird die gefilterte Luft dann über den Luftauslasskanal
und die Luftaustrittsöffnung aus der Filteranordnung herausgeführt.
[0024] Vorzugsweise erstreckt sich das Flachfilter in axialer Richtung über mindestens 70%
der axialen Ausdehnung von mindestens einer von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung.
Weiter vorzugsweise erstreckt sich das Flachfilter in axialer Richtung über mindestens
80% der axialen Ausdehnung von mindestens einer von der Lufteintrittsöffnung und der
Luftaustrittsöffnung.
[0025] Vorzugsweise erstreckt sich das Flachfilter in axialer Richtung über mindestens 60%
der axialen Ausdehnung von der Lufteintrittsöffnung und über mindestens 60% der axialen
Ausdehnung der Luftaustrittsöffnung. Weiter vorzugsweise erstreckt sich das Flachfilter
in axialer Richtung über mindestens 80% der axialen Ausdehnung von der Lufteintrittsöffnung
und über mindestens 80% der axialen Ausdehnung der Luftaustrittsöffnung. Wenn sowohl
die Lufteintrittsöffnung als auch die Luftaustrittsöffnung in axialer Richtung betrachtet
auf der Höhe des Flachfilters angeordnet ist, ergibt sich eine besonders platzsparende
Variante.
[0026] Vorzugsweise sind das Flachfilter und mindestens eine von der Lufteintrittsöffnung
und der Luftaustrittsöffnung in einem axialen Bereich der Filteranordnung angeordnet,
der innerhalb der axialen Ausdehnung des Filterrahmens liegt. Vorzugsweise sind die
Lufteintrittsöffnung, die Luftaustrittsöffnung und das Flachfilter in einem axialen
Bereich der Filteranordnung angeordnet, der innerhalb der axialen Ausdehnung des Filterrahmens
liegt. Bezogen auf die axiale Richtung des Flachfilters sind die Lufteintrittsöffnung,
die Luftaustrittsöffnung und das Flachfilter im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet.
Dadurch ergibt sich ein Strömungspfad, bei dem die einströmende Luft beispielsweise
über einen Lufteinlasskanal eingeführt wird, der im Wesentlichen auf derselben Höhe
wie das Flachfilter liegt, dann nach unten geführt, von unten durch den Flachfilter
geführt und anschließend über eine Luftaustrittsöffnung ausgegeben wird, die wiederum
im Wesentlichen auf derselben axialen Höhe wie das Flachfilter liegt. Durch die Anordnung
der Lufteintrittsöffnung, der Luftaustrittsöffnung und des Flachfilters innerhalb
des vergleichsweise schmalen axialen Bereichs, der durch den Filterrahmen vorgegeben
ist, wird eine platzsparende Anordnung erzielt. In axialer Richtung wird für die Lufteintrittsöffnung
und die Luftaustrittsöffnung kein zusätzlicher Platz in axialer Richtung benötigt.
Dadurch kann die Filteranordnung insbesondere in axialer Richtung platzsparend gebaut
werden. Durch diese platzsparende Auslegung kann dann beispielsweise für einen unterhalb
des Filterrahmens vorgesehenen Staubsammelraum mehr Platz in axialer Richtung bereitgestellt
werden, so dass sich das Sammelvolumen vergrößert.
[0027] Vorzugsweise ist mindestens einer von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal in einem
axialen Bereich der Filteranordnung angeordnet, der innerhalb der axialen Ausdehnung
des Filterrahmens liegt. Auch der Lufteinlasskanal und der Luftauslasskanal können
innerhalb des axialen Bereichs des Filterrahmens untergebracht werden. Auf diese Weise
kann die gesamte fluidische Verteilung der Luftströme innerhalb der Filteranordnung
innerhalb des durch den Filterrahmen vorgegebenen schmalen axialen Bereichs durchgeführt
werden.
[0028] Die axiale Ausdehnung des Filterrahmens beträgt weniger als ein Drittel des Durchmessers
des Flachfilters. Der Filterrahmen mit dem Flachfilter kann also so gebaut werden,
dass in axialer Richtung wenig Platz beansprucht wird.
[0029] Vorzugsweise erstreckt sich die Lufteintrittsöffnung in axialer Richtung über mindestens
80% der axialen Ausdehnung der Luftaustrittsöffnung. Die Lufteintrittsöffnung und
die Luftaustrittsöffnung sind also beispielsweise im Wesentlichen auf derselben Höhe
angeordnet, so sich in Bezug auf die axiale Ausdehnung ein weitgehender Überlapp zwischen
der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung ergibt.
[0030] Vorzugsweise unterscheidet sich die Querschnittsfläche der Lufteintrittsöffnung um
weniger als 20% von der Querschnittsfläche der Luftaustrittsöffnung. Der Querschnitt,
mit dem Luft in die Filteranordnung eintritt, entspricht also im Wesentlichen dem
Querschnitt, mit dem die Luft aus der Filteranordnung austritt. Dadurch wird eine
gleichmäßige Durchströmung der Filteranordnung ermöglicht.
[0031] Vorzugsweise befinden sich die Mittelpunkte von Lufteintrittsöffnung und Luftaustrittsöffnung
in axialer Richtung betrachtet im Wesentlichen auf derselben axialen Höhe der Filteranordnung.
Vorzugsweise weist der Mittelpunkt der Lufteintrittsöffnung relativ zum Mittelpunkt
der Luftaustrittsöffnung einen Versatz in axialer Richtung von weniger als 1 cm auf.
Weiter vorzugsweise ist der Versatz in axialer Richtung geringer als 0,6 cm. Weiter
vorzugsweise ist der Versatz in axialer Richtung geringer als 0,4 cm.
[0032] Vorzugsweise sind das Flachfilter sowie mindestens eine von der Lufteintrittsöffnung
und der Luftaustrittsöffnung im oder am Filterrahmen angeordnet. Vorzugsweise sind
die Lufteintrittsöffnung, die Luftaustrittsöffnung und das Flachfilter im oder am
Filterrahmen angeordnet. Bei dem Filterrahmen handelt es sich um ein zentrales Bauteil
der Filteranordnung, wobei der Filterrahmen insbesondere für die Halterung des Flachfilters
und für die Strömungsführung des einströmenden und des ausströmenden Luftstroms ausgebildet
ist.
[0033] Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Wandung des Lufteinlasskanals durch den Filterrahmen
gebildet. Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Wandung des Luftauslasskanals durch
den Filterrahmen gebildet. Teile des Filterrahmens dienen also zugleich als Wandung
für mindestens einen von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal.
[0034] Vorzugsweise ist mindestens eine von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung
seitlich an der Filteranordnung angeordnet. Vorzugsweise ist mindestens eine von der
Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung seitlich am Filterrahmen angeordnet.
Eine Platzersparnis in axialer Richtung ergibt sich bereits dann, wenn beispielsweise
die Lufteintrittsöffnung seitlich am Filterrahmen angeordnet ist, während die Luftaustrittsöffnung
sich beispielsweise im oberen oder unteren Bereich der Filteranordnung befinden kann.
Umgekehrt kann die Luftaustrittsöffnung beispielsweise seitlich am Filterrahmen angeordnet
sein, während die Lufteintrittsöffnung an einer anderen Stelle der Filteranordnung
vorgesehen ist. Vorzugsweise sind sowohl die Lufteintrittsöffnung als auch die Luftaustrittsöffnung
seitlich am Filterrahmen angeordnet, so dass sowohl die Luftzufuhr als auch die Luftabfuhr
von der Seite der Filteranordnung aus erfolgen können.
[0035] Vorzugsweise sind die Lufteintrittsöffnung und die Luftaustrittsöffnung beide in
einer gemeinsamen Ebene seitlich an der Filteranordnung angeordnet. Dadurch wird die
Abdichtung der Luftzuführung und Luftabführung der Filteranordnung deutlich vereinfacht.
Um eine Abdichtung zu erzielen, werden die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung
beispielsweise gegen Dichtungen gepresst. Wenn beide Öffnungen in einer Ebene angeordnet
sind, muss lediglich in einer Richtung eine Kraft aufgebracht werden, die deswegen
leichter zu erzeugen ist.
[0036] Vorzugsweise sind die Lufteintrittsöffnung und die Luftaustrittsöffnung mit einer
gemeinsamen Dichtung versehen. Dadurch werden weniger Bauteile benötigt, und die Montage
wird vereinfacht.
[0037] Vorzugsweise weist eine in die Lufteintrittsöffnung einströmende Luftströmung eine
dominierende Strömungskomponente in einer zur axialen Richtung senkrechten Richtung
auf. Beispielsweise kann die Zufuhr des einströmenden Luftstroms von der Seite her
senkrecht zur axialen Richtung oder schräg zur axialen Richtung erfolgen. Vorzugsweise
ist die Strömungsrichtung eines in den Lufteinlasskanal eintretenden Luftstroms im
Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung gerichtet.
[0038] Vorzugsweise weist eine aus der Luftaustrittsöffnung ausströmende Luftströmung eine
dominierende Strömungskomponente in einer zur axialen Richtung senkrechten Richtung
auf. Der seitlich aus der Filteranordnung austretende gereinigte Luftstrom kann beispielsweise
senkrecht zur axialen Richtung oder aber schräg zur axialen Richtung gerichtet sein.
Vorzugsweise ist die Strömungsrichtung eines aus dem Luftauslasskanal austretenden
Luftstroms im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung gerichtet.
[0039] Vorzugsweise ist ein in die Lufteintrittsöffnung einströmender Luftstrom im Wesentlichen
entgegengesetzt gerichtet zu einem aus der Luftaustrittsöffnung ausströmenden Luftstrom.
Richtungsmäßig entsprechen sich die beiden Luftströme also, sind aber entgegengesetzt
zueinander gerichtet.
[0040] Vorzugsweise weist die Filteranordnung ein Filtergehäuse auf, wobei der Filterrahmen
das Filtergehäuse in ein oberes Gehäusevolumen und ein unteres Gehäusevolumen unterteilt.
Vorzugsweise ist der Filterrahmen in der oberen Hälfte des Filtergehäuses angeordnet.
[0041] Vorzugsweise ist das untere Gehäusevolumen der Filteranordnung als Staubabscheideraum
ausgebildet. Innerhalb der Filteranordnung kann zusätzlich zur Filterung eine Abscheidung
von Staub und Schmutz durchgeführt werden. Dabei wird die Abscheidung von Staub und
Schmutz vorzugsweise vor der Luftfilterung durchgeführt, um den Luftfilter möglichst
wenig zu belasten. Durch die vorhergehende Staub- und Schmutzabscheidung wird erreicht,
dass das Flachfilter nur vergleichsweise selten gereinigt oder ausgetauscht werden
muss.
[0042] Vorzugsweise umfasst das untere Gehäusevolumen des Filtergehäuses einen Staubsammelbehälter.
Vorzugsweise ist der Staubsammelbehälter abnehmbar am Filterrahmen befestigt. Innerhalb
des Staubsammelbehälters kann Staub und Schmutz aufgefangen werden. Der Staubsammelbehälter
ist als abnehmbarer Staubsammelbehälter ausgebildet, so dass er von Zeit zu Zeit entleert
werden kann. Durch die kompakte Bauform der Filteranordnung kann ein Staubsammelbehälter
mit größerem Volumen bereitgestellt werden.
[0043] Vorzugsweise ist die Wandung des Lufteinlasskanals dazu ausgebildet, einen einströmenden
Luftstrom in Richtung zum unteren Gehäusevolumen zu lenken. Dadurch ergibt sich ein
Strömungspfad, bei dem die einströmende Luft zunächst nach unten zum unteren Gehäusevolumen
gelenkt wird, wo eine erste Abscheidung von Schmutz und Staub erfolgt. Anschließend
wird der Luftstrom großflächig von unten nach oben durch das Flachfilter geführt,
um den Luftstrom weiter zu filtern. Vom oberen Gehäusevolumen aus wird die Luft dann
über den Luftauslasskanal und die Luftaustrittsöffnung nach außen geführt.
[0044] Vorzugsweise ist ein Teil der Wandung des Lufteinlasskanals als Führungsfläche ausgebildet,
die dazu ausgelegt ist, einen einströmenden Luftstrom in Richtung zum unteren Gehäusevolumen
umzulenken. Vorzugsweise erfolgt infolge der Umlenkung des einströmenden Luftstroms
durch die Führungsfläche eine Staubabscheidung im unteren Gehäusevolumen des Filtergehäuses.
Durch die vorzugsweise scharfe Umlenkung des einströmenden Luftstroms zusammen mit
der Schwerkraftwirkung werden die vom Luftstrom mitgeführten Staub- und Schmutzpartikel
im unteren Gehäusevolumen der Filteranordnung abgeschieden, bevor der vorgereinigte
Luftstrom von unten nach oben durch das Flachfilter strömt.
[0045] Vorzugsweise weist das Flachfilter eine Lufteintrittsfläche und eine parallel zur
Lufteintrittsfläche angeordnete Luftaustrittsfläche auf. Vorzugsweise ist das Flachfilter
in der Filteranordnung im Wesentlichen in horizontaler Richtung angeordnet. Vorzugsweise
wird das Flachfilter in axialer Richtung vom Lufteinlassbereich zum Luftauslassbereich
mit Luft durchströmt.
[0046] Vorzugsweise umfasst das Flachfilter ein Filtermaterial, wobei es sich bei dem Filtermaterial
um eines von folgenden handelt: Schaumstoff, Vlies, gefaltetes Filtermaterial. Vorzugsweise
ist das Flachfilter als Faltenfilter ausgebildet.
[0047] Vorzugsweise ist das Flachfilter als mehrlagige Filterstruktur mit mindestens zwei
unterschiedlichen Filterlagen ausgebildet. Auf diese Weise können unterschiedliche
Filter für unterschiedliche Funktionalitäten bereitgestellt werden. Vorzugsweise umfasst
das Flachfilter mindestens eines von folgenden: ein HEPA-Filter, ein Aktivkohlefilter,
ein Geruchsfilter.
[0048] Vorzugsweise ist an der Lufteintrittsseite des Flachfilters ein zusätzliches Grobschmutzfilter
angeordnet. Dieses Grobschmutzfilter dient beispielsweise dazu, Flusen und Grobschmutz
aus dem Luftstrom zu entfernen, bevor der Luftstrom durch das Flachfilter strömt.
Dadurch kann die Staub- und Schmutzbeladung des Flachfilters gering gehalten werden.
Das Grobschmutzfilter ist vorzugsweise als auswechselbares Filter ausgebildet.
[0049] Vorzugsweise ist das Flachfilter kreisförmig oder ellipsenförmig oder rechteckförmig
ausgebildet.
[0050] Vorzugsweise ist ein Teil einer Filterfläche des Flachfilters als von Filtermaterial
freier Bereich ausgebildet, wobei im von Filtermaterial freien Bereich mindestens
einer von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal angeordnet ist. Auf diese Weise ist
es möglich, mindestens einen von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal im Wesentlichen
auf derselben axialen Höhe wie das Flachfilter auszubilden. Vorzugsweise ist das Flachfilter
als kreisförmiges Filter ausgeführt, wobei ein Sektor des Flachfilters als vom Filtermaterial
freier Bereich ausgebildet ist, wobei im vom Filtermaterial freien Sektor mindestens
einer von dem Lufteinlasskanal und dem Luftauslasskanal angeordnet ist. Der von Filtermaterial
freie Sektor erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkel von mehr als 10°, weiter
vorzugsweise über mehr als 20°, weiter vorzugsweise über mehr als 30°. Der von Filtermaterial
freie Sektor erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkel von weniger als 60°, weiter
vorzugsweise über einen Winkel von weniger als 50°, weiter vorzugsweise über einen
Winkel von weniger als 40°. Vorzugsweise ist das Flachfilter als kreisförmiges Filter
ausgeführt, wobei ein Sektor des Flachfilters als von Filtermaterial freier Bereich
ausgebildet ist, wobei im von Filtermaterial freien Sektor mindestens einer von Lufteinlasskanal
und Luftauslasskanal angeordnet ist.
[0051] Vorzugsweise ist das Flachfilter im Filterrahmen seitlich versetzt zum Mittelpunkt
des Filterrahmens angeordnet, so dass neben dem Flachfilter ein Bereich entsteht,
in dem mindestens einer von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal angeordnet ist.
Durch diese Anordnung des Flachfilters kann auf der axialen Höhe des Flachfilters
zusätzlich mindestens einer von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal untergebracht
werden.
[0052] Vorzugsweise umfasst der Reinigungsroboter eine Aufnahme für die Filteranordnung.
Vorzugsweise weist der Reinigungsroboter seitlich in der Aufnahme angeordnete Dichtungen
zur Ausbildung von im Wesentlichen luftdichten Verbindungen zwischen einem Zuführungskanal
auf Seiten des Reinigungsroboters und dem Lufteinlasskanal und zwischen dem Luftauslasskanal
und einem Abführungskanal auf Seiten des Reinigungsroboters auf. Indem die Filteranordnung
in die Aufnahme des Reinigungsroboters eingesetzt und gegen die Dichtungen gedrückt
wird, wird eine im Wesentlichen luftdichte Verbindung zu dem Zuführkanal und dem Abführkanal
des Reinigungsroboters ausgebildet.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
[0053] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand mehrerer in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt
ist, näher beschrieben.
[0054] Es zeigt schematisch:
- Figur 1
- zeigt eine erste Ansicht einer Filteranordnung.
- Figur 2
- zeigt eine zweite Ansicht der Filteranordnung.
- Figur 3
- zeigt eine Vorderansicht des Filterrahmens mit einer Lufteintrittsöffnung und einer
Luftaustrittsöffnung.
- Figur 4
- zeigt eine Ansicht des Filterrahmens mit einem Flachfilter von der Unterseite aus.
- Figur 5
- zeigt eine Draufsicht auf den Filterrahmen und das Flachfilter.
- Figur 6
- zeigt einen Querschnitt durch einen Reinigungsroboter, in den eine Filteranordnung
eingesetzt ist.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungen der Erfindung
[0055] Bei der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
[0056] In den Figuren 1 und 2 sind zwei Ansichten einer Filteranordnung gezeigt. Die Filteranordnung
1 ist dazu ausgelegt, Schmutz- und Staubpartikel aus einer mit Schmutz und Staub beladenen
Luft zu entfernen, beispielsweise aus der Saugluft eines Staubsaugers. Die Filteranordnung
1 umfasst einen Filterrahmen 2, der dazu ausgelegt ist, ein Flachfilter 3 zum Filtern
der Saugluft zu haltern. Bei dem gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Flachfilter
3 um ein vorzugsweise aus gefaltetem Filterpapier bestehendes Faltenfilter mit einer
Vielzahl von Filterfalten, die sich von einem Zentralbereich 4 aus nach außen erstrecken.
Innerhalb des Filterrahmens 2 sind zusätzlich zu dem Flachfilter 3 auch ein Lufteinlasskanal
5 sowie ein Luftauslasskanal 6 angeordnet. Zur Unterbringung des Lufteinlasskanals
5 ist ein sektorförmiger Bereich 7 ausgespart. Innerhalb des sektorförmigen Bereichs
7 ist der Lufteinlasskanal 5 angeordnet, der von einer Lufteintrittsöffnung 8 aus
in Richtung des Pfeils 9 mit schmutzbeladener Luft beschickt werden kann. Der Lufteinlasskanal
5 ist fluidisch mit dem unteren Bereich der Filteranordnung 1 verbunden. An der in
axialer Richtung 10 betrachteten oberen Seite des Lufteinlasskanals 5 ist eine gekrümmte
Führungsfläche 11 angeordnet, die die einströmende Luft nach unten zum Staubsammelbehälter
12 hin lenkt. In Hinblick auf die Filteranordnung 1 sind die Begriffe "oben" und "unten"
so zu verstehen, dass bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Filteranordnung 1 Schmutz
und Staub infolge der Schwerkraft im unteren Bereich der Filteranordnung 1, also im
Staubsammelbehälter 12 aufgefangen werden.
[0057] Die Lufteintrittsöffnung 8 ist zusammen mit einer Luftaustrittsöffnung 13 des Luftauslasskanals
6 in einer Seitenwand des Filterrahmens 2 angeordnet, so dass die Lufteintrittsöffnung
8 und die Luftaustrittsöffnung 13 in einer gemeinsamen Ebene seitlich an der Filteranordnung
1 angeordnet sind. In axialer Richtung 10 betrachtet befindet sich die Lufteintrittsöffnung
8 auf derselben Höhe wie die Luftaustrittsöffnung 13. Über den Luftauslasskanal 6
kann gereinigte Luft aus dem oberen Bereich der Filteranordnung 1 zur Luftaustrittsöffnung
13 geführt werden und dort in Richtung des Pfeils 14 austreten. Dabei weist der Luftauslasskanal
6 eine gekrümmte untere Führungsfläche 15 zur Führung der Luft auf.
[0058] Unterhalb des Filterrahmens 2 ist ein Staubsammelbehälter 12 angeordnet, der beispielsweise
mit einem Anschlussbereich 16 an der Unterseite des Filterrahmens 2 verbunden werden
kann. Beispielsweise können an der Innenseite des Staubsammelbehälters 12 Rastnasen
17 angebracht oder angeformt sein, die in Ausnehmungen am Anschlussbereich 16 eingreifen
und zusammen mit diesen Ausnehmungen einen Bajonettverschluss bilden. Der Staubsammelbehälter
12 umschließt das untere Gehäusevolumen der Filteranordnung 1. An der Oberseite der
Filteranordnung 1 wird ein Deckel 18 aufgesetzt, der das obere Gehäusevolumen abschließt.
Der Deckel 18 ist mit einem Henkelgriff 19 versehen, mit dem die gesamte Filteranordnung
1 aus dem Staubsauger entnommen werden kann. An den Henkelgriff 19 sind seitliche
Arretiernasen 20 angeformt oder angebracht, die in zugehörige Ausnehmungen auf Seiten
des Staubsaugers eingreifen können und die Filteranordnung 1 verriegeln.
[0059] Im Folgenden wird der Strömungspfad der Luft durch die Filteranordnung 1 beschrieben.
Die staubbeladene Luft wird durch die Lufteintrittsöffnung 8 hindurch in Richtung
des Pfeils 9 dem Lufteinlasskanal 5 zugeführt und durch die gekrümmte Führungsfläche
11 vergleichsweise scharf nach unten zum Staubsammelbehälter 12 hin umgelenkt. Infolge
der Schwerkraft wird zumindest ein Teil der vom Luftstrom mitgeführten Schmutz- und
Staubteilchen im Staubsammelbehälter 12 abgeschieden, wobei sich Schmutz und Staub
am Boden des Staubsammelbehälters 12 ansammeln. Nach dem Aufprall auf den Boden des
Staubsammelbehälters 12 wird die einströmende Luft nach oben hin umgeleitet. Die Luft
tritt an der Unterseite in das Flachfilter 3 ein und durchströmt das Flachfilter 3
in axialer Richtung 10 von unten nach oben, wobei die gereinigte Luft an der Oberseite
des Flachfilters 3 austritt. Da der vom Luftstrom mitgeführte Grobschmutz bereits
vor dem Durchströmen des Flachfilters 3 am Boden des Staubsammelbehälters 12 abgeschieden
wird, führt der Luftstrom nur mehr eine gewisse Restmenge an Staub und Schmutz mit
sich. Diese Staub- und Schmutzpartikel werden durch das Flachfilter 3 weggefiltert.
Dabei wird das Flachfilter 3 in Richtung von unten nach oben gleichmäßig und großflächig
durchströmt. Dies hat den Vorteil, dass eine große Luftmenge bei geringer Geschwindigkeit
gefiltert werden kann, so dass der Druckabfall über das Flachfilter 3 hinweg gering
ist. Durch die langsame großflächige Durchströmung des Filtermaterials wird die Geräuschentwicklung
in der Filteranordnung 1 gering gehalten. Wegen der vorangehenden Abscheidung von
Grobschmutz sammelt sich an der Unterseite des Flachfilters 3 im Lauf der Zeit nicht
allzu viel Staub an, so dass die Unterseite des Flachfilters 3 nur vergleichsweise
selten gereinigt werden muss. Die gereinigte Luft tritt an der Oberseite des Flachfilters
3 aus und gelangt über den oberhalb des Flachfilters 3 befindlichen Luftauslassbereich
zum Luftauslasskanal 6. Im Luftauslasskanal 6 wird der gereinigte Luftstrom mittels
der gekrümmten Führungsfläche 15 zur Luftaustrittsöffnung 13 geführt und tritt dort
in Richtung des Pfeils 14 aus.
[0060] Bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Filteranordnung 1 erfolgt sowohl die Zufuhr
von verschmutzter Luft als auch die Abfuhr von gereinigter Luft von der Seite aus
auf Höhe des Filterrahmens 2. Vorzugsweise sind die Lufteintrittsöffnung 8 mit dem
sich anschließenden Lufteinlasskanal 5, die Luftaustrittsöffnung 13 mit dem Luftauslasskanal
6 sowie das Flachfilter 3 in axialer Richtung 10 betrachtet alle innerhalb eines vergleichsweise
kleinen axialen Abschnitts innerhalb des Filterrahmens 2 angeordnet. Auf diese Weise
wird insbesondere in axialer Richtung 10 eine platzsparende Bauform der Filteranordnung
1 erreicht. Der Vorteil hiervon ist, dass bei einer gegebenen Bauhöhe der Filteranordnung
1 infolge des geringen Platzbedarfs für den Filterrahmen 2 dementsprechend mehr Platz
für den Staubsammelbehälter 12 zur Verfügung gestellt werden kann. Insbesondere bei
Reinigungsrobotern ist wegen des Unterfahrverhaltens die zur Verfügung stehende Bauhöhe
für die Filteranordnung 1 begrenzt. Indem die Luftzufuhr, die Luftabfuhr und das Flachfilter
3 alle innerhalb des relativ schmalen axialen Bereichs untergebracht werden können,
kann der zur Verfügung stehende Bauraum so weitgehend wie möglich für den Staubsammelbehälter
12 verwendet werden, so dass dieser vergleichsweise viel Staub und Schmutz aufnehmen
kann, bevor eine Entleerung notwendig wird. Die kompakte Bauform der Filteranordnung
1 wird durch eine mehrfache Umlenkung der Luftströme erreicht. Dabei weist die in
die Filteranordnung 1 eintretende Luft eine dominierende Komponente senkrecht zur
axialen Richtung 10 auf, wird dann zum Boden des Staubsammelbehälters 12 geleitet,
dort umgelenkt und durchströmt dann in axialer Richtung 10 das Flachfilter 3. Die
gereinigte Luft wird durch den Deckel 18 umgeleitet und durch den Luftauslasskanal
6 geführt, wobei die austretende Luft seitlich austritt und somit eine dominierende
Strömungskomponente senkrecht zur axialen Richtung 10 aufweist.
[0061] Bei der Filteranordnung 1 erfolgt sowohl die Zuführung als auch die Abführung der
Luft von der Seite her auf der Höhe des Flachfilters 3. Alternativ dazu könnte jedoch
auch nur eine von Lufteintrittsöffnung 8 und Luftaustrittsöffnung 13 auf der Höhe
des Flachfilters 3 vorgesehen sein, wohingegen die andere Luftöffnung beispielsweise
am unteren Ende oder am oberen Ende der Filteranordnung 1 angeordnet sein könnte.
Auch wenn nur eine der beiden Luftöffnungen auf Höhe des Flachfilters 3 angeordnet
ist, ergibt sich bereits ein Vorteil bei der Bauhöhe. Besonders bevorzugt ist es aber,
wenn sowohl die Lufteintrittsöffnung 8 als auch die Luftaustrittsöffnung 13 als auch
das Flachfilter 3 selbst innerhalb eines eng begrenzten axialen Bereichs der Filteranordnung
1 angeordnet sind, weil sich in diesem Fall eine besonders kompakte Bauform ergibt.
[0062] Ein weiterer Vorteil der Filteranordnung 1 ist, dass die Lufteintrittsöffnung 8 und
die Luftaustrittsöffnung 13 auf einer Seite des Filterrahmens 2 in einer gemeinsamen
Ebene angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird die fluidische Kontaktierung des
Lufteinlasskanals 5 und des Luftauslasskanals 6 vom Staubsauger aus erleichtert. Zum
Abdichten der Lufteintrittsöffnung 8 und der Luftaustrittsöffnung 13 gegenüber den
entsprechenden Luftzufuhr- und Luftabfuhrkanälen auf Staubsaugerseite ist es erforderlich,
den Filterrahmen 2 mit einer gewissen Kraft gegen die auf Staubsaugerseite vorgesehen
Dichtungselemente zu pressen. Diese zum Abdichten erforderliche Anpresskraft ist in
einer Richtung wesentlich einfacher zu erzeugen als in mehreren Richtungen. Darüber
hinaus kann zum Abdichten der Lufteintrittsöffnung 8 und der Luftaustrittsöffnung
13 gegenüber den entsprechenden Kanälen auf Staubsaugerseite anstelle von zwei einzelnen
Dichtungselementen ein größeres gemeinsames Dichtungselement eingesetzt werden. Dies
bedeutet einen geringeren Teilepreis und geringere Montagekosten. Eine weitere Besonderheit
des Strömungspfads bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Filteranordnung 1 ist,
dass die mit den Pfeilen 9 und 14 bezeichnete Einströmrichtung und Ausströmrichtung
entgegengesetzt gleich zueinander orientiert sind. Sowohl die Einströmrichtung als
auch die Ausströmrichtung ist dabei senkrecht zur axialen Richtung 10 der Filteranordnung
1 orientiert. Alternativ dazu könnten der einströmende Luftstrom und/oder der ausströmende
Luftstrom jeweils schräg zur axialen Richtung 10 orientiert sein, wobei auch in diesen
Fällen die dominierende Komponente der Einströmrichtung und der Ausströmrichtung jeweils
senkrecht zur axialen Richtung 10 orientiert ist, wobei zusätzlich wegen der schrägen
Einkoppelung eine vergleichsweise kleinere Komponente in axialer Richtung 10 hinzukommt.
[0063] In Figur 3 ist eine Vorderansicht des Filterrahmens 2 gezeigt. Zu erkennen sind die
Lufteintrittsöffnung 8 für den Lufteinlasskanal 5 sowie die Luftaustrittsöffnung 13
für den Luftauslasskanal 6, welche in axialer Richtung 10 betrachtet auf derselben
Höhe angeordnet sind. Innerhalb der Lufteintrittsöffnung 8 ist die Kontur der Führungsfläche
11 des Lufteinlasskanals 5 zu erkennen, welche die einströmende Luft nach unten zum
Staubsammelbehälter 12 hin lenkt. Außerdem ist in Figur 3 der Anschlussbereich 16
für den Staubsammelbehälter 12 gezeigt. In Figur 3 sind die jeweiligen Mittelpunkte
der Lufteintrittsöffnung 8 und der Luftaustrittsöffnung 13 in axialer Richtung 10
auf derselben Höhe angebracht. Der Vorteil einer kompakten Bauform lässt sich jedoch
auch dann erzielen, wenn die Lufteintrittsöffnung 8 und die Luftaustrittsöffnung 13
in axialer Richtung 10 mit einem gewissen Höhenversatz 21 zueinander angeordnet sind.
In Figur 3 ist dieser mögliche Höhenversatz 21 mittels eines Doppelpfeils dargestellt.
Solange der Höhenversatz 21 unterhalb von 1 cm, weiter vorzugsweise unterhalb von
4 mm liegt, ist die Gesamthöhe des Filterrahmens 2 immer noch gering genug, um die
erfindungsgemäßen Vorteile zu erzielen.
[0064] Figur 4 zeigt eine Ansicht der Unterseite des Filterrahmens 2. Bei dem dargestellten
Beispiel ist das Flachfilter 3 von der Lufteintrittsfläche aus zu erkennen. Dabei
wird als Filtermaterial für das Flachfilter 3 gefaltetes Papier verwendet, wobei sich
die Filterfalten von dem Zentralbereich 4 aus nach außen erstrecken. Um Platz für
den Lufteinlasskanal 5 zu schaffen, ist in dem Flachfilter 3 ein sektorförmiger Bereich
7 vorgesehen, in der sich kein Filtermaterial befindet. Die in Richtung des Pfeils
9 einströmende Luft gelangt über die Lufteintrittsöffnung 8 in den Lufteinlasskanal
5 und wird durch die Führungsfläche 11 in Richtung zum Boden des Staubsammelbehälters
12 gelenkt. Der Staubsammelbehälter 12 kann beispielsweise mittels eines Bajonettverschlusses
abnehmbar am Anschlussbereich 16 des Filterrahmens 2 befestigt werden. Außerdem ist
in Figur 4 der Luftauslasskanal 6 mit der Luftaustrittsöffnung 13 zu erkennen, aus
der die Luft in Richtung des Pfeils 14 ausströmt.
[0065] Das im Filterrahmen 2 vorgesehene Flachfilter 3 kann kreisförmig, elliptisch oder
rechteckig ausgebildet sein. Eine kreisförmige Gestaltung ist vor allem für gefaltetes
Filtermaterial geeignet. Hier sind die Falten um den Zentralbereich 4 herum angeordnet
und liegen direkt an dem sektorförmigen Bereich 7 an. Neben gefaltetem Papier können
als Filtermaterialien beispielsweise auch Vlies oder Schaumstoff verwendet werden.
Darüber hinaus kann das Flachfilter 3 sandwichartig aufgebaut sein, wobei verschiedene
Filtermaterialien kombiniert werden können. Auf diese Weise ist es beispielsweise
möglich, verschiedene Filterschichten zur Realisierung von verschiedenen Eigenschaften
miteinander zu kombinieren. Das Flachfilter kann beispielsweise eine HEPA-Filterschicht,
eine Aktivkohlefilterschicht oder ein Geruchsfilterschicht umfassen.
[0066] Vorzugsweise kann das Flachfilter 3 an der Unterseite, also an der in Figur 4 gezeigten
Lufteintrittsfläche des Flachfilters 3, mit einem abnehmbaren Schutzfilter ausgestattet
sein. Dieses dem Flachfilter 3 vorgelagerte Schutzfilter wirkt als Grobschmutzfilter
und verhindert, dass beispielsweise Wollmäuse und Flusen an das Flachfilter 3 gelangen.
Durch dieses vorgeschaltete Schutzfilter wird die Reinigung des Flachfilters 3 vereinfacht,
weil sich Grobschmutz nicht am Filtermaterial des Flachfilters 3 festsetzt.
[0067] In Figur 5 ist der Filterrahmen 2 mit dem Flachfilter 3 in Draufsicht gezeigt, wobei
die vom Zentralbereich 4 aus radial nach außen verlaufenden Filterfalten des Flachfilters
3 zu erkennen sind. In Figur 5 ist wieder der sektorförmige Bereich 7 für den Lufteinlasskanal
5 zu erkennen, an den sich an beiden Seiten die Filterfalten des Flachfilters 3 anschließen.
Darüber hinaus ist in Figur 5 zu sehen, dass der gesamte Flachfilter 3 innerhalb des
Filterrahmens 2 relativ zur Mitte des Filterrahmens 2 um einen gewissen seitlichen
Versatz 22 nach links verschoben ist, um auf der rechten Seite Platz für den Luftauslasskanal
6 zu schaffen. Der Zentralbereich 4 des Flachfilters 3 befindet sich also nicht in
der Mitte des Filterrahmens 2, sondern ist seitlich versetzt zur Mitte des Filterrahmens
2 angeordnet. Durch diese exzentrische Anordnung des Flachfilters 3 entsteht Platz
für den Luftauslasskanal 6, der die nach dem Durchströmen des Flachfilters 3 gereinigte
Luft abführt und durch die Luftaustrittsöffnung 13 hindurch in Richtung des Pfeils
14 ausgibt. Der sektorförmige Bereich 7 erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkelbereich
von mehr als 10°, weiter vorzugsweise über einen Winkelbereich von mehr als 20° und
weiter vorzugsweise über einen Winkelbereich von mehr als 30°. Der sektorförmige Bereich
7 erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkelbereich von weniger als 60°, weiter
vorzugsweise über weniger als 50°, weiter vorzugsweise weniger als 40°. Indem der
Lufteinlasskanal 5 in einem derart ausgebildeten sektorförmigen Bereich 7 angeordnet
wird, ergibt sich ein effektives Verhältnis von aktiver Filterfläche zur nicht aktiven
Filterfläche. Insgesamt kann durch die in Figur 5 gezeigte Ausführung des Flachfilters
3 ein Luftfilter von großer Fläche realisiert werden, das eine großflächige Durchströmung
mit Luft ermöglicht. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt, so dass
ein geräuscharmer Betrieb ermöglicht wird.
[0068] Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch einen Reinigungsroboter 23, in den eine Filteranordnung
1 der in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Art eingesetzt ist. Die Filteranordnung 1 eignet
sich insbesondere für den Einsatz in einem Reinigungsroboter 23, weil sie trotz der
niedrigen Bauform einen Staubsammelbehälter 12 mit ausreichend großem Volumen bereitstellt.
Die Anwendung der beschriebenen Filteranordnung 1 ist allerdings nicht auf Reinigungsroboter
beschränkt, vielmehr kann die Filteranordnung auch in anderen Einsatzumgebungen eingesetzt
werden, beispielsweise in herkömmlichen Staubsaugern. Der Reinigungsroboter 23 weist
eine Aufnahme 24 für die Filteranordnung 1 auf, in die die Filteranordnung 1 von oben
eingesetzt und dann beispielsweise durch Verschwenken des Henkelgriffs 19 arretiert
wird. Der Reinigungsroboter 23 ist mit einer Dichtung für die Lufteintrittsöffnung
8 und die Luftaustrittsöffnung 13 der Filteranordnung 1 ausgerüstet. Wie im Querschnitt
von Figur 6 zu erkennen ist, wird über die Lufteintrittsöffnung 8 eine Verbindung
zwischen dem Luftzufuhrkanal 25 des Reinigungsroboters 23 und dem Lufteinlasskanal
5 der Filteranordnung 1 hergestellt. Die einströmende Luft wird entsprechend dem Pfeil
26 durch die Führungsfläche 11 zum Boden des Staubsammelbehälters 12 gelenkt, wobei
Grobschmutz abgeschieden wird. Die Luftströmung wird am Boden des Staubsammelbehälters
12 umgelenkt und durchströmt dann das Flachfilter 3 in axialer Richtung 10 von unten
nach oben. Über den Luftauslasskanal 6 und die Luftaustrittsöffnung 13 der Filteranordnung
1 wird die gereinigte Luft einem Luftabfuhrkanal des Reinigungsroboters 23 zugeführt,
der jedoch in Figur 6 nicht gezeigt ist. Über diesen Luftabfuhrkanal wird die gereinigte
Luft dann nach außen abgegeben.
[0069] 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.
BEZUGSZEICHENLISTE
[0070]
- 1
- Filteranordnung
- 2
- Filterrahmen
- 3
- Flachfilter
- 4
- Zentralbereich
- 5
- Lufteinlasskanal
- 6
- Luftauslasskanal
- 7
- sektorförmiger Bereich
- 8
- Lufteintrittsöffnung
- 9
- Pfeil
- 10
- axiale Richtung
- 11
- gekrümmte Führungsfläche
- 12
- Staubsammelbehälter
- 13
- Luftaustrittsöffnung
- 14
- Pfeil
- 15
- gekrümmte Führungsfläche
- 16
- Anschlussbereich
- 17
- Rastnasen
- 18
- Deckel
- 19
- Henkelgriff
- 20
- Arretiernasen
- 21
- Versatz
- 22
- seitlicher Versatz
- 23
- Reinigungsroboter
- 24
- Aufnahme
- 25
- Luftzufuhrkanal
- 26
- Pfeil
1. Eine Filteranordnung (1), welche aufweist einen Filterrahmen (2) zur Aufnahme eines
Flachfilters (3), das Flachfilter (3), das eine Lufteintrittsseite und eine gegenüberliegend
zur Lufteintrittsseite angeordnete Luftaustrittsseite aufweist, einen Lufteinlassbereich,
der an die Lufteintrittsseite des Flachfilters (3) angrenzt und über einen Lufteinlasskanal
(5) mit einer Lufteintrittsöffnung (8) fluidisch verbunden ist, einen Luftauslassbereich,
der an die Luftaustrittsseite des Flachfilters (3) angrenzt und über einen Luftauslasskanal
(6) mit einer Luftaustrittsöffnung (13) fluidisch verbunden ist, wobei das Flachfilter
(3) vom Lufteinlassbereich zum Luftauslassbereich mit Luft durchströmbar ist und wobei sich das Flachfilter (3) in axialer Richtung (10) über mindestens 60% der axialen
Ausdehnung von mindestens einer von der Lufteintrittsöffnung (8) und der Luftaustrittsöffnung
(13) erstreck, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterrahmen (2) in axialer Richtung des Flachfilters (3) eine Ausdehnung von
weniger als einem Drittel des Durchmessers des Flachfilters aufweist.
2. Filteranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteintrittsöffnung (8), die Luftaustrittsöffnung (13) und das Flachfilter (3)
in einem axialen Bereich der Filteranordnung (1) angeordnet sind, der innerhalb der
axialen Ausdehnung des Filterrahmens (2) liegt.
3. Filteranordnung (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer von Lufteinlasskanal (5) und Luftauslasskanal (6) in einem axialen
Bereich der Filteranordnung (1) angeordnet ist, der innerhalb der axialen Ausdehnung
des Filterrahmens (2) liegt.
4. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lufteintrittsöffnung (8) in axialer Richtung (10) über mindestens 80% der
axialen Ausdehnung der Luftaustrittsöffnung (13) erstreckt.
5. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt der Lufteintrittsöffnung (8) relativ zum Mittelpunkt der Luftaustrittsöffnung
(13) einen Versatz (21) in axialer Richtung (10) von weniger als 1 cm aufweist.
6. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteintrittsöffnung (8), die Luftaustrittsöffnung (13) und das Flachfilter (3)
im oder am Filterrahmen (2) angeordnet sind.
7. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine von der Lufteintrittsöffnung (8) und der Luftaustrittsöffnung (13)
seitlich am Filterrahmen (2) angeordnet sind.
8. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteintrittsöffnung (8) und die Luftaustrittsöffnung (13) beide in einer gemeinsamen
Ebene seitlich an der Filteranordnung (1) angeordnet sind.
9. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine in die Lufteintrittsöffnung (8) einströmende Luftströmung eine dominierende
Strömungskomponente in einer zur axialen Richtung (10) senkrechten Richtung aufweist.
10. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus der Luftaustrittsöffnung (13) ausströmende Luftströmung eine dominierende
Strömungskomponente in einer zur axialen Richtung (10) senkrechten Richtung aufweist.
11. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Lufteintrittsöffnung (8) einströmender Luftstrom im Wesentlichen entgegengesetzt
gerichtet zu einem aus der Luftaustrittsöffnung (13) ausströmenden Luftstrom ist.
12. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (1) ein Filtergehäuse aufweist, wobei der Filterrahmen (2) das
Filtergehäuse in ein oberes Gehäusevolumen und ein unteres Gehäusevolumen unterteilt.
13. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Gehäusevolumen der Filteranordnung (1) als Staubabscheideraum ausgebildet
ist.
14. Ein Staubsauger, der eine Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.
15. Ein Reinigungsroboter (23), der eine Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche
1 bis 13 umfasst.