CN109793458A - 可再生的空气过滤器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可再生的空气过滤器(1)，尤其用于吸尘器(2)，所述空气过滤器(1)具有使干净空气室(3)与含尘空气室(4)分隔的过滤器元件(5)，所述过滤器元件(5)在过滤器运行中被待清洁的空气从含尘空气室(4)的方向朝干净空气室(3)的方向穿流，其中，所述过滤器元件(5)包围干净空气室(3)的局部区域，至少一个与过滤器元件(5)的内表面(6)处于机械接触的作用元件(7)围绕旋转轴(8)可旋转地支承在所述局部区域内。为了实现理想的再生伴随过滤器元件(5)的尽可能小的磨损，在此建议，所述作用元件(7)在过滤器元件(5)内还平行于所述旋转轴(8)的纵向延伸方向可移动地支承，从而所述作用元件(7)相对于旋转轴(8)的纵向延伸方向能够同时既沿周向也沿轴向地在所述内表面(6)上刷扫。

Description

可再生的空气过滤器

技术领域

本发明涉及一种可再生的空气过滤器，尤其用于吸尘器，所述空气过滤器具有使干净空气室与含尘空气室分隔的过滤器元件，所述过滤器元件在过滤器运行中被待清洁的空气从含尘空气室的方向朝干净空气室的方向穿流，其中，所述过滤器元件包围干净空气室的局部区域，至少一个与过滤器元件的内表面处于机械接触的作用元件围绕旋转轴可旋转地支承在所述局部区域内。

此外，本发明还涉及一种具有这种可再生的空气过滤器的吸尘器。

背景技术

可再生的空气过滤器在现有技术中已知。这类空气过滤器通常用于清洁载有灰尘和/或污物的空气。结合吸尘器，可再生的空气过滤器用于保护吸尘器的风扇防止被吸入的灰尘或污物覆盖。由于吸尘器的抽吸运行通常会出现空气过滤器的过滤器元件在先被灰尘和污物覆盖，从而视运行时长而定需要对空气过滤器进行再生。

专利文献DE 10 2014 117 085 A1例如描述了一种用于吸尘器的可再生的空气过滤器，该空气过滤器具有过滤器元件和布置在过滤器元件内的、用于过滤器元件再生的清洁元件。该清洁元件设计为旋转式空气喷嘴，该空气吸嘴在过滤器元件内旋转并且在那里对过滤器元件的内壁施加吹扫空气，从而可以使积聚在过滤器元件外侧的灰尘或污物脱落。此外建议，将多个作用元件布置在旋转空气喷嘴上，这些作用元件机械地对过滤器元件的内壁施加作用并且在此使过滤材料如此振动，使淤积在那里的灰尘或污物被释放。

在现有技术中建议的作用元件的缺点是，由于持续地沿着过滤器元件的内壁刷扫会引起过滤材料的磨损。

发明内容

因此，从前述现有技术出发，本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有作用元件的空气过滤器，所述作用元件能可靠地将灰尘和污物从过滤器元件松脱，而且同时实现过滤材料的较少的磨损。

为解决上述技术问题，在此建议，所所述作用元件在过滤器元件内还平行于所述旋转轴的纵向延伸方向可移动地支承，从而所述作用元件相对于旋转轴的纵向延伸方向能够同时既沿周向也沿轴向地在所述内表面上刷扫。

按照本发明，所述作用元件由于作用元件的轴向的可移动性不仅沿着环形的轨道沿过滤器元件的内壁刷扫，而且由于轴向的可移动性还在过滤器元件内变换平面，从而作用元件始终在过滤材料的不同位置上刷扫。由此，过滤器元件的磨损被分布在过滤器元件表面的尽可能大的部分上，并且同时在过滤器元件的尽可能多的位置上对过滤材料实施机械的激励。同时由此也可以优化再生效果。因此，在干净空气室的由过滤器元件包围的局部区域内，所述作用元件相对于旋转轴的纵向延伸方向特别优选地同时沿周向和轴向运动。由此优选地出现两个运动方向的重叠，这两个运动方向共同合成作用元件在过滤器元件的内壁上的螺旋状的运动轨迹。所述作用元件沿过滤器元件的内壁刷扫，其中产生机械的变形和/或振动激励，机械的变形和/或振动激励最终引起灰尘和污物的脱离。作用元件的轴向运动和旋转运动优选都通过马达驱动的方式产生。但备选地，具有可再生的空气过滤器的吸尘器的使用者也可以操纵例如开关或操纵杆，以便引起作用元件在再生过程期间的旋转和/或轴向的运动。因此可以有针对性地并且视情况使灰尘或污物从过滤器元件脱离。在此，这种操纵可以或者进行一次、多次，或者在确定的时间段内连续进行。如果作用元件的运动通过马达驱动的方式实现，则一旦将吸尘器投入再生运行中就开始作用元件的旋转和/或轴向移动。

特别优选地，所述过滤器元件具有柱形的基本形状，所述基本形状在外罩面上具有过滤材料并且在至少一个端面上具有覆盖元件，所述覆盖元件与过滤材料连接。作用元件布置在柱形体的内部、优选如此布置，使得作用元件具有作用臂形式的纵向延伸部，所述作用臂大致从柱体的对称轴线开始指向径向方向。在此，作用元件不是必须直接与旋转轴连接、也就是支承在旋转轴上，而是可以例如间接地围绕旋转轴或其直线形的延长段旋转。

尤其建议，所述空气过滤器具有与所述旋转轴同轴延伸的导引滑槽，所述作用元件的啮合件啮合在所述导引滑槽中。优选地，导引滑槽设计为，当啮合件在导引滑槽内移动时，该啮合件围绕旋转轴或其直线形的延长段旋转。导引滑槽可以例如设计为，啮合件在沿导引滑槽的轨道行进时始终相对旋转轴或其延长段径向定向。沿导引滑槽的行程优选相当于啮合件围绕旋转轴的旋转。导引滑槽优选具有导引凹槽形式的啮合区域，作用元件的啮合件可以沿着导引凹槽内部滑动。根据优选的实施方式，导引滑槽设计为柱形体，该柱形体围绕旋转轴或其直线形的延长段同轴地布置。所述柱形体的侧面可以具有用于作用元件的至少一个导引凹槽。作用元件的啮合件可以例如是榫舌，该榫舌啮合在导引滑槽的局部区域、例如导引凹槽中。

此外建议，所述导引滑槽具有至少一个螺旋形地卷绕的导引凹槽，所述导引凹槽的纵向延伸方向平行于所述旋转轴的纵向延伸方向地定向。导引滑槽因此具有螺旋形的凹槽，该凹槽沿轴向能够实现作用元件的导引移动。导引凹槽可以设置用于作用元件的仅沿一个轴向或者沿两个相反的轴向的移动。如果导引凹槽设置用于例如作用元件的向上运动和向下运动，则适宜的是，使用可以反转其旋转方向的马达。分别根据马达的旋转方向则可以例如沿轴向向上或向下移动作用元件。

在此建议，所述空气过滤器具有可旋转地支承在所述旋转轴上的传动件，所述传动件相对所述导引滑槽可旋转，其中，所述传动件设置和设计为，使所述作用元件的啮合件在导引滑槽内移动。传动件用作用于作用元件的驱动元件并且在导引滑槽内移动所述啮合件。导引滑槽自身相对于空气过滤器或其过滤器元件抗扭地布置。传动件可以例如按导板的样式设计，该导板平行于旋转轴或旋转轴的直线延长段在过滤器元件内部延伸并且围绕旋转轴或其轴向延长段旋转，从而传动件沿旋转方向随同推动作用元件并且因此引起该作用元件在导引滑槽内的移动。此外沿径向观察，所述传动件也可以是U形或O形的元件，该元件在两个沿周向相对置的外周区域与导引滑槽相邻。此外，传动件也可以具有两个以上的平行于旋转轴或其延长段构造的导板。每个导板可以移动空气过滤器的多个作用元件中的一个。例如空气过滤器可以具有多个作用元件，这些作用元件定位在导引滑槽的相同平面或不同的轴向平面内，并且因此在时间上在不同的位置对过滤器元件的过滤材料进行处理。此外，传动件也可以具有大致呈柱形的基本形状，该基本形状具有用于作用元件的长形的通孔，从而作用元件沿相反的轴向方向和相反的周向导引。尤其构造具有平行于旋转轴的纵向延伸的通孔。

按照优选的设计方案，所述传动件配有用于旋转驱动的电动马达。但备选地也可以手动地、例如通过使用者操纵的开关、操纵杆或拉索旋转传动件。

此外建议，所述导引滑槽具有两个导引凹槽，这两个导引凹槽具有相反的旋转方向。所述导引滑槽例如具有两个螺旋形的凹槽，这两个凹槽中的第一凹槽设置为作用元件的第一运动方向并且第二凹槽设置为作用元件的相反的第二运动方向。此外，导引滑槽也可以具有另外的导引凹槽，另外的导引凹槽设置用于附加的作用元件。

对此尤其建议，所述导引滑槽的轴向的端部区域配有操纵元件，所述操纵元件设置为，将所述作用元件的在第一导引凹槽中啮合的啮合件转移至第二导引凹槽中。如前所述，在导引滑槽上构造用于作用元件的向上运动的导引凹槽和用于作用元件的向下运动的导引凹槽。分别根据啮合件在导引凹槽内的行进方向，视传动件围绕旋转轴的旋转方向而定，将作用元件朝所述端部区域或导引凹槽的另一端部区域运送。当作用元件的啮合件到达导引凹槽的轴向端部区域时，操纵元件使啮合件从第一导引凹槽移动至第二导引凹槽中，从而随后可以使啮合件在第二导引凹槽内沿相反的运动方向移动。这省去了使转动方向在啮合件的终端位置反转的马达。

例如建议，所述操纵元件是横向于旋转轴的纵向延伸方向定向的启动盘。所述启动盘可以尤其承受弹簧元件的复位力。当作用元件的啮合件到达导引滑槽的轴向的端部区域时，啮合件通过启动盘、尤其通过在其中构造的轨道被压入沿周向最接近的导引凹槽中，该导引凹槽预先规定作用元件的相反的运动方向。因此不需要使用反转其转动方向的马达。因此也可以取消端点监控装置，端点监控装置对啮合件到达导引滑槽的轴向的端部区域进行监控。

可以规定，所述空气过滤器的过滤器元件是被打褶的过滤器元件，其具有沿旋转轴的周向相继构造的褶皱部。在旋转期间，作用元件触碰过滤器元件的相继布置的褶皱部并且使褶皱部沿旋转方向移动或变形，直至作用元件与褶皱部之间的重叠解除并且作用元件触碰沿旋转方向的下一个褶皱部。在此，沿轴向观察出现作用元件与过滤器元件的褶皱部之间的重叠，该重叠引起机械的作用。各个褶皱部在作用元件后方回颤，由此灰尘和/污物从过滤器元件的过滤材料脱离。备选地，然而过滤器元件也可以是具有大致呈柱形内壁的、没有褶皱部的过滤器元件，其中，作用元件则具有与过滤器元件的内壁的相邻的局部区域的持续的接触。

除了前述空气过滤器以外，本发明还建议一种具有可再生的空气过滤器的吸尘器，其中，所述空气过滤器按前述实施方式之一设计。所述吸尘器例如是用于家用领域的吸尘器，该吸尘器以常见的方式具有马达-风扇单元，所述马达-风扇单元与吸尘器的抽吸口流动连接。沿流动方向在抽吸口与马达-风扇单元之间有集尘室，其具有按照本发明的可再生的空气过滤器，该空气过滤器过滤从抽吸口开始朝向马达-风扇单元流动的空气。在此，灰尘或污物留在集尘室内并且积聚在过滤器的过滤器元件的外壁上。由于在持续使用吸尘器时过滤器元件不断地被抽吸物覆盖，因此需要对空气过滤器进行再生。这通过前述作用元件对过滤材料的机械作用实现，该机械作用引起过滤材料的振动和/或回颤，由此又将抽吸物从过滤材料移除。

所述吸尘器可以是由使用者手持的清洁设备，或者备选地可以是自主机器人形式的自主行进的清洁设备。此外，术语吸尘器理解为所有的至少可以主要实施抽吸清洁的抽吸清洁设备。在此，吸尘器也包括例如可以进行抽吸清洁和湿式擦拭清洁的组合设备。

附图说明

以下结合实施例详细阐述本发明。在附图中：

图1示出按照本发明的具有可再生的空气过滤器的吸尘器，

图2示出剖切按照本发明的可再生的空气过滤器得到的纵剖面图，

图3示出空气过滤器的横剖面的俯视图，

图4示出空气过滤器的立体剖视图，

图5示出按照第二实施方式的空气过滤器的立体剖视图。

具体实施方式

图1首先示出按照本发明的吸尘器2，此处吸尘器2设计为手持式吸尘器2。吸尘器2可以例如是蓄电池吸尘器，其在清洁运行期间由使用者携带并且在待清洁的表面上导引。吸尘器2具有具备抽吸口19的壳体18，通过抽吸口19可以将抽吸物从待清洁的表面运送至吸尘器2的集尘室20中。由马达22驱动的风扇21对集尘室20和抽吸口19施加负压，从而抽吸物可以进入集尘室20中。在集尘室20内布置有可再生的空气过滤器1。该空气过滤器1将干净空气室3与含尘空气室4隔开(参见图3)。空气过滤器1具有柱形的基本形状。吸入集尘室20内的抽吸物沉积在空气过滤器1的外侧的侧面上，从而仅清洁过的空气可以进入干净空气室3并且达到风扇21。

图2和图4示出空气过滤器1的纵剖面图和立体剖视图。空气过滤器1具有过滤器元件5，过滤器元件5此处例如由纤维网样式的过滤材料构成。在空气过滤器1的内部布置有导引滑槽9。该导引滑槽9同样具有柱形的基本形状并且在同样是柱形的过滤器1内同轴地延伸。

导引滑槽9具有两个构造为螺旋形的导引凹槽11、12，所述导引凹槽11、12通过连续的螺纹沿轴向延伸。导引凹槽11、12中的一个导引第一作用元件7，第一作用元件7与过滤器元件5的内表面6机械地接触。第二作用元件7与第一作用元件7固定连接。过滤器元件5的内表面6此处通过沿周向依次构造的褶皱部17形成。如附图所示，在作用元件7与过滤器元件5的褶皱部17之间产生重叠。第一作用元件7通过啮合件10啮合在导引滑槽9导引凹槽11、12中。配属于第一作用元件7的传动件13可旋转地支承在旋转轴8上，旋转轴8同时相当于导引滑槽9和过滤器元件5的纵轴线。传动件13借助马达25在此可围绕旋转轴8逆时针旋转，其中，传动件13作用于作用元件7并且顺着导引凹槽11、12的走向移动作用元件7。此处，传动件13例如设计为相对于所示纵剖面图的U形的导板，该U形导板的U臂分别沿旋转方向移动、即随同推动作用元件7。通过导引凹槽11、12的导程将作用元件7在旋转的同时沿导引凹槽11、12的导程移动，也就是说在根据图2的示图中分别根据啮合件10啮合在向上导引的导引凹槽11中还是向下导引的导引凹槽12中而向上或者向下移动。

导引滑槽9具有相对置的端部区域14、15，端部区域14、15分别配属有变换区域26，变换区域26具有形式为启动盘的操纵元件16。操纵元件16承受弹簧元件23的复位力并且设计为，当作用元件7的啮合件10到达交换区域26时，将该啮合件10压入相对于传动件13的旋转方向最接近的导引凹槽11、12中，从而作用元件7随后可以沿相反的反向在导引滑槽9中被移动。

图3示出图2中所示的空气过滤器1的俯视图。可以看到，空气过滤器1设计为具有打褶的过滤器元件5，该过滤器元件5沿周向具有多个褶皱部17。两个作用元件7相对于从旋转轴8开始的径向与向内突伸的褶皱部17重叠，从而连续的褶皱部17在作用元件7的旋转期间变形或者说被移动，并且随后当作用元件7到达接下来的旋转位置时则回复到原始的形状或者说位置。因此，作用元件7不是永久地与过滤器元件5的内表面6机械接触，而是仅在向内突伸的褶皱部17的区域中与该内表面6机械接触。通过沿导引凹槽11、12的走向移动作用元件7，由此作用元件7呈螺旋形地在过滤器元件5的内表面6上上下移动，从而将对过滤材料的机械作用有利地分布在过滤器元件5的整个内表面6上。

具体地，本发明如此起作用，即，吸尘器2的使用者例如手动启动吸尘器2的再生运行。由此，配属于传动件13的马达25被启动。该传动件13围绕旋转轴线8旋转并且将作用元件7的啮合件10在导引滑槽9的导引凹槽11、12内移动。通过导引凹槽11、12的导程将作用元件7在导引滑槽9上往上或往下移动，从而作用元件7在过滤器元件5的内表面6上或者此处在褶皱部17上刷扫出螺旋形的轨迹。当传动件13逆时针旋转时，作用元件7例如在导引凹槽11内向上移动。当作用元件7到达导引滑槽9的上方的端部区域15时，作用元件7被转移至另一导引凹槽12中。啮合件10碰撞到承受弹簧载荷的操纵元件16，当传动件13继续逆时针旋转时，该操纵元件16将啮合件10移动至相邻的导引凹槽12中。啮合件10随后则在该导引凹槽12中沿相反的方向、即向下移动直至到达下方的端部区域14。随后，啮合件10又以相同的方式被转移至相邻的导引凹槽11中。因此，作用元件7整体上沿过滤器元件5的内表面6或在过滤器元件5的褶皱部17上实施螺旋形的轨迹，由此使过滤材料处于振动并且积聚在过滤器元件5的外壁上的灰尘和污物被甩掉或落下。

图5示出具有作用元件7的空气过滤器1的备选的实施方式。此处，传动件13由马达25旋转，该马达25的转动方向可以被反转，从而既可以顺时针又可以逆时针旋转。在该设计方案中，导引滑槽9仅具有唯一的用于作用元件7的啮合件10的导引凹槽11。当啮合件10到达导引滑槽9的端部区域14、15时，将旋转轴8的旋转方向反转并且由此也反转传动件13的旋转方向。

尽管在附图未示出，但空气过滤器1也可以是没有褶皱部17的空气过滤器1，在该空气过滤器1中，作用元件7永久地贴靠在内表面6上。

附图标记列表

1 空气过滤器

2 吸尘器

3 干净空气室

4 含尘空气室

5 过滤器元件

6 内表面

7 作用元件

8 旋转轴

9 导引滑槽

10 啮合件

11 导引凹槽

12 导引凹槽

13 传动件

14 端部区域

15 端部区域

16 操纵元件

17 褶皱部

18 壳体

19 抽吸口

20 集尘室

21 风扇

22 马达

23 弹簧元件

24 把手

25 马达

26 变换区域

Claims (10)

1.一种可再生的空气过滤器(1)，尤其用于吸尘器(2)，所述空气过滤器(1)具有使干净空气室(3)与含尘空气室(4)分隔的过滤器元件(5)，所述过滤器元件(5)在过滤器运行中被待清洁的空气从含尘空气室(4)的方向朝干净空气室(3)的方向穿流，其中，所述过滤器元件(5)包围干净空气室(3)的局部区域，至少一个与过滤器元件(5)的内表面(6)处于机械接触的作用元件(7)围绕旋转轴(8)可旋转地支承在所述局部区域内，其特征在于，所述作用元件(7)在过滤器元件(5)内还平行于所述旋转轴(8)的纵向延伸方向可移动地支承，从而所述作用元件(7)相对于旋转轴(8)的纵向延伸方向能够同时既沿周向也沿轴向地在所述内表面(6)上刷扫。

2.按照权利要求1所述的空气过滤器(1)，其特征在于，设有与所述旋转轴(8)同轴延伸的导引滑槽(9)，所述作用元件(7)的啮合件(10)啮合在所述导引滑槽(9)中。

3.按照权利要求2所述的空气过滤器(1)，其特征在于，所述导引滑槽(9)具有至少一个螺旋形地卷绕的导引凹槽(11、12)，所述导引凹槽(11、12)的纵向延伸方向平行于所述旋转轴(8)的纵向延伸方向地定向。

4.按照前述权利要求之一所述的空气过滤器(1)，其特征在于，设有可旋转地支承在所述旋转轴(8)上的传动件(13)，所述传动件(13)相对所述导引滑槽(9)可旋转，其中，所述传动件(13)设置和设计为，使所述作用元件(7)的啮合件(10)在导引滑槽(9)内移动。

5.按照权利要求4所述的空气过滤器(1)，其特征在于，所述传动件(13)配有用于旋转驱动的电动马达。

6.按照权利要求2至5之一所述的空气过滤器(1)，其特征在于，所述导引滑槽(9)具有两个导引凹槽(11、12)，这两个导引凹槽(11、12)具有相反的旋转方向。

7.按照权利要求6所述的空气过滤器(1)，其特征在于，所述导引滑槽(9)的轴向的端部区域(14、15)配有操纵元件(16)，所述操纵元件(16)设置为，将所述作用元件(7)的在第一导引凹槽(11)中啮合的啮合件(10)转移至第二导引凹槽(12)中。

8.按照权利要求7所述的空气过滤器(1)，其特征在于，所述操纵元件(16)是横向于旋转轴(8)的纵向延伸方向定向的启动盘。

9.按照前述权利要求之一所述的空气过滤器(1)，其特征在于，所述过滤器元件(5)是被打褶的过滤器元件(5)，其具有沿旋转轴(8)的周向相继构造的褶皱部(17)。

10.一种吸尘器(2)，具有按照前述权利要求之一所述的可再生的空气过滤器(1)。