DE102007005612A1

DE102007005612A1 - Filterbeutel für einen Staubsauger

Info

Publication number: DE102007005612A1
Application number: DE102007005612A
Authority: DE
Inventors: Uwe Schmetzer
Original assignee: AICHNER FILTER GmbH
Current assignee: AICHNER FILTER GmbH
Priority date: 2006-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2027-02-01
Also published as: DE102007005612B4

Abstract

Ein Filterbeutel (1) wird von mindestens einem Faltzuschnitt (2, 3) eines Filtermaterials gebildet, welches zumindest eine schweißbare Lage aufweist. Der mindestens eine Faltzuschnitt (2, 3) weist dabei zumindest eine Deck- (4) und Rückwand (7) auf. Außerdem sind nach innen gefaltete Faltschenkel (5, 8) zur Bildung von Seitenwänden (6) vorgesehen. Die Faltzuschnitte (2, 3) sind dabei durch mindestens eine Längsschweißnaht (10) miteinander verbunden. Zur Erhöhung der Standfestigkeit des Filterbeutels (1) sind die Faltzuschnitte (2, 3) aus unterschiedlichen Materialien bzw. mit unterschiedlicher Lageanordnung ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Filterbeutel für einen Staubsauger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der gattungsgemäßen DE 20 2005 000 918 U1 ist ein Staubfilterbeutel für einen Staubsauger bekannt. Dieser besteht aus einem schweißbaren Filtermaterial. Dieses Filtermaterial liegt in zwei getrennten Faltzuschnitten vor, die einerseits eine Deckwand und andererseits eine Rückwand bilden. Außerdem sind an den Faltzuschnitten Faltschenkel von Seitenwänden vorgesehen. Diese Faltschenkel werden nach innen gefaltet und im Bereich der freien Längskante nach außen zurückgefaltet, so daß insgesamt eine Z-Faltung entsteht. Der zurückgefaltete Bereich beider Faltzuschnitte wird auf der Außenseite des Filterbeutels durch eine Schweißnaht abgeschlossen, die beide Faltzuschnitte dicht miteinander verbindet. Der auf diese Weise erstellte Beutel ist im Auslieferungszustand, bedingt durch die eingefalteten Seitenwände, relativ flach, kann sich jedoch im Betrieb auf ein beträchtliches Volumen aufblähen. Im Bereich der Längsschweißnähte liegen sechs volle Beutelwandungen übereinander, so daß diese Stelle die Beuteldicke im Auslieferungszustand bestimmt. Dieser bekannte Filterbeutel hat sich in der Praxis gut bewährt und bildet den Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filterbeutel der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich durch eine hohe Standfestigkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Filterbeutel gemäß Anspruch 1 wird von mindestens einem Faltzuschnitt eines Filtermaterials gebildet, welches zumindest eine schweißbare Lage aufweist. Gedacht ist insbesondere an Kunststoffvliese, Meltblown- oder Spunblown-Vliese aus thermoplastischen Materialien. Diese können beispielsweise durch direkte Wärmeeinwirkung geschweißt werden. Alternativ ist auch daran gedacht, Schweißungen mit Ultraschall oder Laserstrahlung herzustellen. Falls das Filtermaterial mehrlagig aufgebaut ist, genügt es in der Regel, wenn wenigstens eine der Lagen aus einem schweißbaren Material gefertigt ist. Selbstverständlich können auch bei einem mehrlagigen Aufbau sämtliche Lagen des Filtermaterials aus schweißbarem Material gefertigt sein. Die Faltzuschnitte weisen zum einen eine Deckwand und zum anderen eine Rückwand des Filterbeutels auf. Zusätzlich weist jeder Faltzuschnitt zur Bildung von Seitenwänden nach innen gefaltete Faltschenkel auf. Die Faltschenkel der Seitenwände sind dabei durch Längsschweißnähte miteinander verbunden, so daß die Deck-, Seiten- und Rückwand beidseitig M-förmig gefaltet sind. Alternativ können alle genannten Wände auch von einem einstückigen Faltzuschnitt gebildet sein, um eine Längsschweißnaht einzusparen. Die Seitenwand ist nach innen gezogen, um eine möglichst geringe Breite des Filterbeutels im Auslieferungszustand zu realisieren. Im Betriebszustand bläst sich der Filterbeutel dagegen auf, so daß die nach innen gezogene Seitenwand aufgestellt wird, wobei der Filterbeutel dann einen näherungsweisen rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Der tatsächlich eingenommene Querschnitt des Filterbeutels im Betriebszustand hängt naturgemäß von der konkreten Formgebung der Staubfilterkammer des Staubsaugers ab, an der sich der Filterbeutel anlegt. Da die Faltzuschnitte lediglich an den Randkantenbereichen miteinander verschweißt werden müssen, ist es möglich, diese aus unterschiedlichen Materialien bzw. mit unterschiedlichen Lageanordnungen zu realisieren. Auf diese Weise kann beispielsweise erreicht werden, daß die der Einströmöffnung zugewandte Seite des Filterbeutels eine erhöhte Formstabilität, die gegenüberliegende Seite jedoch eine erhöhte Luftdurchlässigkeit aufweist. Damit ergibt sich eine Vielzahl gestalterischer Abwandlungen des Filterbeutels, die vorteilhaft zur Verbesserung der Filtrationswirkung eingesetzt werden können.

Gemäß Anspruch 2 ist es günstig, wenn das Filtermaterial mehrlagig ist. Der mehrlagige Aufbau hat den Vorteil, daß auf diese Weise eine gute Staubabscheidung im Feinstaubbereich bei gleichzeitig hohem Luftdurchsatz erzielt werden kann. Dabei dient eine Innenlage zur Grobstaubabscheidung, während eine weiter außen liegende Lage zur Feinstaubabscheidung eine entsprechend verringerte Porengröße aufweist. Da die äußere Lage nicht mehr mit dem Grobstaub belastet wird, ist die Gefahr des vollständigen Zusetzens der Poren des Feinstaubfilters entsprechend verringert. Außerdem kann durch den mehrlagigen Aufbau eine materialsparende Filteranordnung realisiert werden. Da beim Erstellen der Längsschweißnähte nur die beiden Außenlagen des Filtermaterials aufeinander liegen, reicht es aus, wenn diese für die Feinstaubabscheidung zuständige Außenlage aus einem schweißbaren Material besteht. Andere Lagen können aus anderen Materialien, wie beispielsweise Papier bestehen, um durch diese Materialzusammenstellung eine besonders hohe Staubabscheidewirkung zu erzielen.

Nach dem Herstellen der Längsschweißnähte liegt der Filterbeutel als Schlauchware vor, so daß dieser noch senkrecht zu den Längsschweißnähten konfektioniert werden muß. Um an den Enden einen dichten Abschluß zu erzeugen, ist es gemäß Anspruch 3 günstig, wenn die Deck- und Rückwand zusammen mit den Seitenwänden endseitig durch gemeinsame Querschweißnähte abgeschlossen sind. Damit ergibt sich eine feste Verbindung aller Lagen im Endbereich, die auch widrigen Betriebsbedingungen standhält. Außerdem ist diese Art der Verschweißung besonders einfach zu realisieren.

Im Bereich des Übergangs zwischen der Deck- bzw. Rückwand einerseits und der Seitenwand andererseits ergibt sich eine Umfaltung des Filtermaterials um 180°. Zur Vermeidung von Beschädigungen wie Brüchen in diesem Bereich ist es gemäß Anspruch 4 günstig, mindestens eine der Faltkanten des Faltzuschnitts mit einer Verstärkung zu versehen. Vorzugsweise wird das Filtermaterial im Bereich dieser Faltkanten mit einer Längsnaht geschweißt, so daß sich eine entsprechende Materialerhärtung im Faltkantenbereich ergibt.

Zur weiteren Erhöhung der Standfestigkeit des Filterbeutels ist es gemäß Anspruch 5 vorteilhaft, wenn mindestens einer der Faltzuschnitte eine Einströmöffung aufweist, der – in Strömungsrichtung gesehen – eine Verstärkung des Filtermaterials gegenüberliegt. Im Betrieb werden in den Filterbeutel neben Staub auch harte Gegenstände, wie Nägel, Nadeln und Glasscherben mit dem Staubsauger eingesaugt und in den Filterbeutel gebracht. Diese schweren Gegenstände bewegen sich mit dem Luftstrom mit und prallen in der Regel an die der Einströmöffnung gegenüberliegende Fläche des Filterbeutels. Sind die eingesaugten Gegenstände spitz bzw. scharfkantig, so kann dieser Aufprall auf das Filtermaterial zu einer lokalen Zerstörung führen. Damit kann ein Teil der Filterwirkung des Filterbeutels verlorengehen, indem die staubbeladene Luft ungefiltert durch einen auf diese Weise produzierten Defekt in der Filterbeutelwand ausströmt. Aufgrund der sich dabei ändernden Strömungsverhältnisse entsteht auf diesen Defekt eine verstärkte Strömungskraft, die diesen Defekt weiter aufweitet, so daß die Filterwirkung des Filterbeu tels sogar vollständig verloren gehen kann. Durch die Verstärkung des Filterbeutels in diesem kritischen Aufprallbereich wird dieses Problem beseitigt. Dabei wird vorzugsweise in diesem Bereich ein zusätzliches Verstärkungsmaterial eingefügt, welches gegebenenfalls auch luftundurchlässig sein könnte. Dieses zusätzliche Material wird vorzugsweise mit dem Filtermaterial verschweißt.

Alternativ oder zusätzlich ist es gemäß Anspruch 6 günstig, das Filtermaterial im Bereich eines Gebläsekanals des Staubsaugers mit einer Verstärkung zu versehen. Im Bereich des Gebläsekanals des Staubsaugers ergibt sich eine verstärkte Luftströmung, so daß insbesondere leichte, eingesaugte Gegenstände bevorzugt in diesem Bereich auf die Filterbeutelwand treffen. Vorzugsweise erfolgt die Verstärkung in diesem Bereich durch eine flächige Verschweißung, durch die das Filtermaterial in diesem Bereich hart und damit resistent gegen Beschädigung durch Fremdkörper wird.

Gemäß Anspruch 7 ist es vorteilhaft, wenn die Verstärkung von mindestens einer Schweißnaht, einer flächigen Schweißung bzw. einem zusätzlich zum Faltzuschnitt eingebrachten und mit diesem verschweißten Material gebildet ist. Durch diese Verstärkungsmaßnahme wird zwar die Luftdurchlässigkeit des Filtermaterials in dem verstärkten Bereich reduziert bzw. völlig aufgehoben, die restliche Filterwandung reicht jedoch in der Regel aus, um die gesamte, vom Staubsaugergebläse erzeugte Luftströmung mit geringem Druckverlust zu filtern. Das zusätzlich eingebrachte Ma terial besteht vorzugsweise aus einer Kunststoffolie oder Kunststoffplatte, die die Filterbeutelwand schützt.

Um die Dicke des Filterbeutels im Auslieferungszustand möglichst klein zu halten, ist die mindestens eine Längsschweißnaht gemäß Anspruch 8 innenseitig zum Filterbeutel vorgesehen. Damit liegen im gefalteten Zustand an jeder Stelle des Filterbeutels maximal vier Beutelwände übereinander, so daß sich eine erheblich verringerte Beuteldicke ergibt. Die Filterbeutel lassen sich daher auf ein erheblich geringeres Volumen zusammendrücken, als dies im Stand der Technik der Fall gewesen ist. Außerdem wird das Filtermaterial im Bereich der Längsschweißnaht während der Beutelherstellung bis zum Einbau in den Staubsauger nicht geknickt, wodurch sich die Belastungen des Filtermaterials in diesem Bereich deutlich verringern. Dies erhöht die Zuverlässigkeit des Filtermaterials und beugt insbesondere Brüchen des Filterbeutels im Verbindungsbereich zwischen den Faltzuschnitten vor. Wird der Filterbeutel im Betrieb innenseitig angeströmt, so biegt sich das Material im Bereich dieser Längsschweißnaht um höchstens 90° um, wie dies auch bei bekannten Staubfilterbeuteln der Fall ist. Eine Umfaltung des Filtermaterials um 180° kommt in diesem Bereich dagegen nicht vor. Insbesondere bei mehrlagigen Filterbeuteln hat diese Verschweißung den Vorteil, daß die Innenlage des Filterbeutels gegebenenfalls auch aus Filterpapier hergestellt werden kann, welches sich gegenüber Kunststoffvliesmaterial durch eine verbesserte mechanische Stabilität auszeichnet. Damit kann teures Vliesmaterial eingespart werden, da es nur in dem Umfang benötigt wird, wie dies zur Fil terung und nicht zum Erreichen der erforderlichen mechanischen Stabilität des Filterbeutels erforderlich ist.

Schließlich ist es gemäß Anspruch 9 vorteilhaft, wenn mindestens einer der Faltzuschnitte mindestens eine Lage aus Filterpapier aufweist. Filterpapier besitzt bei geringer Materialdicke eine sehr hohe Festigkeit, so daß es gegenüber einem Kunststoffvlies mechanisch sehr stabil ist. Damit kann eine große Menge von teurem und voluminösem Kunststoffvlies eingespart werden, das lediglich zur Erzielung der mechanischen Stabilität des gesamten Filterbeutels erforderlich wäre.

Der Erfindungsgegenstand wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert, ohne den Schutzumfang zu begrenzen.
Es zeigt:
1 eine Querschnittsdarstellung durch einen Filterbeutel für einen Staubsauger,
2 den Filterbeutel gemäß 1 in zusammengelegter Lage,
3 den Filterbeutel gemäß 1 in der Betriebslage und
4 eine alternative Ausführungsform des Filterbeutels gemäß 1 in einer Staubfilterkammer eines Staubsaugers.
Die 1 zeigt einen Filterbeutel 1, bestehend aus Faltzuschnitten 2, 3, während der Herstellung. Die Faltzuschnitte 2, 3 befinden sich dabei in einem halb geöffneten Zustand, so daß die Faltung der Faltzuschnitte 2, 3 deutlich zu sehen ist. Die Faltzuschnitte 2, 3 sind im Ausführungsbeispiel gemäß 1 einlagig dargestellt. Alternativ könnten die Faltzuschnitte 2, 3 auch mehrlagig aufgebaut sein, wobei insbesondere Lagen aus unterschiedlichen Filtermaterialien miteinander verbunden sein können. Zur Verbindung einzelner Lagen untereinander, werden Schweißpunkte eingesetzt, die die einzelnen Lagen miteinander lokal verbinden. Hierdurch wird die Luftdurchlässigkeit des Filtermaterials kaum beeinträchtigt.
Der Faltzuschnitt 2 besteht aus einer Deckwand 4, an die sich beidseitig nach innen gefaltete Faltschenkel 5 zur Bildung von Seitenwänden 6 einstückig anschließen. Der Faltzuschnitt 3 ist entsprechend aufgebaut und besteht aus einer Rückwand 7 mit seitlichen Faltschenkeln 8.
Die Faltschenkel 5, 8 sind nach innen gezogen und im Bereich ihrer freien Enden 9 mit einer durchgängigen Längsschweißnaht 10 jeweils miteinander verbunden. Die Herstellung dieser Längsschweißnähte 10 ist in 1 durch strichliert dargestellte Schweißrollen 11 angedeutet, die im Innenraum 12 des Filterbeutels 1 vorgesehen sind und während des Transports des Filterbeutelmaterials die durchgehenden Längsschweißnähte 10 erzeugen. Auf diese Weise ergibt sich ein schlauchförmiger Aufbau des Filterbeutels 1.
Am vorderen und hinteren Ende des Filterbeutels 1 ist eine Querschweißnaht 13 vorgesehen, die die Deckwand 4, die Rückwand 7 und die Seitenwände 6 (letztere in eingefalteter Lage) vollständig durchsetzen. Damit ergibt sich ein dichter endseitiger Abschluß des Filterbeutels 1. Die Herstellung der Querschweißnähte 13 erfolgt erst nach der Herstellung der Längsschweißnähte 10, so daß die Schweißrollen 11 stets über das noch unverschweißte Ende des Schlauches aus Filterbeutelmaterial zugänglich sind.
2 zeigt den Filterbeutel 1 in zusammengefalteter Lage, so daß die Deckwand 4, Rückwand 7 sowie die Faltschenkel 5, 8 eine minimale Dickenerstreckung aufweisen. Die Dicke des gesamten Filterbeutels 1 beträgt in dieser Lage nicht mehr als das Vierfache der Filterbeutelwand, so daß der Filterbeutel 1 besonders platzsparend untergebracht werden kann. An einer Kante 26 des Faltzuschnittes 4 ist eine Verstärkung 27 in Form einer Schweißnaht vorgesehen. Eine derartige Verstärkung 27 könnte alternativ auch an jeder Außenkante 26 des Filterbeutels 1 vorgesehen sein. Zur Erzielung einer besseren Übersichtlichkeit wurde in der 2 von einer Darstellung der Querschweißnaht 13 abgesehen.
Die 3 zeigt den Filterbeutel 1 gemäß 1 in der Betriebsstellung, wenn er von der Luftströmung eines Staubsaugers aufgeblasen wird. Dabei nehmen die Deckwand 4, Rückwand 7 und Seitenwände 6 zusammen eine in etwa rechteckförmige Gestalt an, so daß sich ein recht großes Filterbeutelvolumen im Innenraum 12 ergibt. Die konkrete geometrische Ausbildung des Filterbeutels 1 in der Be triebslage hängt von der jeweiligen Form der Staubfilterkammer im eingesetzten Staubsauger ab.
4 zeigt eine alternative Ausführungsform des Filterbeutels 1 gemäß 3 in einer Staubfilterkammer 24 eines Staubsaugers, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Teile benennen. Im folgenden wird lediglich auf die Unterschiede zur Ausführungsform gemäß 3 eingegangen.
Der Filterbeutel 1 weist in seiner Deckwand 4 eine Einströmöffnung 14 auf, durch die die staubbeladene Luft in den Innenraum 12 des Filterbeutels 1 gelangt. Im Bereich um diese Einströmöffnung 14 ist eine Halteplatte 15 vorgesehen, die eine im wesentlichen fluchtende Einströmöffnung 16 aufweist. In diese Einströmöffnung 16 ragt eine ringförmige Dichtung 17, die einen dichten Anschluß zu einem Stutzen 18 des Staubsaugers bildet. Über diesen Stutzen 18 gelangt die staubbeladene Luft in den Innenraum 12 des Filterbeutels 1. Die Dichtung 17 verhindert dabei, daß staubbeladene Luft ungefiltert über einen Gebläsekanal 19 in ein nicht dargestelltes Gebläse des Staubsaugers gelangt.
In einem Bereich 20, der der Einströmöffnung 14 – in Strömungsrichtung 21 betrachtet – gegenüberliegt, ist eine Verstärkung 22 an der Rückwand 7 vorgesehen. Diese Verstärkung 22 wird von einer Kunststoffplatte bzw. Kunststoffolie gebildet, die eine größere Festigkeit als das Filtermaterial des Filterbeutels 1 besitzt. Diese Verstärkung 22 ist über Schweißnähte 23 mit der Rückwand 7 des Filterbeutels 1 verschweißt. Im Bereich von Geblä sekanälen 19 einer Staubfilterkammer 24 des Staubsaugers ist eine weitere Verstärkung 25 in Form einer flächigen Verschweißung des Filtermaterials vorgesehen. Diese dient insbesondere zum Schutz des Filterbeutels 1 vor leichten aber scharfkantigen Gegenständen.
Schließlich weist der Filterbeutel 1 im Bereich von Faltkanten 26 der Faltzuschnitte 2, 3 eine weitere Verstärkung 27 in Form von Längsschweißnähten auf. Diese Verstärkung 27 dient insbesondere der Aussteifung des Filterbeutels 1 im Bereich der Faltkanten 26. Dort ist der Faltzuschnitt 2, 3 um etwa 230° umgelegt und damit einer erhöhten Belastung ausgesetzt. Die Verstärkung 27 schützt diesen Bereich zuverlässig.

1: Filterbeutel
2, 3: Faltzuschnitt
4: Rückwand
5: Faltschenkel
6: Seitenwand
7: Rückwand
8: Faltschenkel
9: freies Ende
10: Längsschweißnaht
11: Schweißrolle
12: Innenraum
13: Querschweißnaht
14: Einströmöffnung
15: Halteplatte
16: Einströmöffnung
17: Dichtung
18: Stutzen
19: Gebläsekanal
20: Bereich
21: Strömungsrichtung
22: Verstärkung
23: Schweißnaht
24: Staubfilterkammer
25: Verstärkung
26: Faltkante
27: Verstärkung

Claims

Filterbeutel für einen Staubsauger, wobei der Filterbeutel (1) von mindestens einem Faltzuschnitt (2, 3) eines Filtermaterials gebildet ist, welches zumindest eine schweißbare Lage aufweist, und der mindestens eine Faltzuschnitt (2, 3) zumindest eine Deck- (4) oder Rückwand (7) und zur Bildung von Seitenwänden (6) nach innen gefaltete Faltschenkel (5, 8) aufweist, die durch mindestens eine Längsschweißnaht (10) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltzuschnitte (2, 3) unterschiedliche Materialien und/oder unterschiedliche Lageanordnungen besitzen.
Filterbeutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial mehrlagig ist, wobei zumindest die äußere Lage schweißbar ist.
Filterbeutel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Deck- (4) und Rückwand (7) zusammen mit den Seitenwänden (6) endseitig durch gemeinsame Querschweißnähte (13) abgeschlossen sind.
Filterbeutel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Faltkante (26) des mindestens einen Faltzuschnitts (2, 3) eine Verstärkung (27) aufweist.
Filterbeutel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Faltzuschnitte (2, 3) eine Einströmöffnung (14) aufweist, der in Strömungsrichtung (21) durch die Einströmöffnung (14) gesehen eine Verstärkung (20) des Filtermaterials gegenüberliegt.
Filterbeutel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial im Bereich eines Gebläsekanals (19) des Staubsaugers eine Verstärkung (25) aufweist.
Filterbeutel nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung (22, 25, 27) von mindestens einer Schweißnaht (27), einer flächigen Schweißung (25) und/oder einem zusätzlich zum Faltzuschnitt (2, 3) eingebrachten und mit diesem verschweißten und/oder verklebten Material (22) gebildet ist.
Filterbeutel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Längsschweißnaht (10) innenseitig zum Filterbeutel vorgesehen ist.
Filterbeutel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Faltzuschnitte (2, 3) mindestens eine Lage aus Filterpapier aufweist.