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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Staubsaugerbeutel mit einem
Innenraum, der von Lagen aus Filtermaterial umgeben ist, wobei eine Einlassöffnung
in dem Filtermaterial ausgebildet ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung
eines Staubsaugerbeutels.
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Es
sind Staubsaugerbeutel bekannt, die aus weichem voluminösem
Vliesstoff hergestellt sind und eine sehr gute Filterleistung besitzen.
Das weiche Vliesmaterial kann sich beim Betrieb in einer Staubsaugerkammer
jedoch relativ passgenau an die Innenwände anlegen, so
dass die Luftströmung außerhalb des Staubsaugerbeutels
behindert wird und somit das Filtermaterial des Staubsaugerbeutels
nicht in allen Bereichen gleichmäßig genutzt wird.
Denn die Staubsaugerkammer mit dem Staubsaugerbeutel weist meist
nur eine Auslassöffnung zu einem Gebläse auf,
so dass außerhalb des Staubsaugerbeutels die gereinigte
Luft an einer Seite abgesaugt wird und die Luft daher den Staubsaugerbeutel
teilweise umströmen muss. Um das Anlegen des Staubsaugerbeutels
an eine Wand der Kammer zu vermeiden, haben Gerätehersteller
teilweise Abstandsrippen in die Staubsaugerkammer eingebracht, damit
Kanäle zur Luftleitung gebildet werden. Diese Kanäle
werden durch das weiche Vliesstoffmaterial jedoch ebenfalls weitgehend
ausgefüllt, so dass ein hoher Luftwiderstand gegeben ist,
der zu einem Saugleistungsverlust führt.
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Zudem
haben einige Gerätehersteller gesonderte Körbe
für einen Staubsaugerbeutel entwickelt, damit die oben
genannten Nachteile des Saugleistungsverlustes nicht auftreten.
Die Herstellung gesonderter Körbe für einen Staubsaugerbeutel
und deren Anbringung in einen Staubsauger ist jedoch ebenfalls aufwändig.
Zudem reduziert sich das Staubraumvolumen, so dass nur kleinere
Staubsaugerbeutel eingesetzt werden können.
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Staubsaugerbeutel
zu schaffen, der eine hohe Saugleistung auch bei zunehmender Beladung aufweist.
Ferner soll ein effektives Verfahren zur Herstellung eines solchen
Staubsaugerbeutels geschaffen werden.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Staubsaugerbeutel mit den Merkmalen des Anspruches
1 und einem Verfahren zur Herstellung eines Staubsaugerbeutels mit
den Merkmalen des Anspruches 14 gelöst.
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Erfindungsgemäß umfasst
der Staubsaugerbeutel in dem Innenraum mindestens eine Vorrichtung
zur Begrenzung des Abstandes zweier beabstandeter Stellen des Filtermaterials,
die an gegenüberliegenden Seiten mit dem Filtermaterial
verbunden ist. Diese Vorrichtung dient zur Versteifung des Staubsaugerbeutels,
der sich im Bereich der Stützung durch die Vorrichtung
zur Begrenzung des Abstandes des Filtermaterials nicht mehr ungehindert nach
außen bewegen kann. Es hat sich überraschenderweise
herausgestellt, dass durch eine solche Maßnahme die Saugleistung
bei zunehmender Beladung nur geringfügig abfällt.
Insbesondere entstehen weniger Saugleistungsverluste außerhalb
des Staubsaugerbeutels in der Kammer eines Staubsaugers. Der im
Anspruch 1 verwendete Begriff „Stelle" soll lediglich klarstellen,
dass die Vorrichtung zur Begrenzung des Abstandes des Filtermaterials
mit dem Filtermaterial verbunden ist, wobei die Geometrie der Verbindungsstelle
linienförmig, streifenförmig, punktförmig
oder mit anderen Geometrien gewählt sein kann, solange
die Vorrichtung verhindert, dass sich das Filtermaterial sich ungehindert
nach außen wölbt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung kürzer
als der Materialabschnitt des Filtermaterials ausgebildet, der zwischen
den Verbindungsstellen angeordnet ist. Dadurch wird gewährleistet,
dass die Vorrichtung beabstandet zu dem Filtermaterial angeordnet
und nur endseitig an den Verbindungsstellen mit dem Filtermaterial
verbunden ist. Dadurch wird das Filtermaterial nicht überdeckt,
so dass die Saugleistung nicht beeinträchtigt wird.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung kürzer
als eine Seitenwand des Staubsaugerbeutels ausgebildet, insbesondere
um mehr als 5%, vorzugsweise auch um mehr als 10% kürzer als
die Seitenwand. Als Seitenwand wird derjenige Bereich angesehen,
der im flachen Zustand des Staubsaugerbeutels an einer Außenseite
vorgesehen ist, zuzüglich einem Materialabschnitt an einer etwaigen
Falte an einer Kante.
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Vorzugsweise
ist die Vorrichtung als Streifen ausgebildet, der an gegenüberliegenden
Seiten an dem Filtermaterial festgelegt ist. Der Streifen kann dabei
aus einem dünnen luftdurchlässigen Material hergestellt
sein, insbesondere auch aus einem Vliesstoff, Papier, Gummi, einer
Kunststofffolie, einem Gewirke oder Gestricke. Insbesondere kann
der Streifen aus einem Spunbond mit einem Flächengewicht
von 10 bis 50 g/m2 ausgebildet sein. Da
der Streifen nur mit geringen Kräften auf Zug belastet
wird, kann er relativ schmal ausgebildet sein.
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In
einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Staubsaugerbeutel zwei
Lagen aus Filtermaterial, die randseitig miteinander verschweißt
sind, wobei der Streifen an gegenüberliegenden Enden an
einer randseitigen Schweißnaht festgelegt ist. Dadurch kann
der Staubsaugerbeutel auf effektive Weise hergestellt werden.
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Vorzugsweise
ist der Staubsaugerbeutel als Klotzbodenbeutel ausgebildet. Dabei
kann an gegenüberliegenden Seiten jeweils eine nach innen
gerichtete Falte vorgesehen sein, an der der Streifen endseitig
festgelegt ist. Um zu gewährleisten, dass der Streifen
kürzer als eine Seitenwand ausgebildet ist, kann der Streifen
thermisch geschrumpft sein. Aber auch andere Maßnahmen
zum Verkürzen des Streifens, insbesondere mechanische Mittel,
wie Schlaufen, Knoten oder ein Verkleben sind möglich.
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Zudem
kann der Staubsaugerbeutel auch als Flachbeutel ausgebildet sein,
also keine nach innen gerichtete Falte aufweisen. Dann lässt
sich die Vorrichtung bzw. der Streifen besonders gut an einer randseitigen
Schweißnaht befestigen.
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Die
Vorrichtung zur Begrenzung des Abstandes zweier beabstandeter Stellen
des Filtermaterials kann auch aus einem steifen Material, insbesondere Pappe
oder Kunststoff hergestellt sein. Dann lässt sich die Vorrichtung
besonders gut in dem Staubsaugerbeutel verkleben. Auch ein Verschweißen,
insbesondere mittels Ultraschall ist möglich.
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Erfindungsgemäß wird
auch ein Verfahren zur Herstellung eines Staubsaugerbeutels bereitgestellt,
bei dem zunächst eine erste bahnförmige Lage aus
Filtermaterial zugeführt und dann eine Vorrichtung zur
Begrenzung des Abstandes zweier beabstandeter Stellen des Filtermaterials
an der ersten Lage angeordnet wird. Dann wird eine zweite bahnförmige
Lage aus Filtermaterial zugeführt und die erste und die
zweite Lage werden zur Fertigstellung eines Staubsaugerbeutels miteinander
verschweißt und geschnitten. Bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren wird ferner die Vorrichtung zur Begrenzung des Abstandes
zweier beabstandeter Stellen des Filtermaterials nach einer Festlegung
an dem Filtermaterial verkürzt. Dadurch wird gewährleistete,
dass die Vorrichtung kürzer ausgebildet ist als eine Seitenwand
des Staubsaugerbeutels, was zu dem erfindungsgemäßen
Vorteil der Aufblähung des Staubsaugerbeutels mit einer
vorbestimmten Kontur im Betrieb führt.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist die Vorrichtung aus einem schrumpffähigen
Material hergestellt, das nach der Festlegung thermisch geschrumpft
wird. Hierbei kann insbesondere ein Spunbondstreifen aus Polypropylen
eingesetzt werden, aber auch andere Materialien können
thermisch geschrumpft werden. Alternativ kann die Vorrichtung eine
Schlaufe aufweisen, die nach der Festlegung der Vorrichtung zum Zusammenziehen
des Filtermaterials vergrößert wird. Die Schlaufe
kann dann in der gewünschten Position fixiert werden.
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Ferner
ist es möglich, die Vorrichtung aus einem elastischen Material
herzustellen und vor der Festlegung an dem Filtermaterial zu spannen,
damit sie sich dann nach der Festlegung an dem Filtermaterial zusammenzieht
und dadurch verkürzt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Ansicht eines erfindungsgemäßen Staubsaugerbeutels;
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2A, 2B zwei
schematische Ansichten des Staubsaugerbeutels der 1;
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3A eine schematische Schnittansicht durch
eine Kammer eines Staubsaugers mit einem Staubsaugerbeutel nach
dem Stand der Technik;
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3B eine schematische Schnittansicht einer
Kammer eines Staubsaugers mit einem erfindungsgemäßen
Staubsaugerbeutel, und
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4 ein
Diagramm zur Saugleistung eines erfindungsgemäßen
Staubsaugerbeutels.
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Ein
Staubsaugerbeutel 1 umfasst zwei Seitenwände 2 aus
Filtermaterial, die randseitig miteinander zur Ausbildung eines
Beutels verschweißt sind. An einer Stirnseite des Staubsaugerbeutels 1 ist eine
Halteplatte 3 festgelegt, die eine durch eine Klappe 4 verschließbare
Einlassöffnung aufweist.
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Der
Staubsaugerbeutel 1 ist als Klotzbodenbeutel ausgebildet,
wobei die Seitenwände 2 im Wesentlichen rechteckig
ausgebildet sind und an einer Bodenkante 5 auf der zur
Halteplatte 3 gegenüberliegenden Seite miteinander
verschweißt sind. An den gegenüberliegenden Längsseiten
ist jeweils eine nach innen gerichtete Falte 6 vorgesehen,
die sich im Querschnitt V-förmig von einer Kante 7 der
Seitenwand 2 nach innen erstreckt. Die innere Falte 6 kann im
Bereich der Halteplatte 3 optional verschweißt sein
oder nur nach innen eingefaltet sein.
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Wie
in den schematischen Ansichten der 2A und 2B erkennbar ist, bildet der Staubsaugerbeutel 1 einen
Innenraum 8 aus, der durch die Seitenwände 2 und
die nach innen gerichteten Falten 6 begrenzt ist. Ferner
ist der Innenraum 8 durch die Bodenschweißnaht 5 und
die Halteplatte 3 bzw. durch Filtermaterial an der Halteplatte 3 begrenzt.
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Um
zu vermeiden, dass der Staubsaugerbeutel 1 sich im Bereich
der nach innen gerichteten Falten 6 nach außen
aufbläht und somit einen Zwischenraum zwischen einer umgebenden
Kammer und dem Staubsaugerbeutel 1 verschließt,
ist eine Vorrichtung 10 zur Begrenzung des Abstandes zweier
beabstandeter Stellen des Filtermaterials vorgesehen. Diese Vorrichtung 10 ist
als Streifen ausgebildet, der endseitig an der Spitze der V-förmigen
Faltung 6 festgelegt ist.
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Die
Funktion der Vorrichtung 10 wird mit Bezug auf die 3A und 3B erläutert.
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In 3A ist ein Staubsaugerbeutel in Form eines
Klotzbodenbeutels im Querschnitt dargestellt, der in einer im Querschnitt
rechteckigen Kammer 15 eines Staubsaugers angeordnet ist.
Die Kammer 15 kann so ausgebildet sein, dass an einer Stirnseite
ein Einlassstutzen vorgesehen ist, der mit einer Einlassöffnung
an dem Staubsaugerbeutel 1 zusammenwirkt und bei der ein
Saugkanal zu einem Gebläse an einer der Seiten der Kammer 15 angeordnet
ist, insbesondere einer Stirnseite. Um die gesamte Fläche des
Filtermaterials des Staubsaugerbeutels durchströmen zu
können, darf das Filtermaterial nicht flächig
an einer Wand der Kammer 15 anliegen. Ein herkömmlicher
Staubsaugerbeutel umfasst einen Innenraum 8', der durch
die Seitenwände 2' und eine innere Faltung 6' begrenzt
ist, die bei Anliegen eines Unterdruckes durch das Sauggebläse
nach außen aufgebläht wird. Dadurch wird in einem
stirnseitigen Bereich der Kammer 15 ein Querschnitt 16' zwischen dem
Filtermaterial im Bereich der inneren Faltung 6' und der
Kammer 15 stark verkleinert, was dazu führt, das
in diesen Bereichen ein hoher Saugwiderstand gegeben ist.
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In 3B ist in der gleichen Kammer 15 eines
Staubsaugers ein erfindungsgemäßer Staubsaugerbeutel
angeordnet, der an gegenüberliegenden Seiten Seiten wände 2 aufweist,
die über eine innere Faltung 6 miteinander verbunden
sind. Durch die Vorrichtung 10 zur Begrenzung des Abstandes
zweier beabstandeter Stellen des Filtermaterials wird ein Aufblähen
der inneren Falte 6 nach außen vermieden, da auch
bei Anliegen eines hohen Unterdruckes durch das Sauggebläse
die innere Faltung 6 durch die Vorrichtung 10 in
Position gehalten wird. Dies gewährleistet, dass eine Querschnittsfläche 16 benachbart
zu der inneren Falte 6 deutlich größer
ist als bei einem Aufblähen der inneren Falte 6' nach
außen. Dadurch kann diese Querschnittsfläche 16 in
der Kammer 15 durchströmt werden und es wird gewährleistet,
dass ein ausreichend großer Strömungskanal zu
dem Sauggebläse aufrechterhalten wird.
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Die
Vorrichtung 10 zur Begrenzung des Abstandes ist vorzugsweise
als Streifen aus einem elastischen Material, insbesondere aus Vliesstoff,
Folie, Papier, Fäden oder anderen Materialien hergestellt und
in dem Innenraum 8 beabstandet von der Bodennaht 5 und
der Halteplatte 3 angeordnet. Vorzugsweise ist der Streifen
in einem mittleren Bereich, also im Wesentlichen in einem Bereich
zwischen 30% bis 70% des Abstandes zwischen der Halteplatte 3 und der
Schweißnaht 5 angeordnet. Der Streifen 10 kann insbesondere
als Spunbondstreifen aus Polypropylen ausgebildet sein und ein Flächengewicht
zwischen 10 und 50 g/m2, insbesondere zwischen
20 g/m2 bis 40 g/m2 aufweisen.
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Der
Staubsaugerbeutel 1 kann im Bereich der inneren Falte 6 an
der V-förmigen Spitze der Faltung eine Schweißnaht
aufweisen, an der zwei Lagen aus Filtermaterial miteinander fest
verbunden sind. An dieser Schweißnaht ist der Streifen
an gegenüberliegenden Endabschnitten ebenfalls festgelegt. Der
Streifen ist dabei kürzer ausgebildet als die Seitenwand 2,
insbesondere auch die Seitenwand 2 zuzüglich des
Materialabschnittes an der inneren Faltung 6, zwischen
der Stelle, an der der Streifen 10 festgelegt ist und einer äußeren
Kante 7. Der Streifen 10 ist vorzugsweise um mehr
als 5%, insbesondere mehr als 10% kürzer als die Seitenwand 2 zuzüglich der
beiden Materialabschnitte zwischen der Kante 7 und der
Spitze der inneren Faltung 6 ausgebildet.
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Der
Staubsaugerbeutel 1 kann statt als Klotzbodenbeutels auch
als Flachbeutel ausgebildet sein.
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Zudem
ist es möglich, statt einer Vorrichtung 10 zur
Begrenzung des Abstandes zweier beabstandeter Stellen des Filtermaterials
mehrere solche Vorrichtungen 10 in einem Staubsaugerbeutel 1 vorzusehen.
Die einzelnen Vorrichtungen 10 können dabei nicht
nur parallel in eine Richtung, sondern auch in verschiedene Richtungen
wirken. Ferner kann eine Vorrichtung 10 statt zwischen
den Falten 6 auch zwischen den beiden Seitenwänden 2 verlaufen.
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Statt
eines elastischen Materials können auch formsteife Materialien
in dem Staubsaugerbeutel vorgesehen sein, insbesondere aus Pappe
oder Kunststoff, um eine vorbestimmte Kontur des Staubsaugerbeutels
zu gewährleisten, auch wenn ein Unterdruck durch das Sauggebläse
erzeugt wird.
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Für
die Herstellung eines erfindungsgemäßen Staubsaugerbeutels
wird zunächst eine erste bahnförmige Lage aus
Filtermaterial zugeführt und dann eine Vorrichtung zur
Begrenzung des Abstandes zweier beabstandeter Stellen des Filtermaterials an
der ersten Lage angeordnet. Anschließend wird eine zweite
bahnförmige Lage aus Filtermaterial zugeführt,
so dass die Vorrichtung zwischen den beiden Lagen angeordnet ist.
Dann werden die erste und die zweite Lage randseitig verschweißt,
geschnitten und gegebenenfalls werden andere Bearbeitungsschritte durchgeführt,
um den Staubsaugerbeutel fertig zu stellen. Vor einem Fertigstellen
des Staubsaugerbeutels, insbesondere wenn die beiden Lagen aus Filtermaterial
noch ganz oder teilweise geöffnet sind, wird die Vorrichtung
zur Begrenzung des Abstandes zweier beabstandeter Stellen des Filtermaterials
verkürzt. Wenn die Vorrichtung zumindest an einer Seite
festgelegt ist, wird eine Verkürzung derart vorgenommen.
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Für
das Kürzen der Vorrichtung kann diese aus einem Streifen 10 aus
einem schrumpffähigen Material gebildet sein. Die meisten
Staubsaugerbeutel 1 werden aus Vliesstoff hergestellt,
der mehrlagig ausgebildet ist und bei einer Temperatur von rund 140°C
verfestigt wird. Dann kann als Streifen 10 ein Material
eingesetzt werden, das thermisch geschrumpft werden kann bei einer
Temperatur zwischen 70°C und 120°C, insbesondere
bei einer Temperatur zwischen 90 und 115°C. Dadurch wird
erreicht, dass der Streifen 10 zunächst in gleicher
Länge wie eine Seitenwand 2, gegebenenfalls zuzüglich der
beiden Abschnitte zwischen der Kante 7 und der Faltkante 6 zugeführt
werden kann, was für den Herstellungsprozess eine Vereinfachung
bedeutet. Nach dem randseitigen Verschweißen des Streifens 10 im Bereich
der inneren Faltung 6 kann dann ein Verkürzen
derart erfolgen, dass bei geöffneten Staubsaugerbeutel
eine Wärmezufuhr erfolgt, mittels der der Streifen 10 um
das notwendige Maß, beispielsweise um mehr als 10% geschrumpft
wird.
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Um
die Vorrichtung 10 zu verkürzen, können natürlich
auch andere Verfahren eingesetzt werden. Beispielsweise kann die
Vorrichtung 10 eine Schlaufe aufweisen, die nach der endseitigen
Festlegung der Vorrichtung zum Zusammenziehen des Filtermaterials
vergrößert werden kann. Dann wird die Schlaufe
in der gewünschten Position über Rastmittel, Kleber
oder andere Mittel fixiert, um eine Begrenzung der Bewegung des
Filtermaterials nach außen zu bewirken.
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Zudem
ist es möglich, dass die Vorrichtung aus einem elastischen
Material, beispielsweise Gummi, besteht, das vor der Festlegung
an dem Filtermaterial gespannt wird. In dem gespannten Zustand erfolgt
dann eine Festlegung im Bereich der Schweißnähte
zwischen den Lagen aus Filtermaterial. Anschließend wird
der Staubsaugerbeutel durch eine mechanische Haltevorrichtung freigegeben
und der elastische Streifen sorgt für ein Zusammenziehen des
Filtermaterials und die Verkürzung der Vorrichtung 10.
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Auch
andere Verfahren zum Verkürzen der Vorrichtung bzw. des
Streifens können eingesetzt werden. Insbesondere kann der
Streifen mit sich selbst verklebt, verschweißt, verknotet
oder anderweitig fixiert werden. Zudem kann die Vorrichtung auch
am Filtermaterial durch entsprechende Befestigungsmittel verkürzt
werden.
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In 4 ist
eine Grafik zur Saugleistung eines erfindungsgemäßen
Staubsaugerbeutels dargestellt. Für den Versuch wurde ein
Klotzbodenbeutel der Firma Vorwerk Kobold FP 135 aus einem Vliesstoffmaterial,
bestehend aus Spunbond, Meltblow und Airlaid gemäß EN
60312 mit DMT-Typ 8 Staub auf sein Verstopfungsverhalten
gemessen. Das Ergebnis ist in der unteren Linie gezeigt. Bei einem
anfänglich maximalen Volumenstrom nimmt dieser bei zunehmender
Befüllung ab, bis bei einer Staubeinwaage von etwas 400
g ein Volumenstrom von weniger als 90 m3/h
vorhanden ist.
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Im
Vergleich dazu wurde ein erfindungsgemäßer Staubsaugerbeutel
ebenfalls nach der gleichen Methode getestet. Bei diesem Staubsaugerbeutel
wurde jedoch zusätzlich ein Spunbondstreifen aus Polypropylen
mit einem Flächengewicht von 30 g/m2 in
den Staubsaugerbeutel 1 eingefügt, so wie dies
in dem 2A und 2B dargestellt
ist. Der Streifen wies eine Breite von 3 cm und eine Länge
von 18 cm auf. Der Streifen wurde zwischen den beiden Seitennähten
in der Mitte der Seiteneinfaltung etwa 9 cm unter der Halteplatte 3 eingeschweißt.
Das Ergebnis beim Beladen dieses erfindungsgemäßen
Staubsaugerbeutels mit Staub ist in der oberen Linie dargestellt.
Wie erkennbar ist, besitzen beide Staubsaugerbeutel anfangs zunächst
eine gleiche Saugleistung, allerdings fällt bei einer zunehmenden
Befüllung des Staubsaugerbeutels die Saugleistung weniger
stark ab, so dass bei einer Staubeinwaage von 400 g noch über
100 m3/h aufrechterhalten werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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