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Die Erfindung betrifft eine Feinstaub-Filterkassette für Staubsauger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Feinstaub-Filterkassetten sind bekannt. Feinstaub verbleibt in den meisten Fällen nicht in einem Staubabscheidebehälter, der ausgeleert oder ausgewechselt werden kann. Da die Feinstaubpartikel sehr klein sind, gelangen sie mit der Strömungsluft durch luftdurchlässige Staubabscheidebehälter hindurch oder sie werden bei Vorrichtungen, die eine Umlenkung des Luftstroms zur Sedimentation von Staubpartikeln vorsieht, nicht abgesetzt, da sie zu leicht sind. Außerdem ist ein Vorhandensein von Feinstaub in einem Staubabscheidebehälter beim Auswechseln oder Ausleeren durch einen Benutzer des Staubsaugers oft nicht erwünscht, da der Feinstaub bei diesen Vorgängen aufgewirbelt und vom Benutzer eingeatmet werden kann.
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Aus der
DE 10 2005 041 170 B3 geht ein Staubabscheidebehälter hervor, bei dem durch eine Trennwand eine schlagartige Umlenkung des Luftstroms zwischen einem Lufteinlass und einem Luftauslass erfolgt. Staubpartikel mit einer vorbestimmten Mindestgröße werden dabei durch eine Öffnung in der Trennwand abgeschieden und verbleiben in einem Sammelbehälter aus luftundurchlässigem Kunststoff. An den Positionen, an denen die Luft, die nun im besten Fall nur noch Staubpartikel kleiner als die Mindestgröße enthält, ausgelassen wird, z. B. in einem Deckel des Staubabscheidebehälters, befindet sich ein Feinstaubfiltermedium, durch das die Luft weiter gereinigt wird.
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In der
WO 2007/022959 A2 ist eine Feinstaub-Filterkassette beschrieben, bei der mindestens zwei Seiten mit einem Filtermedium zum Filtern von Feinstaub aus der Abluft eines Ringspaltvorabscheiders bestückt sind. In dem Ringspaltvorabscheider verbleiben nur größere Staubpartikel ab etwa 50 μm, wodurch eine Feinstaubemission beim Entleeren verringert wird. Kleinere Staubpartikel sollen mithilfe der Feinstaub-Filterkassette aus der Abluft des Ringspaltvorabscheiders gefiltert werden.
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Weiterhin sind aus der
DE 10 2006 051 404 A1 Formkörper bekannt, die als Staubbindemittel in Staubsaugern verwendet werden können und aus chemisch unbehandeltem offenzelligem Schaumstoff bestehen.
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Nachteilig bei diesen bekannten Feinstaubfiltern oder Feinstaub-Filterkassetten ist, dass auch größere Partikel oder kurze Fasern, welche im Vorabscheider nicht abgeschieden wurden, in die Filter hinein gelangen können. Diese Partikel oder Fasern besetzen dann die Innenseiten des Filtermediums, wodurch dessen Durchlassvermögen für gefilterte Luft schneller abnimmt. Die maximale Staubspeicherkapazität des Filtermediums wird damit schneller erreicht und der Feinstaubfilter oder das Filtermedium muss öfter ausgewechselt oder gereinigt werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Feinstaub-Filterkassette anzugeben, mit der die oben genannten Nachteile vermieden werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einer Feinstaub-Filterkassette für Staubsauger, insbesondere beutellose Staubsauger, mit welcher Staub aus einer Abluft eines Vorabscheiders des Staubsaugers – Vorabscheiderabluft – filterbar ist, vorgesehen, dass in der Feinstaub-Filterkassette ein verwirbelbares Staubbindemittel enthalten ist. Die Erfindung wird außerdem mit einem Staubsauger, insbesondere beutellosen Staubsauger, mit einer derartigen Feinstaub-Filterkassette, bei dem diese einem Vorabscheider des Staubsaugers nachgeordnet ist, gelöst.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Teil der Staubpartikel und Fasern bereits von dem Staubbindemittel gebunden werden kann, so dass diese sich nicht an dem Filtermedium der Feinstaub-Filterkassette ablagern. Dadurch wird eine maximale Staubspeicherkapazität des Filtermediums erst nach einer längeren Zeitspanne erreicht und die Abnahme des Durchlassvermögens der gefilterten Luft durch das Filtermedium ist geringer. Das Staubbindemittel kann durch die einströmende Vorabscheiderabluft verwirbelt werden, so dass sich eine bessere Aufnahme von Staubpartikeln und Fasern durch das Staubbindemittel ergibt. Da Staubpartikel nun sowohl mit dem Staubbindemittel als auch mit dem Filtermedium gespeichert werden können, erhöht sich insgesamt die maximale Staubspeicherkapazität der Feinstaub-Filterkassette. Daraus ergibt sich ein seltenerer Auswechsel- oder Reinigungsbedarf der Feinstaubfilterkassette.
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In der Feinstaub-Filterkassette ist ein von einer Innenkontur der Feinstaub-Filterkassette beabstandeter Container ausgebildet, in dem das Staubbindemittel enthalten ist. Dadurch können Staubpartikel und Fasern, die mit einer Strömung der Vorabscheiderabluft in diesen Container gelangen, durch das Staubbindemittel, welches in dem Container durch die Vorabscheiderabluft verwirbelt wird, gebunden werden. Diese gelangen dann nicht mehr an das Filtermedium, mit dem die Feinstaub-Filterkassette an der Innenkontur ausgekleidet ist.
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Weiterhin ist der Container durch eine zumindest abschnittsweise luftdurchlässige Hülle begrenzt. Auf diese Weise gelangt die Vorabscheiderabluft durch die Luftströmung einfacher in den Container und wieder hinaus. Die Hülle kann somit auch so ausgebildet sein, dass sie sich direkt an eine Einlassöffnung der Feinstaub-Filterkassette für die Vorabscheiderabluft anschließt, so dass die Vorabscheiderabluft immer zuerst in den Container strömt. Dadurch wird sichergestellt, dass ein Teil des Staubs durch das Staubbindemittel in dem Container aufgenommen wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
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Wenn die Hülle eine an eine Innenkontur der Feinstaub-Filterkassette oder eine an eine Hüllkontur der Innenkontur angepasste Form aufweist, kann ein möglichst großes Volumen des Containers erreicht werden, was sich positiv auf eine mögliche Menge des Staubbindemittels und somit auch auf die Menge der Staubpartikel und Fasern, die mithilfe des Staubbindemittels gebunden werden können, auswirkt. Der Abstand zu der Innenkontur wird möglichst gering gehalten, gerade so, dass eine einfache Montage der Hülle in der Feinstaub-Filterkassette noch möglich ist. Eine Anpassung der Hülle an eine Hüllkontur der Innenkontur der Feinstaub-Filterkassette kann immer dann vorteilhaft sein, wenn die Innenkontur der Feinstaub-Filterkassette eine so komplexe Form aufweist, dass eine Anpassung der Hülle an diese zu aufwendig wäre. Die Hüllkontur der Feinstaub-Filterkassette ist eine vereinfachte Form der Innenkontur und ergibt sich z. B. aus einer gedachten Verbindung der einem Mittelpunkt der Feinstaub-Filterkassette nächstliegenden Punkte der Innenkontur.
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Bevorzugt ist die Hülle als Gitter ausgebildet. Darin können sich Fasern, die nicht von dem Staubbindemittel aufgenommen wurden, verfangen, so dass das Gitter eine weitere Barriere für Fasern aus der Vorabscheiderabluft darstellt und diese noch seltener an oder in das Filtermedium gelangen.
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Bevorzugt umfasst das Staubbindemittel Formkörper, vorzugsweise zylindrische Formkörper. Diese Formkörper können eine bestimmte Größe aufweisen, die an die Art ihres Einsatzes angepasst werden kann. Ist in der Feinstaub-Filterkassette z. B. eine Hülle mit Gitter vorhanden, welches eine bestimmte Maschenweite aufweist, können Formkörper eingesetzt werden, die groß genug sind, um nicht durch dieses Gitter herausbefördert zu werden. Mit Größe und Form der Formkörper lassen sich auch deren Gewicht und Verwirbelungseigenschaften beeinflussen.
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Besonders bevorzugt bestehen die Formkörper aus Melaminharzschaum, welcher sich aufgrund seiner sehr geringen Materialdichte für eine Anwendung in einem Gitter als Hülle eignet. Die Formkörper werden darin entsprechend gut verwirbelt und erreichen eine hohe Staub- und Faseraufnahme.
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Die Formkörper können bevorzugt auch aus einem physikalisch und/oder chemisch modifizierten Melaminharzschaum bestehen, wodurch sich eine Staubbindeeigenschaft der Formkörper verbessern lässt.
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Wenn die physikalische und/oder chemische Modifikation des Staubbindemittels an eine Zusammensetzung des Staubs in der Vorabscheiderabluft angepasst ist, kann eine optimale Aufnahme und Bindung der Staubpartikel und Fasern durch das Staubbindemittel erreicht werden. Bei einer solchen Modifikation kann beispielsweise die Oberfläche der Formkörper elektrostatisch geladen sein, so dass Staubpartikel und Fasern angezogen werden.
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Bevorzugt weist das Staubbindemittel eine Affinität zu Fasern auf, so dass es diese einfängt und bindet, wodurch sie sich nicht an oder in dem Filtermedium an der Innenkontur der Feinstaub-Filterkassette und/oder einer Oberfläche der Hülle in der Feinstaub-Filterkassette festsetzen können.
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Des Weiteren weist das Staubbindemittel bevorzugt eine Affinität zu Partikeln in einem Korngrößenbereich von 10 μm bis 50 μm auf. Auf diese Weise wird eine Speicherung dieser Partikel erreicht, ohne dass das Filtermedium erheblich besetzt wird.
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Wenn das Staubbindemittel eine Affinität zu Partikeln in einem Korngrößenbereich von 1 μm bis 10 μm aufweist, gelangen hauptsächlich Feinstaubpartikel, deren Größe unter 1 μm liegt, in oder an das Filtermedium an der Innenkontur der Feinstaub-Filterkassette, wodurch eine besonders lange Standzeit der Feinstaub-Filterkassette erzielt werden kann.
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Bevorzugt ist der Container zu 30% oder zu 50% mit dem Staubbindemittel gefüllt, wodurch eine optimale Verwirbelung und Speicherung von Partikeln und Fasern erreicht werden kann, während gleichzeitig ein Luftstrom durch die Feinstaub-Filterkassette nicht in unvorteilhafter Weise abgeschwächt wird.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.
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Es zeigen
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1 schematisch vereinfacht eine Feinstaub-Filterkassette in einem Staubsauger,
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2 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Feinstaub-Filterkassette,
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3 eine Aufsicht auf eine Feinstaub-Filterkassette,
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4 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer Feinstaub-Filterkassette,
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5 eine Seitenansicht einer Feinstaub-Filterkassette und
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6 eine Seitenansicht einer Feinstaub-Filterkassette, bei der ein Staubbindemittel dargestellt ist.
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1 zeigt eine Feinstaub-Filterkassette 10 in einem Staubsauger 12. Der Staubsauger 12 umfasst weiterhin ein Sauggebläse 14, mit dem beim Einschalten des Staubsaugers 12 staubbeladene Luft in an sich bekannter Weise über einen Saugschlauch 16 zunächst in einen Vorabscheider 18 gelangt. Bei dem Vorabscheider 18 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um einen Zyklon- oder Fliehkraftabscheider, der über einen Luftauslass 20 verfügt. In dem Vorabscheider 18 werden größere Staubpartikel, auch bezeichnet als Grobstaub 22, abgeschieden und gesammelt. Die Grenze zwischen der Größe von Staubpartikeln, die im Vorabscheider 18 abgeschieden werden und der Größe jener Staubpartikel, die mit einer hier durch einen Pfeil angedeuteten Abluft des Vorabscheiders 18 – Vorabscheiderabluft 24 – über den Luftauslass 20 weitertransportiert werden, liegt bei etwa 50 μm. Mit der Vorabscheiderabluft 24 werden außerdem kurze Fasern, z. B. von Teppichböden, transportiert, die beispielsweise aufgrund ihres geringen Gewichts nicht im Vorabscheider 18 abgeschieden wurden. Die hauptsächlich mit Partikeln kleiner als 50 μm (nicht dargestellt) und kurzen Fasern (nicht dargestellt) beladene Vorabscheiderabluft 24 wird dann der Feinstaub-Filterkassette 10 zugeführt. Darin wird die Vorabscheiderabluft 24 wie im Folgenden näher beschrieben gefiltert, so dass aus der Feinstaub-Filterkassette 10 austretende, weitgehend gereinigte Luft beispielsweise durch Öffnungen 26 an einer Hinterseite des Staubsaugers 12 ausgeblasen wird.
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In 2 ist eine Feinstaub-Filterkassette 10 perspektivisch dargestellt. Sie umfasst ein Filtermedium 26 zum Filtern von Feinstaub, welches hier an einer Hinterseite 28 der Feinstaub-Filterkassette 10 angeordnet, aufgrund der Übersichtlichkeit jedoch nur teilweise dargestellt ist. Es ist außerdem möglich, dass weitere Filtermedien 26, z. B. an einer Vorder-, Ober- oder Unterseite 30, 32, 34, sowie an die Seiten 28–34 verbindenden Seitenteilen 36, 38 der Feinstaub-Filterkassette 10 angebracht sind. Bei der Feinstaub-Filterkassette 10 gemäß 2 stellen Ober- und Unterseite 32, 34 sowie die Seitenteile 36, 38 einen Rahmen 40 dar, an dessen Hinter- und Vorderseite 28, 30 jeweils ein Filtermedium 26 angeordnet werden kann. Das Filtermedium 26 an der Vorderseite 30 ist hier jedoch nicht dargestellt. Der Rahmen 40 kann z. B. ein Faltrahmen aus luftundurchlässigem Kunststoff sein.
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Die Feinstaub-Filterkassette 10 enthält ein verwirbelbares Staubbindemittel 42, welches sich in einem von einer Innenkontur 44 der Feinstaub-Filterkassette 10 beabstandeten Container 46 befindet. Die Innenkontur 44 wird hierbei durch die Form der Hinter-, Vorder- Ober- und Unterseite 28–34 sowie der Seitenteile 36, 38 gebildet. Der Container 46 ist durch eine luftdurchlässige Hülle 48 begrenzt, die als Gitter 50 ausgebildet ist. Das Gitter 50 füllt einen Innenraum 52 der Feinstaub-Filterkassette 10 nahezu aus, der Abstand des Gitters 50 zu der Innenkontur 44 der Feinstaub-Filterkassette 10 beträgt dabei vorzugsweise etwa 5 mm. Dies ermöglicht eine erleichterte Montage des Gitters 50 in der Feinstaub-Filterkassette 10.
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Die Vorabscheiderabluft 24 wird durch eine Einlassöffnung 54 in der Feinstaub-Filterkassette 10 über ein luftundurchlässiges Verbindungsstück 56 direkt in den Container 46 geleitet. In der Feinstaub-Filterkassette 10 bilden sich Strömungswirbel der Vorabscheiderabluft 24 aus, die das Staubbindemittel 42 in dem Gitter 50 verwirbeln, so dass es die in der Vorabscheiderabluft 24 enthaltenen Partikel (nicht dargestellt) und Fasern (nicht dargestellt) aufnehmen kann. Das Gitter 50 wird durch dünne Stäbe 58 gebildet und stellt eine weitere Barriere für Fasern dar, die nicht von dem Staubbindemittel 42 aufgenommen wurden. Die Fasern verfangen sich in dem Gitter 50 und gelangen somit nicht auf das Filtermedium 26. Die mit einem Staubsauger 12 (1) aufgesaugte Menge an Fasern pro Jahr wird als so gering eingeschätzt, dass das Gitter 50 durch die Fasern nicht verstopft wird.
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Das Staubbindemittel 42 besteht aus Formkörpern 60, die vorzugsweise zylindrisch geformt sind und z. B. einen Durchmesser zwischen 5 und 10 mm sowie eine Höhe von ca. 10 mm aufweisen. Eine Maschenweite des Gitters 50 in der Feinstaub-Filterkassette 10 ist an die Größe der Formkörper 60 angepasst oder umgekehrt, so dass diese infolge der Verwirbelung der Vorabscheiderabluft 24 nicht aus dem Gitter 50 befördert werden können. Die Formkörper 60 können vorzugsweise aus Melaminharzschaum bestehen, welcher sich aufgrund seiner sehr geringen Materialdichte besonders für eine Verwendung als Staubbindemittel 42 in einem durch ein Gitter 50 begrenzten Container 46 eignet. Mittels einer physikalischen und/oder chemischen Modifizierung lassen sich für das Staubbindemittel 42 beispielsweise Affinitäten zu Fasern und/oder auch zu Partikeln bestimmter Größe und Beschaffenheit definieren. Ist beispielsweise eine Oberfläche der Formkörper 60 elektrostatisch geladen, können entsprechend entgegengesetzt geladene Partikel und/oder Fasern angezogen werden. Die Formkörper 60 können auch so modifiziert werden, dass sie eine Affinität zu organischen oder anorganischen Partikeln aufweisen. Auch eine Affinität zu speziellen Korngrößenbereichen der Partikel, beispielsweise 10 μm bis 50 μm oder 1 μm bis 10 μm, können definiert werden. Durch diese Modifizierungen ist eine zielgerichtete Wirkung des Staubbindemittels 42 möglich.
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Durch eine Anpassung des Füllstands des Containers 46 mit dem Staubbindemittel 42 lassen sich weitere Verbesserungen der Staubaufnahme des Staubbindemittels 42 erzielen, da hierdurch beispielsweise die Verwirbelung der Formkörper 60 beeinflusst wird. Der Container 46 ist vorzugsweise zu 30% oder zu 50% mit dem Staubbindemittel 42 gefüllt. An das Filtermedium 26 gelangen also nur die Partikel und Fasern, die nicht von dem Staubbindemittel 42 gebunden oder sich in dem Gitter 50 des Containers 46 verfangen haben. Ein Großteil der Partikel und Fasern verbleibt in dem Container 46 und die Partikel, die nicht von dem Staubbindemittel 42 gebunden werden, sind im Idealfall kleiner als 1 μm. Dieser Feinstaub wird dann mit der in dem Container 46 gefilterten Vorabscheiderabluft 24 durch das Gitter 50 dem Filtermedium 26 zugeführt und dann gespeichert. Aufgrund der Vorfilterung in dem Container 46 wird das Filtermedium 26 mit weniger und vor allem kleineren Partikeln und Fasern besetzt, so dass ein Durchlassvermögen für gefilterte Luft nur langsam abnimmt und sich somit die Zeitspanne, bis die Feinstaub-Filterkassette 10 ausgewechselt oder gereinigt werden muss, verlängert.
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Die Feinstaub-Filterkassette 10 hat vorzugsweise Außenmaße mit einer Breite von 250 mm, einer Höhe von 180 mm und einer Tiefe von 120 mm.
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3 zeigt eine Aufsicht auf eine Feinstaub-Filterkassette 10. Diese ist an einer Hinterseite 28 und einer Vorderseite 30 mit einem Filtermedium 26 ausgestattet, welches jeweils an dem Rahmen 40 befestigt ist. Das Filtermedium 26 an der Hinter- und Vorderseite 28, 30 besteht aus einem Volumenvlies, welches als Tiefenfilter wirkt. In der Mitte der Feinstaub-Filterkassette 10 befindet sich die Einlassöffnung 54 für die Vorabscheiderabluft 24 (1) in den von einem Gitter 50 begrenzten Container 46. Der Container 46 weist wie die Feinstaub-Filterkassette 10 eine rechteckige Form auf und ist nur wenig von deren Innenkontur 44 beabstandet. Der Container 46 nimmt also fast den gesamten Innenraum 52 der Feinstaub-Filterkassette 10 ein. Das beispielhaft anhand von zwei Formkörpern 60 dargestellte Staubbindemittel 42 befindet sich innerhalb des Containers 46.
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In der 4 ist eine weitere Ausführungsform der Feinstaub-Filterkassette 10 dargestellt, bei welcher das vorder- und hinterseitige Filtermedium 26 plissiert ausgeführt ist und als Flächenfilter wirkt. Die Innenkontur 44 ist daher teilweise auch plissiert, der Container 46 weist jedoch eine rechteckige Form auf, er ist also an eine Hüllkontur 62 der Innenkontur 44 angepasst, die sich durch eine gedachte Verbindung der dem Innenraum 52 zugewanden Ecken des Filtermediums 28 ergibt. Weitere Details der Feinstaub-Filterkassette 10 aus 4 entsprechen denen der bereits unter 3 beschriebenen Feinstaub-Filterkassette 10. Bei der in 4 gezeigten Feinstaub-Filterkassette 10 mit plissiertem Filtermedium 26 ist alternativ auch die Verwendung eines Containers 46 und/oder Gitters 50 mit einer an die Innenkontur 44 angepassten, also ebenfalls plissierten Form möglich.
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5 zeigt eine erfindungsgemäße Feinstaub-Filterkassette 10 in einer Seitenansicht. Dargestellt sind das hinter- und vorderseitige Filtermedium 26 als Volumenvlies, die Einlassöffnung 54 für die Vorabscheiderabluft 24 (1 und 2) an der Oberseite 32 und das Verbindungsstück 56, über welches die Vorabscheiderabluft 24 in Container 46, der von einem Gitter 50 als luftdurchlässige Hülle 48 begrenzt wird, gelangt. Auch hier wird die angepasste Form des Containers 46 an die Innenkontur 44 der Feinstaub-Filterkassette 10 deutlich, sowie der geringe Abstand des Containers 46 zu dem Filtermedium 26. Das Staubbindemittel 42 (z. B. 4) ist hier nicht dargestellt.
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6 zeigt eine weitere Feinstaub-Filterkassette 10 in der Seitenansicht, allgemein wie in Bezug auf 5 beschrieben. Hier ist das Staubbindemittel 42 anhand von vier Formkörpern 60 angedeutet. Der Container 46 wird durch eine Hülle 48 begrenzt, die an mindestens drei Seiten luftdurchlässig ist, z. B. durch ein Gitter 50 (2–5).
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Damit lässt sich die Erfindung kurz wie folgt darstellen:
Es wird eine Feinstaub-Filterkassette 10 für Staubsauger 12, Insbesondere beutellose Staubsauger, mit welcher Staub in einer Abluft eines Vorabscheiders 18 – Vorabscheiderabluft 24 – filterbar ist, angegeben, in der ein verwirbelbares Staubbindemittel 42 enthalten ist.
