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Die Erfindung betrifft ein Staubsammelsystem für einen Staubsauger mit einem entnehmbaren Staubsammelbehälter, der eine Öffnung zum Entleeren aufweist, wobei im Inneren des Staubsammelbehälters wenigstens ein Verdichtungsmittel zum Verdichten des Staubes angeordnet ist.
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Für Staubsauger sind verschiedenste Varianten von Staubsammelsystemen, insbesondere mit Staubsaugerbeuteln bekannt.
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Ferner gibt es sogenannte beutellose Staubsauger, welche vorzugsweise nach dem Fliehkraftprinzip arbeiten und Staub und Schmutz über Zyklone oder Wirbelrohre in Staubsammelbehälter abscheiden. Diese Behälter können entnommen, entleert und wieder verwendet werden. Das Entleeren des Staubsammelbehälters erfolgt üblicherweise durch Umstülpen des Behälters oder Öffnen einer am Behälterboden befindlichen Klappe, jeweils über dem Mülleimer oder Müllcontainer. Der Staub fällt dabei in den Mülleimer oder Müllcontainer, wobei jedoch insbesondere Feinstaub gern aufgewirbelt wird und in Berührung mit bzw. von der Bedienperson eingeatmet werden kann. Deshalb wird oftmals zur Verwendung von handelsüblichen Plastiktüten geraten, um derartige Emissionen von Feinstaub zu reduzieren.
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Die
WO 1999/033387 A1 beschreibt ein Staubsammelsystem für einen Staubsauger mit einem Staubsammelbehälter, der eine Öffnung zum Entleeren aufweist. Im Inneren des Staubsammelbehälters ist ein Verdichtungsmittel angeordnet, welches als Walzensystem ausgebildet sein kann und welches den in einem Filter abgeschiedenen Staub komprimiert.
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Aus der
WO 2000/054644 A1 ist ein Staubsauger bekannt, der ein Behältnis aufweist, dem über eine Zuführung mit Schmutz oder Staub beaufschlagte Saugluft zugeführt wird. Der Schmutz, der sich in dem Behältnis anreichert, lässt sich durch Ankoppeln des Behältnisses an einen außerhalb des Staubsaugers befindlichen Aufnahmeraum hinein befördern. Der Aufnahmeraum kann aus festen Wandungen oder als Beutel oder Schrumpfschlauch ausgebildet sein. In dem dem Aufnahmeraum vorgelagerten Behältnis kann ein Mittel zum Zusammendrücken vorhanden sein. Das Mittel zum Zusammendrücken kann als Kolbenbetriebene Platte oder als Verdichterschnecke ausgebildet sein. Dabei wird der Staub vorzugsweise solange zusammen gedrückt, bis aus dem Staub Briketts entstanden sind. Die Entstehung der Briketts kann durch Zusatz eines Bindemittels unterstützt werden.
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Schließlich sei noch auf die
DE 37 17 333 A1 hingewiesen, aus welcher eine Staubsammelvorrichtung bekannt ist, in welcher Staub und Abfallstoffe wie Holzspäne und dergleichen mittels eines von einem Motor angetriebenen Sauggebläses über eine Saugleistung in ein Gehäuse der Vorrichtung gesaugt werden. Die so angesaugten Staub- und Abfallstoffe werden in einer Austragvorrichtung mittels einer Schnecke in eine Verdichtungskammer gefördert und dort so verdichtet, dass die verdichteten Staub- und Abfallstoffe sich in einem Beutel sammeln und mühelos beseitigen lassen.
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Aus der
DE 38 25 773 A1 ist ein Saugreinigungsgerät mit einem Schmutzaufnahmebehälter und einer darin im Bereich eines Bodenteils untergebrachten Austrageinrichtung bekannt, mit der im Schmutzaufnahmebehälter vorhandener Schmutz einem Entsorgungsbehältnis zuführbar ist. Die Austragseinrichtung kann bevorzugt als Wendel mit schraubenförmigen Windungen ausgebildet sein. Anstelle einer Wendel kann auch ein hin- und hergehender Hubkolben vorgesehen sein, durch den der Staub nach außen in einen Entsorgungsbehälter befördert wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein beutelloses Staubsammelsystem so zu gestalten, dass beim Entleeren des Staubes und Schmutzes aus dem Staubsammelsystem möglichst wenig Feinstaub entweicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Staubsammelsystem mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Staubsammelsystem baut auf gattungsgemäßen Sammelsystemen dadurch auf, dass dem ersten Verdichtungsmittel ein zweites Verdichtungsmittel nachgeordnet ist, wobei das erste Verdichtungsmittel als ein Walzensystem und wobei das zweite Verdichtungsmittel als ein Kolbensystem ausgebildet sind. Durch das Verdichten des Staubes ergibt sich im Staubsammelbehälter eine größere Aufnahmekapazität und der Feinstaub wird mit dem Grobstaub verbunden, wodurch der zu entleerende Staub kompakter wird, so dass beim Entleeren vorteilhaft weniger Feinstaub in die Luft entweichen kann. Dass dem ersten Verdichtungsmittel ein zweites Verdichtungsmittel nachgeordnet ist, hat eine weitere Staubverdichtung zum Vorteil. Mit einem zweiten Verdichtungsmittel kann eine weit höhere Verdichtung sowie eine Verbindung von kleinen Feinstaubpartikeln zu größeren Feinstaubpartikeln erfolgen.
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Ein erfindungsgemäß zum Verdichten des Staubes im Staubsammelbehälter vorgesehenes Walzensystem weist vorzugsweise wenigstens zwei zueinander, insbesondere sich gegeneinander, bewegende Walzen auf. Die Walzen sind über elastische Elemente gegeneinander verspannt, so dass vorteilhaft unterschiedlichen Staubgrößen komprimiert werden.
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Alternativ oder kumulativ kann wenigstens eine Walze benachbart eines gesondert im Sammelbehälter angeordneten Wandabschnitts oder eines den Sammelbehälter mit ausbildenden Wandabschnitts angeordnet sein und so eine Verdichtung bewirken.
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Vorgenannte Walzensysteme zum Verdichten von Staub haben den entscheidenden Vorteil, dass sie den Staub fortlaufend verdichten können, so dass der Staub nicht erst unverdichtet im Sammelbehälter gesammelt werden muss und beim Verdichten die Luft aus dem unverdichteten Staub entweichen muss. Außerdem ist es relativ unabhängig von der Teilchengröße des zu verdichtenden Materials, die in diesem Fall recht unterschiedlich sein kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Staubsammelbehälter wenigstens einen Staubeinlass auf, über den der Staubsammelbehälter mit einem separaten Staubabscheider in Verbindung steht. Bei einer solchen Ausführungsform ist der Staubsammelbehälter vom eigentlichen Staubabscheider entkoppelt und steht mit diesem nur über einen Staubeinlass in Verbindung. Ein derartiger Aufbau ermöglicht es, den Staubsammelbehälter unabhängig vom Abscheidevorgang in beliebiger Geometrie zu gestalten, was beispielsweise nicht möglich ist, wenn der Staubsammelbehälter ein Teil eines Zyklons ist, bei dem sich einfach der Staub im unteren Abscheideraum absetzt. Erst dadurch, dass Abscheideraum und Staubsammelbehälter getrennt werden, ist es überhaupt einfach realisierbar, einen Kolben zum Verdichten im Staubsammelbehälter vorzusehen. Bei Staubsaugern, bei denen Staubabscheider und Staubsammelraum kombiniert sind, würde der Kolben den Abscheidevorgang behindern. Dagegen ermöglicht die erfindungsgemäße Lösung mit separatem Staubabscheider und Staubsammelbehälter eine Walze oder einen Kolben im Staubsammelbehälter vorzusehen, ohne dabei auf den Staubabscheidevorgang Rücksicht nehmen zu müssen.
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Vorzugsweise ist das Walzensystem zum Verdichten in direkter Nähe dazu angeordnet, wo der Staub in den Staubsammelbehälter eintritt, d. h. in einer bevorzugten Ausführungsform, in der der Staubsammelbehälter vom Staubabscheider entkoppelt ist, wobei beide nur über den Staubeinlass des Staubsammelbehälters in Verbindung stehen, ist das Walzensystem nahe dieses Staubeinlasses angeordnet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Walzensystem am Staubauslass eines Haupt- und/oder diesem nachgeschalteten Neben-Fliehkraftabscheiders für Feinstaub angeordnet. Bei einer solchen Ausführungsform ist ein Walzensystem zum Verdichten am Staubauslass eines dem regulären Fliehkraftabscheider für groben Staub nach geschalteten Feinstaubabscheider zugeordnet. Gerade für Feinstaub bietet sich das Verdichten und Verbinden durch ein Walzensystem an, da im Feinstaub nur eine maximale definierte Körnergröße vorkommen kann. Außerdem ist das Verdichten von Feinstaub besonders wünschenswert, da dieser beim Entleeren des Staubsammelbehälters die größten Emissionsprobleme verursacht.
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Vorzugswiese ist das zweite, als Kolbensystem ausgebildete Verdichtungsmittel als ein beweglicher Kolben ausgebildet.
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Ein solcher Kolben wird je nach System vorzugsweise im Inneren des Staubsammelbehälters horizontal hin und her bewegt, um den im Staubsammelbehälter gesammelten Staub vor dem Entleeren zu verdichten. Mit anderen Worten, der Kolben kann in jedem Fall zum Verdichten seitlich durch den Staubsammelbehälter geführt werden.
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Vorzugsweise ist der Verdichter als Kolben ausgebildet, der in seiner Ruheposition an einer Seitenwand des Staubsammelbehälters angeordnet ist. In diesem Fall kann der Staub neben dem Kolben in den Staubsammelbehälter fallen, solang der Kolben nicht bewegt wird. Zum Verdichten wird der Kolben dann in Richtung des gegenüber liegenden Wandabschnitts bewegt.
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Die Anordnung des Kolbens an einer Seitenwand des Staubsammelbehälters hat zum Vorteil, dass der Staubeinlass, beispielsweise für Feinstaub, ganz oben am Behälter angeordnet sein kann und der Kolben den Staubeintritt nicht behindert. Alternativ oder kumulativ kann ein Staubeinlass, beispielsweise für Großstaub, des Staubsammelbehälters auch seitlich am Staubabscheider angeordnet sein. Der Kolben im Staubsammelbehälter befindet sich in seiner Ruheposition an einer freien Seite dieses Staubeinlasses und wird in Richtung der gegenüberliegenden Seite verfahren, welche ebenfalls frei ist, also keinerlei Einlassöffnung aufweist. Diese gegenüberliegende Seite kann aber als offenbar ausgebildet sein, beispielsweise als Tür und/oder entnehmbar, um den verdichtenden Staub aus dem Staubsammelbehälter auswerfen zu können. Damit wird der bekannte Abscheide- und Staubauswurfvorgang durch den Kolben nicht beeinträchtigt.
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Vorteilhafterweise ist der Verdichtungskolben gitterartig aufgebaut oder weist ein enges Netz von Poren auf, so dass beim Verdichten des Staubes die Luft entweichen kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Staubsammelsystems schließlich ist ein Vorrat für ein Bindemittel vorgesehen, welches dem Staub beim oder vor dem Verdichten zugeführt werden kann. Als Bindemittel würden sich hier Wasser, ein Gel oder andere Bindemittel, wie sie beispielsweise beim Pelletieren eingesetzt werden, anbieten. Die Bindemittel können entweder im Staubsammelsystem vorrätig gehalten werden um sie laufend zuzuführen, oder dem Staubsauger von Zeit zu Zeit während des Betriebes zugeführt werden. Soll ein spezielles Bindemittel verwendet werden, ist es sicherlich benutzerfreundlicher, das Bindemittel vorrätig zu halten. Kann dagegen auf ein einfaches, überall verfügbares Bindemittel wie Wasser zurückgegriffen werden, so wird der Staubsauger vorzugsweise so aufgebaut, dass etwas Wasser mit aufgesaugt werden kann, welches den Staub im Staubsammelbehälter bindet.
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Die vorliegende Erfindung verdichtet mit einfachen Mitteln Schmutz, Staub und dergleichen Partikel in bislang unbekanntem Maße, woraufhin sich im Staubsammelbehälter eine größere Aufnahmekapazität ergibt und der zu entleerende Staub kompakter wird, so dass beim Entleeren vorteilhaft weniger Feinstaub in die Luft entweichen kann.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die anhand der Zeichnungen eingehend erläutert werden.
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Es zeigen schematisch:
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1 den schematischen Aufbau eines Staubsaugers mit Fliehkraftabscheidern und einem Staubsammelbehälter und einem darin angeordneten ersten, als Walzensystem ausgebildeten, Verdichtungssystem;
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2 ausschnittsweise und um 90° gegenüber der Ansicht in 1 gedreht den Staubsammelbehälter aus 1 mit einem, dem ersten Verdichtungssystem nachgeordneten, als Kolben ausgebildeten Verdichtungssystem in seiner Ruheposition; und
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3 ausschnittsweise den Staubsammelbehälter aus 2 mit einem aktivierten Kolben des zweiten Verdichtungssystems in seiner Endposition am gegenüberliegenden Wandabschnitt.
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Bei der nachfolgenden Figurenbeschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Bauteile.
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1 zeigt den schematischen Aufbau eines Staubsaugers mit Fliehkraftabscheidern 5 und 9 und einem Staubsammelbehälter 1 und einem darin angeordneten ersten, als Walzensystem 10 ausgebildeten, erstes Verdichtungsmittel.
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Der – nicht vollständig gezeigte und damit mit keinem Bezugszeichen versehene – Staubsauger weist einen ersten Fliehkraftabscheider
5 auf, bei dem die über den Lufteinlass
6 eintretende, Staub beladene Luft in einem zylinderförmigen Abscheideraum
7 in einem Wirbel oder Zyklon eingeführt wird, so dass aufgrund von Fliehkräften der Staub an die Seitenwand des Abscheideraumes
7 gedrängt wird und über einen seitlichen Staubauslass
4 in den Staubsammelbehälter
1 herausgeschleudert wird. Die vom groben Staub gereinigte Luft tritt über den Luftauslass
8 aus dem ersten Fliehkraftabscheider
5 aus und wird zum Lufteinlass
8 von wenigsten einem, vorzugsweise zwei oder mehreren nachgeschalteten kleineren Fliehkraftabscheidern
9 für Feinstaubpartikel übergeführt, an denen sie erneut in Wirbel oder einem Zyklon versetzt wird. Die sich in Wirbeln bzw. Zyklonen in den Fliehkraftabscheidern
9 nach unten bewegende Luft scheidet den Feinstaub an die Wände der Fliehkraftabscheider
9 ab, an denen er nach unten gelangt, bis er aus den Fliehkraftabscheidern
9, vorzugsweise von oben, in den Staubsammelbehälter
1 fällt. Vorstehendes Abscheideprinzip ist im Übrigen eingehend in der
DE 10 2008 055 045 A1 beschrieben, auf welche vollumfänglich Bezug genommen wird.
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Der aus den nachgeschalteten Fliehkraftabscheidern 9 herausfallende Feinstaub fällt auf wenigstens eine unter den Staubauslässen angeordnete Walze 11 und/oder 12, an denen er durch, vorzugsweise gegenläufig drehenden, Walzen 11 und 12 und/oder von einer, mit einem Wandabschnitt zusammenwirkenden Walze (nicht-gezeigt) gepresst und von da aus in verdichteter Form in den unteren Bereich des Staubsammelbehälters 1 gelangt. Die Walzen 11 und/oder 12 des Walzensystems 10 werden von einem nicht dargestellten Motor angetrieben, welche zweckmäßiger Weise außerhalb des Staubsammelbehälters 1 angeordnet ist.
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2 zeigt in schematische, gegenüber der Ansicht aus 1 um 90° gedrehten Darstellung, wie im Staubsammelbehälter 1 dem ersten, als Walzensystem 10 ausgebildeten Verdichtungsmittel ein zweites, als Kolbensystem 20 ausgebildetes Verdichtungsmittel nachgelagert angeordnet sein kann. Das zweite, als Kolbensystem 20 ausgebildete Verdichtungsmittel umfasst einen Kolben 21, der im Inneren des Staubsammelbehälters 1 verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben 21 steht mit einem nicht dargestellten Motor in Verbindung, der ihn zum Verdichten des im Staubsammelbehälter 1 gesammelten Staubes 3 nach unten drückt. Der Kolben 21 ist seitlich zum oberen Staubeinlass 4 des Staubsammelbehälters 1 angeordnet, so dass die Staubpartikel 3 vom Kolben 21 ungehindert aus den kleineren, zur Abscheidung von Feinstaub ausgebildeten Abscheidern 9 in den Staubsammelbehälter 1 eintreten können. Sobald der Staubsammelbehälter 1 bis zu einer definierten Höhe gefüllt oder ein Saugvorgang abgeschlossen ist, wird der Kolben 21 seitlich auf die gegenüberliegende Wand hin bewegt, was eine Verdichtung und Verbindung des Staubes 3 bewirkt.
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Damit im Staub 3 enthaltene Luft entweichen kann, kann der Kolben 21 beispielsweise gitterartig aufgebaut sein.
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Nach der weiteren Verdichtung und Verbindung des Staubes 3 durch den Kolben 21 ergibt sich das in 3 dargestellte Bild. Der verdichtete und verbundene Staub 3 nimmt im Staubsammelbehälter 1 deutlich weniger Platz ein. Außerdem entweicht aus dem verdichteten und verbundenen Staub 3 deutlich weniger Feinstaub, wenn der Staubsammelbehälter 1 in einen Müllcontainer entleert wird.
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Die vorliegende Erfindung verdichtet und verbindet mit einfachen Mitteln Schmutz, Staub und dergleichen Partikel 3 in bislang unbekanntem Maße, woraufhin sich im Staubsammelbehälter 1 eine größere Aufnahmekapazität ergibt und der zu entleerende Staub 3 kompakter wird, so dass beim Entleeren vorteilhaft weniger gesundheitsschädlicher Feinstaub in die Luft entweichen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Staubsammelbehälter
- 3
- Staub, Staubpartikel
- 4
- seitlich ausgebildeter Einlass für Staub in den Staubsammelbehälter 1
- 5
- als Fliehkraftabscheider ausgebildeter erster Staubsabscheider für Grobstaub
- 6
- Einlass für staubbeladene Luft
- 7
- zylinderförmiger Abscheideraum
- 8
- Luftauslass
- 9
- als Fliehkraftabscheider ausgebildete zweite kleinere Staubsabscheider für Feinstaub
- 10
- erstes Verdichtungsmittel, insbesondere Walzensystem
- 11
- erste Walze
- 11
- zweite Walze
- 20
- zweites Verdichtungsmittel, insbesondere Kolbensystem
- 21
- beweglicher Kolben
