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Die Erfindung betrifft zuvorderst ein Filterelement mit einem gefalteten Filtermedium, wie es zum Beispiel in einem Staubsauger verwendbar ist. Die Erfindung betrifft im Weiteren auch ein Gerät, insbesondere ein Haushaltsgerät, zum Beispiel einen Staubsauger oder einen Wäschetrockner, mit einem solchen Filterelement.
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Filterelemente mit einem gefalteten Filtermedium für Staubsauger und dergleichen mit einem solchen Filterelement sind an sich bekannt und finden in vielen Geräten des täglichen Gebrauchs, wie zum Beispiel Staubsaugern, aber auch in Automobilen und verfahrenstechnischen Anlagen als Filtereinsätze Verwendung. So wird beispielsweise in bestimmten beutellosen Staubsaugern die Saugluft mittels eines in Strömungsrichtung vor dem Staubsaugergebläse befindlichen Fliehkraftabscheiders und eines dem Fliehkraftabscheider stromabwärts nachgeschalteten Filterelements von aufgesaugtem Staub befreit. Um eine möglichst große Filterfläche in einem gegebenen Volumen unterzubringen, wird das Filtermedium gefaltet oder plissiert, wobei sowohl eine offene Faltung wie auch eine geschlossene Faltung des Filtermediums bekannt sind. Aus der
WO 2011/012479 A und der
WO 2007/141712 A sind Filterelemente mit einer sogenannten offenen Faltung und einem Abstreifer zu deren Rückreinigung bekannt. Aus der
DE 94 03 868 U ist ein Filterelement mit einer sogenannten geschlossenen Faltung bekannt.
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Bei einem sogenannten Zentralfiltersystem (
WO 2011/012479 A ), einer speziellen Ausführungsform eines Fliehkraftabscheiders, befindet sich das dem Fliehkraftabscheider stromabwärts nachgeschaltete Filterelement als zentrales Filterelement innerhalb des Fliehkraftabscheiders und ist zum Beispiel in Form einer Filterkartusche ausgeführt. Ein dem Fliehkraftabscheider auf diese Weise nachgeschaltetes Filterelement fungiert als Nachfilter und speichert die Emission des Fliehkraftabscheiders und die den Fliehkraftabscheider passierende Staubfraktion. Deshalb muss das Filterelement im Verlauf der Nutzung des Staubsaugers in regelmäßigen und mitunter relativ kurzen Abständen vom Staub befreit und gereinigt werden, um die Saugleistung des Staubsaugers weitgehend konstant zu halten.
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Bei einem Zentralfiltersystem kommt dafür ein innerhalb des zentralen Filterelements (Zentralfilters) angeordneter, motorisch angetriebener Abstreifer zum Einsatz, der den Staub von den Filterfalten abschlägt. Insoweit wird auch auf die Beschreibung zu 2 weiter unten verwiesen. Dieser Filteraufbau ist relativ aufwendig und demzufolge verhältnismäßig teuer.
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Bei Wäschetrocknern ergibt sich ein vergleichbares Problem. Hier wird beim Trocknen der Wäsche die Prozessluft mit im Trockenraum abgetragenem Faserabrieb (Flusen) angereichert. Bei handelsüblichen Wäschetrocknern werden die Flusen in einer als Filterelement fungierenden Auffangvorrichtung, nämlich einem Flusensieb, einem Flusenbehälter oder dergleichen, gesammelt. Auch diese Auffangvorrichtung/dieses Filterelement muss in regelmäßigen Abständen entleert und von den Flusen befreit werden. Die
DE 84 37 357 U zeigt ein solches Filterelement in Form eines Flusensiebs. Das Filterelement wird von innen mit einem Schmutzpartikel tragenden Luftstrom beaufschlagt. Die Schmutzpartikel sind beim Bewegen der Wäsche in einer von dem Wäschetrockner umfassten Trommel gelöste Fasern und Flusen.
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Die aus beutellosen Staubsaugern bekannten Zentralfiltersysteme mit integriertem Abstreifer sind allerdings in einem Wäschetrockner nicht üblich. Würden diese dort eingesetzt, ergäben sich ebenfalls die oben skizzierten Nachteile des vergleichsweise aufwendigen Filteraufbaus und des damit einhergehenden Kostenaspekts. Zudem ist - ausgehend von der vorliegenden Erfindung - Folgendes zu bedenken: Ein Filterelement, wie es aus der
WO 2011/012479 A bekannt ist, wird von außen mit dem sich im Betrieb ergebenden Saugluftstrom (Rohgas) beaufschlagt. Ein solcher Aufbau mit einem innerhalb des Filterelements angeordneten Abstreifer könnte aus mehreren Gründen nicht von innen mit dem Saugluftstrom beaufschlagt werden. Zum einen würde der abrasiv wirkende Staub in Verbindung mit einer Bewegung des Abstreifers das Filtermedium beschädigen. Zum anderen müsste eine Lagerung der Achse des Abstreifers staubdicht ausgeführt werden, um eine beständige und sichere Funktion zu gewährleisten. Schließlich stellt der Abstreifer einen nicht zu vernachlässigenden Strömungswiderstand dar.
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Demnach ist ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik festzustellen, dass bei einem von außen beaufschlagten Filterelement eine relativ aufwendige Lagerung des innen liegenden Abstreifers erforderlich ist, so dass vergleichsweise hohe Herstellungskosten und ein aufwendiges Fügen des Filterelements resultieren. Darüber hinaus wirken der Abstreifer und dessen Lagerung als Strömungswiderstände und führen entsprechend zu Strömungsverlusten. Umgekehrt ist eine solche innenliegende Anordnung des Abstreifers bei von innen mit Staub beaufschlagten Filterelementen nicht möglich, da der abgeschiedene Staub die Funktion und speziell die Lagerung des Abstreifers und damit dessen Beweglichkeit beeinträchtigt.
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Die
CN 1 01 006 909 A offenbart einen Staubsauger mit einer Filtervorrichtung, in welcher ein innerer Filterkörper drehbar in einem äußeren Filterkörper gelagert ist und am äußeren Filterkörper eine Reinigungsaktorik zur Reinigung des Filter angeordnet ist.
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Der Erfindung stellt sich somit das Problem, dass die im Stand der Technik beschriebenen Filterelemente Verbesserungspotential aufweisen. Der im Folgenden beschriebene Ansatz soll hierzu einen Beitrag leisten.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch ein Filterelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei einem derartigen Filterelement, insbesondere für einen Staubsauger, einen Wäschetrockner oder dergleichen, das ein gefaltetes Filtermedium mit einer Mehrzahl von Falten in dem Filtermedium aufgrund von dessen Faltung sowie eine Reinigungsaktorik zum Reinigen des Filtermediums umfasst, ist Folgendes vorgesehen: Das Filterelement weist einen äußeren Filterkörper und einen im äußeren Filterkörper angeordneten inneren Filterköper mit dem Filtermedium auf. Die beiden Filterkörper sind relativ zueinander drehbar gelagert. Der äußere Filterkörper weist die Reinigungsaktorik auf.
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Mit der Reinigungsaktorik am äußeren Filterkörper erfolgt das Reinigen des Filtermediums im Gegensatz zu bisher bekannten Lösungen, die auf einen im Innern des Filtermediums rotierenden Abstreifer basieren, von außen. Der Vorteil dieser Lösung besteht unter anderem darin, dass auf diese Weise ein einfacher und kostengünstiger Aufbau einer Reinigungsaktorik insbesondere in Form einer Mehrzahl von von dem äußeren Filterkörper ausgehenden Abstreifern, möglich ist. Eine solche Ausführungsform der Reinigungsaktorik eignet sich für eine Filterkartusche eines beutellosen Staubsaugers und ebenso für ein Flusenfilter eines Wäschetrockners. Darüber hinaus kann die Reinigungsaktorik sowohl bei von innen wie auch bei von außen mit dem jeweiligen Luftstrom und den davon mitgeführten Partikeln beaufschlagten Filtermedien Verwendung finden. Schließlich werden durch eine solche Form der Reinigungsaktorik bisher unvermeidliche Strömungsverluste, wie sie mit einem im Innern des Filtermediums rotierenden Abstreifer unvermeidlich einhergehen, auf ein Minimum reduziert.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen. 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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In einer alternativen Ausführung des Filterelements ist der innere Filterkörper drehbar in dem äußeren feststehenden Filterkörper gelagert. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass der äußere Filterkörper gleichzeitig als Lagergehäuse des inneren Filters fungieren kann und mit einer Wand eines Strömungskanals kombinierbar ist.
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Erfindungsgemäß ist der äußere Filterkörper drehbar um den inneren Filterkörper gelagert. Indem der äußere Filterkörper um den inneren feststehenden Filterkörper rotiert, kann auf einfache Art und Weise eine robuste Dichtfläche zwischen einem Filterdeckel des inneren Filterkörpers und den Wänden eines Strömungskanals geschaffen werden. Besonders geeignet ist diese Ausführungsform bei einer Durchströmung des Filterelements von innen nach außen.
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Bei einer besonderen Ausführungsform des Filterelements weist dessen äußerer Filterkörper als Reinigungsaktorik eine Mehrzahl von vom äußeren Filterkörper ausgehenden und radial oder zumindest im Wesentlichen radial nach innen weisende Abstreifern auf, die in die Falten des Filtermediums eingreifen. Eine Reinigungsaktorik in Form solcher Abstreifer, die im Folgenden auch als stab- oder stiftförmige Abstreifer beschrieben werden, ist besonders einfach realisierbar, zum Beispiel indem solche Abstreifer einstückig mit dem äußeren Filterkörper oder einzelnen Elementen, die den äußeren Filterkörper bilden, verbunden sind. Alternativ zu einer solchen einstückigen Verbindung kommt auch in Betracht, dass solche stab- oder stiftförmigen Abstreifer in den äußeren Filterkörper oder einzelne Elemente, die den äußeren Filterkörper bilden, eingesteckt, eingeklebt oder eingeschraubt usw. sind. Ein besonderer Vorteil solcher radial nach innen, also in Richtung auf den im Innern des äußeren Filterkörpers angeordneten inneren Filterkörper und das dortige Filtermedium weisender Abstreifer besteht außerdem darin, dass diese sich sowohl zum Reinigen eines Filtermediums mit offener Faltung wie auch eines Filtermediums mit geschlossener Faltung eignen, denn auf einer Außenumfangsfläche solcher Filtermedien besteht - anders als auf einer Innenumfangsfläche - stets die Möglichkeit für einen Eingriff in die von dem Filtermedium umfassten Falten.
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Bei einer Ausführungsform des Filterelements ist dessen äußerer Filterkörper käfigartig aufgebaut und umfasst eine Mehrzahl von entlang einer Zylindermantelfläche gleichmäßig verteilten, parallelen Streben, von denen die Abstreifer ausgehen. Der käfigartige Aufbau des äußeren Filterkörpers erlaubt einen ausreichenden Luftdurchtritt zwischen den Streben. Die Streben können zudem ein Netz oder eine Gaze tragen, so dass der äußere Filterkörper als Vorfilter, zum Beispiel zum Abscheiden einer Grobstaubfraktion, wirksam werden kann. Die Streben eines solchen käfigartigen äußeren Filterkörpers eignen sich besonders für die Aufnahme oder Anbringung der Abstreifer. Speziell bei Streben in Form von Kunststoffdruckgussteilen kommt eine einstückige Anbringung eines oder mehrerer Abstreifer an jeweils einer Strebe in Betracht.
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Eine Ausführungsform eines Filterelements mit einem mit Streben gebildeten käfigartigen äu-ßeren Filterkörper zeichnet sich dadurch aus, dass die Abstreifer an jeder Strebe entlang einer Längserstreckung der Strebe gleichmäßig verteilt sind. Dann wird das mit dem inneren Filterkörper verbundene Filtermedium in unterschiedlichen (Höhen-)Abschnitten durch die Drehung der beiden Filterkörper zueinander angeregt.
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Eine weitere Ausführungsform eines Filterelements zeichnet sich durch eine von Strebe zu Strebe alternierende Anordnung der Abstreifer aus. Eine solche alternierende Anordnung der Abstreifer bewirkt, dass bei dem mit dem inneren Filterkörper verbundene Filtermedium nacheinander unterschiedliche Abschnitte der in dem Filtermedium gebildeten Falten mit den Abstreifern angeregt werden. Anders als zum Beispiel bei dem im Stand der Technik bekannten, im Innern des Filtermediums rotierenden Abstreifer ist damit die Anregung der Falten örtlich nicht so stark beschränkt und es ergibt sich ein verbessertes Abschlagen der an der Oberfläche des Filtermediums angelagerten Partikel (Staub, Flusen und dergleichen).
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Bei einer nochmals weiteren Ausführungsform eines Filterelements mit vom äußeren Filterkörper ausgehenden und nach innen weisenden Abstreifern ist vorgesehen, dass die jeweilige Anordnung, insbesondere eine entlang der Längserstreckung der Strebe gleichmäßig verteilte Anordnung, der Abstreifer auf einen Mittelabschnitt der Streben konzentriert ist. Dies bewirkt, dass die mit den Abstreifern bewirkte Anregung der Falten des Filtermediums ebenfalls auf einen solchen Mittelabschnitt der Längserstreckung der Falten beschränkt ist, denn in einem solchen Mittelabschnitt besteht eine besondere Schwingfähigkeit der Falten, die zu den Rändern des Filtermediums abnimmt. Die Größe eines solchen Mittelabschnitts im Verhältnis zur Gesamtlänge der Streben ist auch von dem als Filtermedium verwendeten Material abhängig. Größenordnungsmäßig ist davon auszugehen, dass die Länge eines solchen Mittelabschnitts zumindest der hälftigen Gesamtlänge der Strebe entspricht und nicht größer als ca. 80% der Gesamtlänge der Strebe entspricht.
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Die beschriebenen Anordnungen und die beschriebenen alternierenden Anordnungen der Abstreifer sind nicht auf eine Ausführungsform des äußeren Filterkörpers mit Streben beschränkt und bei einem äußeren Filterkörper, der keine solchen Streben aufweist, bezieht sich die alternierende Anordnung ganz allgemein auf aufeinanderfolgende Abschnitte der Innenoberfläche des äußeren Filterkörpers.
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Zur drehbaren Lagerung des inneren Filterkörpers mit dem Filtermedium im äußeren Filterkörper ist bei einer Ausführungsform des Filterelements vorgesehen, dass der innere Filterkörper einen das Filtermedium fixierenden Filterdeckel und Filterboden umfasst und dass der Filterdeckel und der Filterboden jeweils eine Achse tragen. Eine der Achsen wird in einem nur zur Fixierung und Justierung des drehbaren inneren Filterkörpers bestimmten Lager geführt. An der anderen Achse greift direkt oder indirekt ein Antriebsaggregat, zum Beispiel ein Elektromotor, an, mittels dessen der innere Filterkörper beim Betrieb desjenigen Geräts, in dem das Filterelement Verwendung findet, in Rotation versetzt wird.
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Bei einem Filterelement der hier und im Folgenden beschriebenen Art besteht eine einfache Möglichkeit zur Abdichtung der davon umfassten Komponenten. Demnach umfasst das Filterelement bei einer Ausführungsform eine umlaufende, linienförmige Dichtung, insbesondere eine am äußeren Filterkörper angebrachte Dichtung, welche den inneren Filterkörper gegen den äußeren Filterkörper abdichtet.
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Das Filterelement kommt speziell zur Verwendung in einem Staubsauger oder einem Wäschetrockner in Betracht. Insgesamt ist die Erfindung damit auch ein Staubsauger mit einem Filterelement wie hier und im Folgenden beschrieben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. 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 auch Änderungen und Modifikationen möglich, 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 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
- 1 einen Staubsauger mit einem gefalteten Filterelement,
- 2 eine vergrößerte Darstellung eines Filterelements eines Staubsaugers gemäß 1 mit einem plissierten Filtermedium und einem innerhalb des Filterelements zum Abreinigen des Filtermediums vorgesehenen, drehbaren Abstreifer,
- 3 einen Wäschetrockner mit einem Flusenfilter,
- 4 eine vergrößerte Darstellung eines Flusenfilters eines Wäschetrockners gemäß 3
- 5 eine Ausführungsform eines Filterelements gemäß der Erfindung,
- 6 eine vergrößerte Darstellung eines Details eines Filterelements gemäß 5 und
- 7 eine Ausführungsform eines Flusenfilters gemäß der Erfindung.
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Die Darstellung in
1 zeigt in einer schematisch vereinfachten Seitenansicht als Beispiel für ein Haushaltsgerät einen Haushaltsstaubsauger 10 sowie den prinzipiellen Aufbau eines beutellosen Haushaltsstaubsaugers 10, wie er zum Beispiel in der
WO 2011/12479 beschrieben ist. Der im Folgenden mitunter auch nur kurz als Staubsauger 10 bezeichnete Haushaltsstaubsauger 10 umfasst in seinem Staubraum 12 einen Abscheider 14, welcher ein als Zentralfilter fungierendes Filterelement 16 in Form einer Filterkartusche enthält. Vom Saugluftstrom 18 (Rohgas) mitgeführter Staub 20 wird hauptsächlich an dem Filterelement 16 abgeschieden. Der Saugluftstrom 18 ergibt sich dabei in an sich bekannter Art und Weise beim Betrieb des Staubsaugers 10 mittels eines Gebläses 22. Der vom Gebläse 22 erzeugte Unterdruck bewirkt den Saugluftstrom 18 und dieser tritt durch einen Saugschlauch 24 in den Staubraum 12 des Staubsaugers 10 ein. Die mittels des Filterelements (Zentralfilter) 16 gereinigte Luft verlässt als Reingas 26 den Staubsauger 10.
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Die Darstellung in 2 zeigt das Filterelement 16 aus 1 mit weiteren Details. Oben ist das Filterelement 16 in einer geschnittenen Seitenansicht und unten in einer geschnittenen Draufsicht gezeigt. Danach umfasst das Filterelement 16 ein Filtermedium 28, einen äußeren Filterkörper 30 mit einem in Bezug auf das Filtermedium 28 außenliegenden und in Strömungsrichtung vorgeschalteten Filtersieb 32, zum Beispiel in Form von Gaze, sowie einen Filterdeckel 34 und einen Filterboden 36. Filterdeckel 34 und Filterboden 36 schließen das Filtermedium 28 ein und bewirken eine Fixierung des Filtermediums 28. Zur Unterscheidung vom äußeren Filterkörper 30 wird der Teil des Filterelements 16, der zumindest das Filtermedium 28, den Filterdeckel 34 und den Filterboden 36 umfasst, als innerer Filterkörper 38 bezeichnet.
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Das Filtersieb 32 des äußeren Filterkörpers 30 dient der Vorfiltration und trennt grobe oder größere Staubbestandteile 20 vom Rohgas 18. Unterhalb des Filterbodens 36 ergibt sich mit einem Unterteil des äußeren Filterkörpers 30 ein Staubsammelraum 40. Da es sich bei dem Filtersieb 32 um ein flexibles und/oder biegsames Material handelt, wird das Filtersieb 32 zur Stabilisierung auf einen eine Mehrzahl von entlang einer Zylindermantelfläche gleichmäßig verteilt angeordneten, parallelen Streben 42 (2; links unten) oder dergleichen umfassenden Käfig oder Träger aufgebracht.
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Zur sogenannten Rückreinigung (Reinigung) des Filterelements 16 ist ein Rückreinigungsmechanismus vorgesehen. Dieser umfasst einen innerhalb des Filterelements 16 und innerhalb des Filtermediums 28 an einer Achse 44 angeordneten Abstreifer 46. Die Achse 44 ist im Filterdeckel 34 und Filterboden 36 drehbar gelagert. Das Filtermedium 28 ist gefaltet (plissiert) und der Abstreifer 46 greift in jeweils eine Falte 48 (2; links unten) oder, bei einem beidseitigen Abstreifer 46, in jeweils gegenüberliegende Falten 48 des Filtermediums 28. Wenn der Abstreifer 46 beim Betrieb des Staubsaugers 10 mittels eines (nicht gezeigten) Antriebsmotors in Rotation versetzt wird, werden die Filterfalten 48 verformt und - analog zum Zupfen einer Gitarrensaite - in Schwingung versetzt. Dies bewirkt, dass Staub 20, der sich an der Außenoberfläche des Filtermediums 28 angelagert hat, von den Filterfalten 48 abgeworfen wird. Dies wird als Rückreinigung des Filterelements 16 oder dessen Filtermediums 28 verstanden. Der abgeworfene Staub 20 wird im Staubsammelraum 40 aufgefangen. Als Filtermedium 28 kommen insbesondere Oberflächenfiltermedien zum Einsatz, die sich auf diese Weise leicht reinigen lassen.
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Die Darstellung in
3 zeigt in schematisch vereinfachter Form einen an sich bekannten Wäschetrockner 50. Dieser umfasst als Trockenraum eine Trommel 52 zur Aufnahme der feuchten Wäsche (nicht gezeigt). Das Beladen des Wäschetrockners 50 erfolgt durch eine Beschickungsöffnung 54. Zum Trocknen der Wäsche wird mittels eines Gebläses 56 Prozessluft 58 durch Strömungskanäle 60, 62 und den Trockenraum geleitet. Die Prozessluft 58 wird zuvor mittels eines Heizaggregats 64 zur besseren Aufnahme der in der Wäsche gespeicherten Feuchte erwärmt und im Anschluss an den Trockenraum mittels eines Wärmetauschers 66 wieder entfeuchtet. Anfallendes Kondensat (nicht gezeigt) wird von dem Kondensatsammelbehälter 68 aufgenommen. Um den Trocknungsvorgang zu beschleunigen, rotiert die Trommel 52. Dabei werden Fasern und Flusen 70 von der Wäsche abgetragen und mittels eines Flusenfilters 72 aufgefangen, denn der Faserabrieb darf nicht in die stromabwärts des Flusenfilters 72 befindlichen Aggregate des Wäschetrockners 50, zum Beispiel den Wärmetauscher 66, gelangen. Ein solches als Sieb oder als Gaze ausgeführtes Flusenfilter 72, wie zum Beispiel in der
DE 84 37 357 U beschrieben, muss dementsprechend genauso wie das Filterelement 16 (
2) eines Staubsaugers 10 in regelmäßigen Abständen und manuell gereinigt werden.
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Die Darstellung in 4 zeigt in schematisch vereinfachter Form das Flusenfilter 72, wobei erkennbar ist, dass das Flusenfilter 72 als Hohlkörper ausgeführt ist und - im Gegensatz zu dem Filterelement 16 des Staubsaugers 10 - von innen mit der die Flusen 70 tragenden Prozessluft 58 beaufschlagt wird. Dieser Aufbau wird deshalb als praktisch angesehen, weil das Flusenfilter 72 so selbst als Flusensammelbehälter fungiert und entsprechend kein separater oder externer Flusensammelbehälter erforderlich ist. Dies ist generell ein Vorteil eines von innen beaufschlagten Filters. Bei einem solchen von innen beaufschlagten Filter ist allerdings - im Gegensatz zu dem von außen beaufschlagten Filterelement 16 des Staubsaugers 10- die Verwendung eines Abstreifers 46 (2) gar nicht oder nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand möglich.
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Die Darstellung in 5 zeigt (oben in einem Längsschnitt und unten in einem Querschnitt) eine Ausführungsform eines Filterelements 16 für einen Staubsauger 10 (1) gemäß der Erfindung. Im Gegensatz zu der im Stand der Technik bekannten Lösung (2) ist der als Reinigungsaktorik fungierende Abstreifer 46 nicht mehr im Innern des Filterelements 16, sondern außerhalb des Filterelements 16 angeordnet. Darüber hinaus ist der Abstreifer 46 in seiner räumlichen Ausdehnung zu reduziert.
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Auch das Filterelement 16 in 5 weist - genauso wie das Filterelement 16 in 2 - einen äußeren Filterkörper 30 mit einem Filtersieb 32 zur Vorfiltration auf. Ebenso umfasst das Filterelement 16 einen inneren Filterkörper 38 mit einem gefalteten Filtermedium 28 sowie einem Filterdeckel 34 und einem Filterboden 36, die das Filtermedium 28 einschließen und fixieren. Der Filterdeckel 34 und der Filterboden 36 tragen jeweils eine Achse 44, mittels derer die Gesamtheit aus Filtermedium 28, Filterdeckel 34 und Filterboden 36, also der innere Filterkörper 38, drehbar gelagert ist. An den Streben 42 des äußeren Filterkörpers 30 sind mehrere stift- oder stabförmige Abstreifer 46 angebracht oder angeformt, die sowohl in der Höhe als auch entlang einer Umfangslinie des inneren Filterkörpers 38 verteilt, insbesondere regelmäßig verteilt, angeordnet sind. In der Darstellung im Längsschnitt in 5 sind nur einzelne Abstreifer 46 nahe der Schnittebene gezeigt. In der Querschnittsdarstellung in 5 sind die Abstreifer 46 nur als radiale Abstellungen an den Streben 42 des äußeren Filterkörpers 30 erkennbar. An dieser Stelle nicht dargestellt ist die Ausführungsform, bei welcher der äußere Filterkörper um einen feststehenden inneren Filterkörper drehbar gelagert ist.
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Die vom äußeren Filterkörper 30 ausgehenden und radial oder zumindest im Wesentlichen radial nach innen weisen Abstreifer 46 greifen von außen in die Falten 48 des Filtermediums 28 ein (siehe die Querschnittsdarstellung des Filterelements 16 in 5). Ein Filterelement 16 mit einem solchen von außen in die Falten 48 des Filtermediums 28 eingreifenden Abstreifer 46 eignet sich daher gleichermaßen für Filtermedien 28 mit einer offenen Faltung wie auch für Filtermedien 28 mit einer geschlossenen Faltung, während ein von innen in die Falten 48 des Filtermediums 28 eingreifender Abstreifer 46 kann zwar in die Falten 48 eines Filtermediums 28 mit einer offenen Faltung, aber normalerweise nicht in die Falten 48 eines Filtermediums 28 mit einer geschlossenen Faltung eingreifen.
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Bei einer Drehung des inneren Filterkörpers 38 mit dem davon umfassten Filtermedium 28 innerhalb des äußeren Filterkörpers 30 verformen die Abstreifer 46 das Filtermedium 28 und dessen Falten 48 von außen und sorgen dadurch für die eingangs beschriebenen Erschütterungen der Filterfalten 48, wodurch angelagerter Staub 20 abgeworfen wird. Der abgeworfene Staub 20 fällt in den Staubsammelraum 40.
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Bei der alternativen Ausführungsform und durch eine Drehung des äußeren Filterkörpers um den inneren Filterkörper mit dem davon umfassten Filtermedium verformen die Abstreifer das Filtermedium und dessen Falten von außen und sorgen dadurch für die eingangs beschriebenen Erschütterungen der Filterfalten, wodurch angelagerter Staub abgeworfen wird.
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Zum Entleeren des Staubsammelraums 40 kann das gesamte Filterelement 16, also der äu-ßere und der innere Filterkörper 30, 38, am Einbauort oder auch der innere Filterkörper 38 aus dem äußeren Filterkörper 30 entnommen werden. Der innere Filterkörper 38 wird mittels einer nicht gezeigten Kupplung und einer davon aufgebrachten Zugkraft F im äußeren Filterkörper 30 fixiert (zur Verdeutlichung der Richtung, in der diese Zugkraft F wirkt, ist in der Darstellung in 4 unterhalb der Achse 44 ein vertikal nach unten weisender Pfeil eingezeichnet).
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Es versteht sich, dass unterschiedlichste Konfigurationen zur Anbringung und Verteilung der Abstreifer 46 in Betracht kommen. So können zum Beispiel an einer ersten Strebe 42 zwei (oder mehr) gleichmäßig auf die Längserstreckung der Strebe 42 verteilte Abstreifer 46 und an einer benachbarten Strebe 42 drei (oder mehr) ebenfalls gleichmäßig auf die Längserstreckung dieser Strebe 42 verteilte Abstreifer 46 vorgesehen sein, so dass sich die Abstreifer jeweils (bei einem vertikal eingebauten Filterelement 16) in unterschiedlichen Höhen befinden und entsprechend bei einer Drehung des inneren Filterkörpers 38 jeweils unterschiedliche Abschnitte der an den Abstreifern 46 vorbei rotierten Filterfalten 48 anregen. Die erwähnte beispielhafte Konfiguration zur Anordnung der Abstreifer 46 kann fortgesetzt werden, indem sich an einer nächstfolgenden Strebe 46 wieder zwei (oder mehr) Abstreifer 46 befinden und dann jeweils alternierend drei (oder mehr) und zwei (oder mehr) Abstreifer 46 an den nachfolgenden Streben 42 folgen. Die Abstreifer 46 können auch entlang der Umfangslinie des inneren Filterkörpers 38 so angeordnet sein, dass sie eine Schraubenlinie oder mehrere Schraubenlinien bilden.
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Aufgrund der stab- oder stiftförmigen Geometrie der vom äußeren Filterkörper 30 ausgehenden und radial oder zumindest im Wesentlichen radial nach innen weisenden Abstreifer 46 findet jeweils eine punktförmige, maximal eine linienförmige Anregung und eine damit einhergehende abrasive Belastung des Filtermediums 28 statt. Auch für den Fall, dass dieser eingeschränkte Kontakt zu einer Beschädigung des Filtermediums 28 führen sollte, ist dies tolerierbar, da maximal eine Verblockung des Filtermediums 28 resultiert, die sich nicht negativ auf die Filterklasse und damit auch nicht auf die Filtrationsleistung auswirkt. Ein dadurch etwa entstehender Druckverlust kann leicht durch eine entsprechende Reserve in der Filterfläche und eine geringfügig vergrößerte Filterfläche des Filtermediums 28 ausgeglichen werden.
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Abweichend zur der Darstellung in 5, bei der der Filterboden 36 das Filtermedium 28 und die Filterfalten 48 vollständig abdeckt, kommt auch eine Ausführung in Betracht, bei der das Filtermedium so verklebt ist, dass sich oben eine offene Faltung und unten eine geschlossene Faltung (Taschenplissierung) ergibt. Aufgrund der geschlossenen Faltung können sich im unteren Abschnitt des Filtermediums keine Staubnester durch herabfallenden Staub bilden. Der das Filtermedium nur teilweise überdeckende Filterboden gewährleistet, dass herabfallender Staub in den unterhalb des Filtermediums/Filterbodens befindlichen Staubsammelraum/-behälter fallen kann. Dies gilt auch, wenn das Filtermedium mit von außen angreifenden Abstreifern angeregt wird.
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Die Darstellung in 6 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus der Darstellung des Filterelements 16 im Längsschnitt gemäß 5 (in 5 mit „A“ bezeichnet). Gezeigt ist die deckelseitige Lagerung des inneren Filterkörpers 38 innerhalb des äußeren Filterkörpers 30. Der innere Filterkörper 38 wird mittels der durch die Kupplung aufgebrachten Zugkraft F gegen eine am äußeren Filterkörper 30 angeformte Dichtung 74 gezogen. Diese dichtet den inneren Filterkörper 38 linienförmig und umlaufend gegen den äußeren Filterkörper 30 ab.
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Die hier vorgeschlagene Anregung eines Filtermediums 28 durch als Reinigungsaktorik fungierende, außen angreifende Abstreifer 46 lässt sich auch auf die in Wäschetrocknern 50 üblichen Flusenfilter 72 übertragen. Dazu zeigt die Darstellung in 7 ein entsprechendes Flusenfilter 72. Auch das Flusenfilter 72 wird im Wesentlichen durch einen äußeren Filterkörper 30 und einen darin befindlichen inneren Filterkörper 38 gebildet. Bei dem Flusenfilter 72 fungiert ein Siebgehäuse als äußerer Filterkörper 30 und ein Siebkörper mit einem gefalteten oder plissierten Sieb oder einer gefalteten oder plissierten Gaze fungiert als innerer Filterkörper 38. Der innere Filterkörper 38 (Siebkörper) umfasst einen Filterdeckel 34 und einen Filterboden 36 sowie das gefaltete oder plissierte Sieb oder die gefaltete oder plissierte Gaze, das bzw. die in dem inneren Filterkörper 38 als Filtermedium 28 fungiert. Die Anströmung des Flusenfilters 72 erfolgt von innen nach außen, so dass die Prozessluft 58 von oben in den inneren Filterkörper 38 geleitet wird und seitlich nach außen in gefiltertem Zustand aus dem äu-ßeren Filterkörper 30 entweicht. Alle Richtungs- und Positionsangaben beziehen sich auf die betriebsgemäße Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Der innere Filterkörper (Siebkörper) 38 ist auch hier - wie zuvor anhand von 5 für die Situation bei einem Filterelement 16 für einen Staubsauger 10 beschrieben - im äußeren Filterkörper (Siebkörper) 38 drehbar gelagert. Eine weitere hier nicht näher dargestellte Ausführungsform sieht vor, dass der äußere Filterkörper 30 drehbar um den inneren Filterkörper 38 gelagert ist. Der äußere Filterkörper (Siebkörper) 38 ist mittels gleichmäßig beabstandeter paralleler Streben 42 (vergleiche auch die entsprechende Ausführung des Filterelements 16) käfigartig ausgeführt, wobei die Streben 42 als stabilisierende Elemente fungieren. Auch hier tragen die Streben 42 radial oder zumindest im Wesentlichen radial nach innen weisende Abstreifer 46 und hinsichtlich der Anordnung und Verteilung solcher Abstreifer 46 gilt das oben Gesagte hier entsprechend.
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Die Abstreifer 46 greifen in Filterfalten (Siebfalten) 48 des Filtermediums 28 ein. Bei einer Rotation des inneren Filterkörpers 38 im äußeren Filterkörper 30 kommt es zu einer Anregung der Filterfalten 48 durch die Abstreifer 46, so dass angelagerte Flusen 70 abgeworfen werden. Beschädigungen der Filterfalten 48 durch die Abstreifer 46 sind nicht zu erwarten, da Filtersiebe, wie sie hier als Filtermedien 28 fungieren, als sehr robust gelten.
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Unterhalb des inneren Filterkörpers (Siebkörpers) 38 befindet sich ein Flusensammelbehälter 76 zur Aufnahme der abgeworfenen Flusen 70. Dieser kann mittels einer translatorischen Bewegung unterhalb des inneren Filterkörpers 38 wie eine Schublade entnommen werden. Die Bewegungsrichtung ist dabei in 7 durch den auf Höhe des Flusensammelbehälter 76 nach rechts weisenden, horizontalen Pfeil gezeigt. Auf diese Weise ist eine leichte und unkomplizierte Entleerung des Flusensammelbehälters 76 möglich.
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Der innere Filterkörper (Siebkörper) 38 und der Flusensammelbehälter 76 sind zwar lösbar, aber dennoch kraftschlüssig miteinander verbunden, damit über die Achse 44 das vom Antriebsmotor (nicht gezeigt, nicht beziffert) erzeugte Drehmoment auf den inneren Filterkörper 38 oder den äußeren Filterkörper 30 übertragen werden kann.
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Das Flusenfilter 72 fungiert in einem Wäschetrockener 50 oder dergleichen als Filterelement 16. Die Beschreibung des Flusenfilters 72 konnte damit hier im Verhältnis zur vorangehenden Beschreibung des Filterelements 16 knapper ausfallen. Die Erläuterungen zu dem Filterelement 16 gelten jedoch sinngemäß ebenso für das Flusenfilter 72 und das Flusenfilter 72 ist entsprechend auch als Filterelement 16 aufzufassen.
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Einzelne im Vordergrund stehende Aspekte der hier vorgelegten Beschreibung lassen sich damit kurz wie folgt zusammenfassen: Angegeben werden ein Filterelement 16 und ein Haushaltsgerät, insbesondere ein Staubsauger 10 oder ein Wäschetrockner 50 mit einem solchen Filterelement 16, wobei das Filterelement 16 ein gefaltetes Filtermedium 28 mit einer Mehrzahl von Falten 48 in dem Filtermedium 28 aufgrund von dessen Faltung und eine Reinigungsaktorik 46 zum Reinigen des Filtermediums 28 aufweist und sich im Weiteren dadurch auszeichnet, dass das Filterelement 16 einen äußeren Filterkörper 30 und einen im äußeren Filterkörper 30 angeordneten inneren Filterköper 38 mit dem Filtermedium 28 aufweist, wobei die beiden Filterkörper 30, 38 relativ zueinander drehbar gelagert sind und dass der äußere Filterkörper 30 die Reinigungsaktorik, insbesondere eine Mehrzahl von Abstreifern 46 als Reinigungsaktorik, aufweist.
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Dadurch wird eine Reinigung des Filtermediums 28 von außen ermöglicht. Die Reinigungsaktorik befindet sich jetzt - im Vergleich zum Stand der Technik - auf der Rohgasseite, was dadurch ermöglicht wird, dass rohgasseitig keine beweglichen Einzelteile mehr notwendig sind.
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Der hier beschriebene Ansatz ist nicht auf Haushaltsgeräte, insbesondere Staubsauger 10 und Wäschetrockner 50, beschränkt und kann auch auf anderen Gebieten, bei denen Filterelemente mit einer dem Filterelement zugeordneten Reinigungsaktorik Verwendung finden, eingesetzt werden, zum Beispiel bei Industriestaubsaugern, gewerblichen Wäschetrocknern und gegebenenfalls auch in verfahrenstechnischen Anlagen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Staubsauger / Haushaltsstaubsauger
- 12
- Staubraum
- 14
- Abscheider
- 16
- Filterelement
- 18
- Saugluftstrom / Rohgas
- 20
- Staub
- 22
- Gebläse
- 24
- Saugschlauch
- 26
- Reingas
- 28
- Filtermedium
- 30
- äußerer Filterkörper
- 32
- Filtersieb
- 34
- Filterdeckel
- 36
- Filterboden
- 38
- innerer Filterkörper
- 40
- Staubsammelraum
- 42
- Streben (des äußeren Filterkörpers)
- 44
- Achse (des Abstreifers)
- 46
- Abstreifer
- 48
- Falten (des Filtermediums) / Filterfalte
- 50
- Wäschetrockner
- 52
- Trommel
- 54
- Beschickungsöffnung
- 56
- Gebläse
- 58
- Prozessluft
- 60
- Strömungskanal
- 62
- Strömungskanal
- 64
- Heizaggregat
- 66
- Wärmetauscher
- 68
- Kondensatsammelbehälter
- 70
- Flusen
- 72
- Flusenfilter
- 74
- Dichtung (zwischen äußerem und innerem Filterkörper)
- 76
- Flusensammelbehälter
