DE102014117085A1

DE102014117085A1 - Rückspülbarer Luftfilter

Info

Publication number: DE102014117085A1
Application number: DE102014117085.7A
Authority: DE
Inventors: Miron Sernecki
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2016-05-25
Also published as: CN105615774B; ITUB20155778A1; CN105615774A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen rückspülbaren Luftfilter (2), insbesondere für einen Staubsauger (1), mit einem einen Reinluftraum (4) von einem Staubluftraum (5) trennenden Filterelement (3), welches in einem Filterbetrieb von zu reinigender Luft aus Richtung des Staubluftraumes (5) in Richtung des Reinluftraumes (4) durchströmt wird und in einem Reinigungsbetrieb von Spülluft aus Richtung des Reinluftraumes (4) in Richtung des Staubluftraumes (5) durchströmt wird, und mit einem Reinigungselement (6) zur Rückspülung des Filterelementes (3), welches Reinigungselement (6) zumindest teilweise in einem von dem Filterelement (3) begrenzten Teilbereich des Reinluftraumes (4) angeordnet ist, wobei das Reinigungselement (6) ausgebildet ist, den an der dem Staubluftraum (5) zugewandten Seite des Filterelementes (3) angelagerten Staub zu lösen. Um einen rückspülbaren Luftfilter zu schaffen, welcher einen einfacheren Austausch des Filterelementes (3) und/oder Reinigungselementes (6) durch einen Nutzer ermöglicht, schlägt die Erfindung vor, dass das Filterelement (3) und das Reinigungselement (6) fest so miteinander verbunden sind, dass das Reinigungselement (6) nicht ohne Zerstörung und/oder Beschädigung des Filterelementes (3) und/oder des Reinigungselementes (6) aus dem von dem Filterelement (3) begrenzten Teilbereich des Reinluftraumes (4) entnehmbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen rückspülbaren Luftfilter, insbesondere einen rückspülbaren Luftfilter für einen Staubsauger, mit einem einen Reinluftraum von einem Staubluftraum trennenden Filterelement, welches in einem Filterbetrieb von zu reinigender Luft aus Richtung des Staubluftraumes in Richtung des Reinluftraumes durchströmt wird und in einem Reinigungsbetrieb von Spülluft aus Richtung des Reinluftraumes in Richtung des Staubluftraumes durchströmt wird, und mit einem Reinigungselement zur Rückspülung des Filterelementes, welches Reinigungselement zumindest teilweise in einem von dem Filterelement begrenzten Teilbereich des Reinluftraumes angeordnet ist, wobei das Reinigungselement ausgebildet ist, den an der dem Staubluftraum zugewandten Seite des Filterelementes angelagerten Staub zu lösen.
Rückspülbare Luftfilter der vorgenannten Art sind im Stand der Technik bekannt. Diese werden üblicherweise verwendet, um mit Staub und/oder Schmutz belastete Luft zu reinigen. Im Zusammenhang mit Staubsaugern werden diese verwendet, um das Gebläse des Staubsaugers vor einer Belegung mit aufgesaugtem Staub/Schmutz zu schützen. Durch den Saugbetrieb des Staubsaugers kommt es regelmäßig zu einer fortschreitenden Belegung des Filtermaterials mit Staub, so dass in Abhängigkeit von der Betriebsdauer ein Rückspülen des Luftfilters erforderlich ist.
Die Druckschrift DE 195 17 197 A1 beschreibt beispielsweise einen rückspülbaren Luftfilter für einen Staubsauger, welcher ein Filterelement und ein Reinigungselement zur Rückspülung des Filterelementes aufweist. Das Reinigungselement weist einen in das Filterelement hineinragenden Teilbereich auf, welcher innerhalb des Filterelementes rotiert und dieses von innen mit Spülluft beaufschlagt, so dass von außen an dem Filterelement angelagerter Staub gelöst werden kann.
Das Filterelement und das Reinigungselement sind zwei separat ausgebildete Elemente, welche zur Ausübung der Funktion des rückspülbaren Luftfilters miteinander Wechselwirken, insbesondere räumlich ineinandergreifen. Zum Austausch eines der Elemente, beispielsweise des Filterelementes, ist es notwendig, gleichzeitig auch das andere Element, beispielsweise das Reinigungselement, aus dem Gerätegehäuse, d. h. beispielsweise dem Staubsaugergehäuse, zu entnehmen. Sodann können Filterelement und Reinigungselement getrennt werden, das Filterelement getauscht und mit dem Reinigungselement in Eingriff gebracht werden und anschließend beide Elemente in Kombination wieder in das Gerätegehäuse eingebaut werden. Ein Austausch des Filterelementes ist somit entsprechend aufwendig.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen rückspülbaren Luftfilter, insbesondere für einen Staubsauger, zu schaffen, welcher einen einfacheren Austausch des Filterelementes und/oder Reinigungselementes durch einen Nutzer ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass das Filterelement und das Reinigungselement fest so miteinander verbunden sind, dass das Reinigungselement nicht ohne Zerstörung und/oder Beschädigung des Filterelementes und/oder des Reinigungselementes aus dem von dem Filterelement begrenzten Teilbereich des Reinluftraumes entnehmbar ist. Erfindungsgemäß ergibt sich somit eine nur durch Zerstörung lösbare Einheit von Filterelement und Reinigungselement, welche bei einem gewünschten Austausch des Filterelementes nur insgesamt wechselbar ist. Ein komplizierter Austausch des Filterelementes durch Trennung des Filterelementes von dem Reinigungselement ist nicht mehr erforderlich. Somit eignet sich der erfindungsgemäße rückspülbare Luftfilter insbesondere für Haushaltsgeräte wie Staubsauger, welche nicht immer durch technisches Fachpersonal gereinigt oder gewartet werden. Für einen Wechsel des Filterelementes trennt der Nutzer den Luftfilter insgesamt von einer vorgesehenen Trennstelle an dem Gerätegehäuse, so dass der Luftfilter als Einheit, inklusive Filterelement und Reinigungselement, aus dem Gerät entnommen werden kann. Zusätzlich zu der einfacheren Austauschbarkeit ergibt sich zudem der Vorteil, dass die Lebensdauer des Reinigungselementes der Lebensdauer des Filterelementes angeglichen werden kann, so dass der Austausch des rückspülbaren Luftfilters nur dann erforderlich ist, wenn auch das Reinigungselement ausgetauscht werden muss, und umgekehrt. Gegebenenfalls ergibt sich dadurch eine kostengünstigere Herstellung des Reinigungselementes und/oder des Filterelementes.
In der erfindungsgemäßen Einheit ist das Reinigungselement zumindest teilweise in einem von dem Filterelement begrenzten Teilbereich des Reinluftraumes angeordnet. Insbesondere eignet sich dabei eine Ausbildung, bei welcher das Filterelement das Reinigungselement zumindest teilweise nach der Art eines Gehäuses umschließt. Dabei kann das Reinigungselement entweder vollständig in den durch das Filterelement begrenzten Raumbereich aufgenommen sein oder teilweise aus dem Raumbereich herausragen, wobei für die Erfindung in jedem Fall wesentlich ist, dass das Filterelement und das Reinigungselement nicht ohne Zerstörung und/oder Beschädigung eines der Elemente voneinander trennbar sind. Beispielsweise kann der von dem Filterelement begrenzte Raumbereich eine Öffnung aufweisen, welche einen geringeren Öffnungsquerschnitt aufweist als zur Entnahme des Reinigungselementes aus dem Filterelement notwendig ist. Insofern kann das Reinigungselement zwar relativ zu dem Filterelement bewegbar sein, jedoch nicht von diesem getrennt werden. Alternativ kann das Filterelement auch mit einer den Reinluftraum begrenzenden Gehäusewandung des Gerätegehäuses so zusammenwirken, dass das Reinigungselement nicht aus dem zumindest teilweise von dem Filterelement begrenzten Teilbereich des Reinluftraumes entnehmbar ist. Insbesondere können das Filterelement und die Gehäusewandung einen Innenraum mit einer Öffnung aufweisen, welche zu klein ist, um das Reinigungselement aus dem Innenraum zu entnehmen.
Es wird vorgeschlagen, dass das Filterelement im Wesentlichen als ein Zylinder oder Kegel ausgebildet ist. Ein solcher Zylinder oder Kegel kann insbesondere in Umfangsrichtung ein Filtermaterial und an zumindest einer Stirnseite ein Abdeckelement aufweisen, welches mittels mindestens eines Verbindungselementes mit dem Filtermaterial verbunden ist. Das Verbindungselement kann insbesondere ein Klebeelement sein. Bei einer Ausgestaltung ist der von dem Filterelement begrenzte Raumbereich des Reinluftraumes ein Zylinder/Kegel, dessen Umfangsfläche vorteilhaft vollständig mit einem Filtermaterial ausgebildet ist, und dessen eine oder beide Stirnseiten so verschlossen sind, dass das Reinigungselement darin untrennbar aufgenommen ist. Der Zylinder/Kegel, insbesondere die die Stirnseiten verschließenden Abdeckelemente, sind so ausgebildet, dass das Reinigungselement nicht ohne Zerstörung/Beschädigung aus dem Innenraum des Zylinders/Kegels entfernt werden kann, beispielsweise weil ein Abdeckelement auf die Stirnseite des Zylinders/Kegels geklebt ist, welches zwar eine Öffnung zum Durchtritt eines Teilbereiches des Reinigungselementes zur Verfügung stellt, diese jedoch einen Öffnungsquerschnitt aufweist, welcher geringer ist als ein zur Entnahme des Reinigungselementes notwendiger Öffnungsquerschnitt. Das Abdeckelement kann dabei als Abdeckplatte ausgebildet sein, welche die Stirnseite des Zylinders/Kegels formkorrespondierend verschließt. Es ist ebenso möglich, dass das Abdeckelement einen Teilbereich der Umfangsfläche abdeckt. Dabei ist es auch möglich, dass das Filtermaterial vollständig oder zumindest teilweise von dem Abdeckelement gehalten wird. Das Abdeckelement und das Filtermaterial können mittels eines oder mehrerer Verbindungselemente miteinander verbunden sein. Für die Verbindung kommen unterschiedliche Verbindungselemente in Betracht, welche geeignet sind, eine nicht zerstörungsfreie Verbindung zwischen Abdeckelement und Filtermaterial herbeizuführen. Beispielsweise kann es sich bei den Verbindungselementen um Klebeelemente, Niete oder ähnliches handeln. Dabei können die Verbindungselemente entweder gleichmäßig oder unregelmäßig zwischen dem Filtermaterial und dem Abdeckelement angeordnet sein. Insbesondere kann das Filtermaterial nur punktuell, über einzelne lokale Stellen, mit dem Abdeckelement verbunden sein.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass das Reinigungselement im Wesentlichen als ein Zylinder oder Kegel ausgebildet ist. Der Zylinder oder Kegel kann insbesondere an einer Stirnseite eine Spüllufteintrittsöffnung und auf der Umfangsfläche mindestens eine Spülluftaustrittsöffnung aufweisen. In Kombination mit einer ebenfalls zylindrischen oder kegelförmigen Ausbildung des Filterelementes lässt sich eine koaxiale Anordnung des Reinigungselementes innerhalb des Filterelementes erreichen. Dabei kann das Reinigungselement einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper mit davon abstehenden flügelartigen Düsenfortsätzen aufweisen, wobei sich die Düsenfortsätze in axialer Richtung des Reinigungselementes so verjüngen, dass das Reinigungselement – in axialer Richtung geschnitten – einen Kegelquerschnitt aufweist. Die Endbereiche der Düsenfortsätze bilden eine oder mehrere Spülluftaustrittsöffnungen. Alternativ dazu kann der Grundkörper selbst kegelförmig ausgebildet sein, so dass sich ebenfalls ein kegelförmiger Querschnitt des Reinigungselementes mit den Düsenfortsätzen ergibt. Im Falle des Rückspülens des rückspülbaren Luftfilters strömt die Spülluft durch die an der Stirnseite des Reinigungselementes angeordnete Spüllufteintrittsöffnung, durchsetzt das Reinigungselement und verlässt dieses schließlich durch die auf der Umfangsfläche angeordnete Spülluftaustrittsöffnung. Die auf der Stirnseite des Reinigungselementes angeordnete Spüllufteintrittsöffnung korrespondiert dabei vorteilhaft mit einer in einem Abdeckelement des Filterelementes angeordneten Öffnung, so dass die Spülluft durch das Abdeckelement in das Reinigungselement gelangen kann. Das Filtermaterial des Filterelementes ist luftdurchlässig ausgebildet, so dass die Spülluft, welche durch die Spülluftaustrittsöffnung aus dem Reinigungselement austritt, das Filtermaterial durchsetzt und dabei die Reinigung des Filtermaterials bewirkt. Beispielsweise kann das Filtermaterial ein Mikrofaservlies oder ähnliches luftdurchlässiges Material sein.
Vorteilhaft weist die Spüllufteintrittsöffnung des Reinigungselementes einen Strömungsquerschnitt auf, welcher größer ist als der Strömungsquerschnitt der Spülluftaustrittsöffnung oder die Summe der Strömungsquerschnitte der Spülluftaustrittsöffnungen. Durch diese Ausgestaltung wird in dem Reinigungselement eine Düsenwirkung erzielt, so dass die durch das Reinigungselement strömende Spülluft in eine Richtung von der Spüllufteintrittsöffnung zu der oder den Spülluftaustrittsöffnungen beschleunigt wird. Dies ist auf die Verminderung des Strömungsquerschnitts zurückzuführen, welche dadurch erreicht ist, dass der Strömungsquerschnitt der Spüllufteintrittsöffnung größer ist als der Strömungsquerschnitt der einzigen an dem Reinigungselement angeordneten Spülluftaustrittsöffnung oder – im Falle mehrerer Spülluftaustrittsöffnungen – der Summe aller Strömungsquerschnitte der Spülluftaustrittsöffnungen.
Vorteilhaft weist das Reinigungselement eine rotierbar gelagerte Rotationsluftdüse auf, deren mindestens eine Spülluftaustrittsöffnung eine Luftaustrittsrichtung vorgibt, welche zu der radialen Richtung der Rotationsluftdüse einen Winkel ungleich 0° aufweist, so dass die Rotationsluftdüse durch Luftbeaufschlagung in Rotation versetzbar ist. Gemäß dieser Ausgestaltung ist das Reinigungselement beispielsweise im Wesentlichen zylinderförmig oder kegelförmig ausgebildet und weist Spülluftaustrittsöffnungen auf, deren Flächennormalen nicht radial von der Zylinderachse/Kegelachse wegweisen, sondern vielmehr einen Winkel zu dieser radialen Richtung aufweisen. Dadurch bewirkt die aus der oder den Spülluftaustrittsöffnungen austretende Spülluft ein Drehmoment, welches die rotierbar gelagerte Rotationsluftdüse in Rotation versetzt. Somit rotiert das Reinigungselement vorteilhaft innerhalb des Filterelementes, wobei die Innenwandung des Filterelementes über den gesamten Umfang gereinigt wird. Durch diese Ausgestaltung kann die Reinigung den gesamten Umfang der Innenwandung abdecken, selbst wenn die Rotationsluftdüse nicht über ihren gesamten Umfang Spülluftaustrittsöffnungen aufweist. Vorteilhaft sind die Spülluftaustrittsöffnungen in axialer Richtung des Reinigungselementes schlitzförmig ausgebildet, so dass diese die Innenwandung des Filterelementes in axialer Richtung vollständig abdecken.
Die Erfindung ist des Weiteren auf einen rückspülbaren Luftfilter gerichtet, insbesondere einen Luftfilter der vorgenannten Art, welcher ein einen Reinluftraum von einem Staubluftraum trennendes Filterelement aufweist, welches in einem Filterbetrieb von zu reinigender Luft aus Richtung des Staubluftraumes in Richtung des Reinluftraumes durchströmt wird und in einem Reinigungsbetrieb von Spülluft aus Richtung des Reinluftraumes in Richtung des Staubluftraumes durchströmt wird, wobei dem Reinluftraum ein zumindest teilweise innerhalb eines von dem Filterelement begrenzten Teilbereiches des Reinluftraumes angeordnetes Reinigungselement zur Rückspülung des Filterelementes zugeordnet ist, wobei das Reinigungselement ausgebildet ist, den an der dem Staubluftraum zugewandten Seite des Filterelementes angelagerten Staub zu lösen, wobei das Reinigungselement im Reinigungsbetrieb in Vibration versetzbar ist. Insbesondere kann das Reinigungselement um eine Rotationsachse rotierbar in dem Reinluftraum gelagert sein, wobei das Reinigungselement bezüglich der Rotationsachse eine Unwucht aufweist. Durch diese Ausgestaltung kann zusätzlich zu der Durchströmung des Filterelementes mittels Spülluft ein zusätzlicher Reinigungseffekt dadurch erzielt werden, dass die an dem Reinigungselement ausgebildete Unwucht zu Vibrationen während des Rückspülvorgangs führt. Die durch die Unwucht des Reinigungselementes hervorgerufenen Vibrationen übertragen sich durch die Luftströmung und/oder durch Kontakt des Reinigungselementes mit dem Filterelement auf das Filtermaterial, so dass dieses erschüttert wird und ein Teil des auf der Außenwandung des Filterelementes angelagerten Staubes gelöst wird. So wird insgesamt eine gesteigerte Reinigungsleistung durch das Reinigungselement erzielt.
Es wird vorgeschlagen, dass die Unwucht des Reinigungselementes durch eine Änderung dessen Form in Rotationsrichtung bedingt ist. Insbesondere kann die Formänderung eine Änderung eines Strömungsquerschnitts von in Rotationsrichtung hintereinander auf dem Reinigungselement angeordneten Spülluftaustrittsöffnungen sein. Wesentlich ist dabei, dass die Rotationsachse des Reinigungselementes nicht der Hauptträgheitsachse entspricht. Diese Eigenschaft lässt sich mit einer Vielzahl von Maßnahmen erreichen, die die Position der Hauptträgheitsachse verschieben. Neben der Formänderung durch eine besondere Anordnung der Spülluftaustrittsöffnungen an dem Reinigungselement sind ebenfalls auch andere Maßnahmen denkbar, die die Massenverteilung innerhalb des Materials des Reinigungselementes so verändern, dass beispielsweise eine Umfangshälfte des Reinigungselementes eine Masse aufweist, die von der Masse der zweiten Umfangshälfte abweicht. Dies lässt sich durch eine Wahl unterschiedlicher Materialien, eine abweichende Materialstärke oder ähnliches erreichen.
Des Weiteren wird mit der Erfindung ein rückspülbarer Luftfilter, insbesondere ein Luftfilter, der zuvor dargestellten Art, vorgeschlagen, welcher ein einen Reinluftraum von einem Staubluftraum trennendes Filterelement aufweist, das in einem Filterbetrieb von zu reinigender Luft aus Richtung des Staubluftraumes in Richtung des Reinluftraumes durchströmt wird und in einem Reinigungsbetrieb von Spülluft aus Richtung des Reinluftraumes in Richtung des Staubluftraumes durchströmt wird, wobei dem Reinluftraum ein zumindest teilweise innerhalb eines von dem Filterelement begrenzten Teilbereiches des Reinluftraumes angeordnetes Reinigungselement zur Rückspülung des Filterelementes zugeordnet ist, wobei das Reinigungselement ausgebildet ist, den an der dem Staubluftraum zugewandten Seite des Filterelementes angelagerten Staub zu lösen, wobei das Reinigungselement um eine Rotationsachse rotierbar in dem Reinluftraum gelagert ist und auf einer dem Filterelement zugewandten Seite ein oder mehrere Einwirkelemente aufweist, welches so ausgebildet und angeordnet sind, dass diese bei einer Rotation des Reinigungselementes an einer Innenfläche des Filterelementes entlangstreichen, insbesondere aufgrund der bei der Rotation des Reinigungselementes auftretenden Zentrifugalkräfte in Kontakt mit dem Filterelement gelangen. Gemäß dieser Ausführungsform ist das Reinigungselement so gestaltet, dass die Einwirkelemente bei der Rotation des Reinigungselementes relativ zu dem Filtermaterial als Abstreifer wirken, die lokale Erschütterungen des Filtermaterials hervorrufen, so dass das Filtermaterial vibriert und auf der den Einwirkelementen entgegengesetzten Seite des Filterelementes anhaftender Staub gelöst wird. In Kombination mit der Reinigungswirkung der durch das Filterelement strömenden Spülluft wird die Reinigungsleistung gesteigert. Die Einwirkelemente können dabei als Borsten, Härchen, Filamente, Rippen, Stempel oder ähnliches ausgestaltet sein. Diese Einwirkelemente können entweder starr ausgebildet sein oder flexibel, so dass diese im letztgenannten Fall aufgrund der bei der Rotation des Reinigungselementes auftretenden Zentrifugalkräfte entgegen der Gewichtskraft angehoben werden und erst dann in Kontakt mit der Innenfläche des Filterelementes gelangen. Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Außenseite des Reinigungselementes nach der Art einer Autowaschanlagen-Walze ausgebildet sein, welche der Fliehkraft folgende textile Abstreifelemente aufweist.
Neben den zuvor dargestellten rückspülbaren Luftfiltern wird mit der Erfindung ebenfalls ein Staubsauger vorgeschlagen, welcher einen erfindungsgemäßen rückspülbaren Luftfilter aufweist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1: einen in ein Gerätegehäuse eingesetzten rückspülbaren Luftfilter,
2: den rückspülbaren Luftfilter gemäß 1 von oben,
3: den rückspülbaren Luftfilter in einem aus dem Gerätegehäuse entfernten Zustand,
4: ein Gerätegehäuse mit einem daran angeordneten Reinigungselement und einem davon getrennten Filterelement,
5: ein Reinigungselement gemäß einer ersten Ausführungsform,
6: ein Reinigungselement gemäß einer zweiten Ausführungsform,
7: ein Reinigungselement gemäß einer dritten Ausführungsform,
8: einen Querschnitt durch einen in ein Gerätegehäuse eingesetzten rückspülbaren Luftfilter während eines Filterbetriebs,
9: den rückspülbaren Luftfilter gemäß 8 während eines Reinigungsbetriebs.
1 zeigt einen Teilbereich eines Gerätegehäuses 11 eines Staubsaugers 1, in welchen ein rückspülbarer Luftfilter 2 eingesetzt ist. Der rückspülbare Luftfilter 2 weist ein Filterelement 3 und ein Reinigungselement 6 auf. Das Filterelement 3 ist hier – genau wie das Reinigungselement 6 – im Wesentlichen als ein Zylinder ausgebildet, wobei das Filterelement 3 in Umfangsrichtung ein Filtermaterial und an beiden Stirnseiten je ein Abdeckelement 12 aufweist. Das Reinigungselement 6 ist koaxial innerhalb des Filterelementes 3 angeordnet. Das Filterelement 3 trennt einen in dem Innenraum des Filterelementes 3 angeordneten Reinluftraum 4 von einem zwischen dem Filterelement 3 und dem Gerätegehäuse 11 angeordneten Staubluftraum 5.
Das Reinigungselement 6 weist an einer der Stirnseiten (in der 1 oben) eine Spüllufteintrittsöffnung 7 auf, durch welche Spülluft in das Reinigungselement 6 eintreten kann. Auf der Umfangsfläche des Reinigungselementes 6 sind Spülluftaustrittsöffnungen 8 (in 2 dargestellt) angeordnet, durch welche die Spülluft das Reinigungselement 6 wieder verlassen kann. Zwischen dem an der Umfangsfläche des zylindrischen Filterelementes 3 angeordneten Filtermaterial und den stirnseitigen Abdeckelementen 12 ist jeweils ein Verbindungselement 13 angeordnet. Das Verbindungselement 13 ist beispielhaft ein ringförmig ausgebildeter Klebebereich, welcher das Abdeckelement 12 an das Filterelement 3 anklebt. Der rückspülbare Luftfilter 2 ist in seiner Gesamtheit mittels des (oberen) Abdeckelementes 12 innerhalb des Gerätegehäuses 11 gehaltert. Beispielsweise kann sich das Abdeckelement 12 auf einem an dem Gerätegehäuse 11 ausgebildeten Vorsprung abstützen (in der Figur nicht dargestellt).
Das Reinigungselement 6 ist im Wesentlichen innerhalb des Filterelementes 3 angeordnet, wobei ein oberer Teilbereich, welcher die Spüllufteintrittsöffnung 7 trägt, durch das Abdeckelement 12 des Filterelementes 3 hindurchgreift und somit nach außen geführt ist. Das Reinigungselement 6 ist mittels einer Lagervorrichtung 9 rotierbar innerhalb des Filterelementes 3 gelagert. Diese Lagervorrichtung 9 ist hier beispielsweise als Dorn an der Bodenfläche des Reinigungselementes 6 ausgebildet.
Das Filtermaterial des Filterelementes 3 ist ein luftdurchlässiges Material, beispielsweise ein Synthetik-Vlies, an welchem der aus der Luft gefilterte Staub/Schmutz haften bleibt.
2 zeigt den rückspülbaren Luftfilter 2 in einer Draufsicht. Sowohl das Gerätegehäuse 11 als auch das Filterelement 3 und das Reinigungselement 6 sind konzentrisch angeordnet, wobei das ringförmig ausgebildete Abdeckelement 12 die Zentrierung des Luftfilters 2 innerhalb des Gerätegehäuses 11 sicherstellt, und die flanschartig begrenzte Spüllufteintrittsöffnung 7 des Reinigungselementes 6 für eine Zentrierung des Reinigungselementes 6 innerhalb des Filterelementes 3 sorgt. Ebenfalls wird die Zentrierung durch die an der Bodenseite des Reinigungselementes 6 angeordnete Lagervorrichtung 9 sowie die an dem Abdeckelement 12 angeordnete Lagervorrichtung 9 sichergestellt.
Das Reinigungselement 6 ist gemäß 2 als Rotationsluftdüse ausgebildet, welche hier zwei nach außen weisende Spülluftaustrittsöffnungen 8 aufweist, die so angeordnet und ausgebildet sind, dass die aus dem Reinigungselement 6 ausströmende Spülluft die Rotationsluftdüse in Rotation versetzt und somit eine Reinigung der Innenfläche des Filterelementes 3 über den gesamten Umfang bewirkt. In axialer Richtung des Luftfilters 2 (nicht dargestellt) sind die Spülluftaustrittsöffnungen 8 schlitzförmig ausgebildet, so dass diese die axiale Länge des Filterelementes 3 vollständig übergreifen. Die Spüllufteintrittsöffnung 7 des Reinigungselementes 6 greift durch das Abdeckelement 12 des Filterelementes 3 hindurch und kann beispielsweise an einen mit einem Gebläse versehenen Luftkanal eines Staubsaugers angeschlossen werden.
Die 3 und 4 zeigen unterschiedliche Ausführungsvarianten des rückspülbaren Luftfilters 2, die sich in Bezug auf die Trennbarkeit von Filterelement 3 und Reinigungselement 6 unterscheiden.
Gemäß 3 ist der rückspülbare Luftfilter 2 als eine untrennbare Einheit aus einem Reinigungselement 6 und einem Filterelement 3 ausgebildet. Wie in 1 dargestellt, ist das Filtermaterial des Filterelementes 3 mittels Verbindungselementen 13 fest mit den Abdeckelementen 12 verbunden, so dass das in dem Innenraum des Filterelementes 3 angeordnete Reinigungselement 6 nicht ohne Zerstörung des Luftfilters 2 entnommen werden kann. Sofern der Nutzer eine Entnahme des Luftfilters 2 aus dem Gerätegehäuse 11 wünscht, ist der Luftfilter 2 als nicht zerstörungsfrei trennbare Einheit aus Filterelement 3 und Reinigungselement 6 zu wechseln. Der in 4 dargestellte Luftfilter 2 weist dagegen ein Reinigungselement 6 und ein Filterelement 3 auf, welche zerstörungsfrei voneinander trennbar sind. Gemäß dieser Ausgestaltung kann das Reinigungselement 6 in das Filterelement 3 eingesteckt werden, wobei bei einem gewünschten Wechsel nur des Reinigungselementes 6 gleichzeitig auch das Filterelement 3 aus dem Gerätegehäuse 11 entfernt werden muss, um dem Nutzer den Zugriff auf das Reinigungselement 6 freizugeben.
Die 5 bis 7 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen des Reinigungselementes 6.
5 zeigt eine erste Ausführungsform, bei welcher das Reinigungselement 6 eine Spüllufteintrittsöffnung 7 und zwei schlitzförmige Spülluftaustrittsöffnungen 8 aufweist. Die Spülluftaustrittsöffnungen 8 sind an den Endbereichen flügelartiger Düsenfortsätze ausgebildet. Die beiden Spülluftaustrittsöffnungen 8 weisen zusammeneinen Strömungsquerschnitt auf, welcher geringer ist als der Strömungsquerschnitt der Spüllufteintrittsöffnung 7. Dadurch wird die, durch die Spüllufteintrittsöffnung 7 in das Reinigungselement 6 strömende Spülluft innerhalb des Reinigungselementes 6 beschleunigt und verlässt das Reinigungselement 6 durch die Spülluftaustrittsöffnungen 8 mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit. Die gezeigte schlitzförmig in axialer Richtung ausgebildete Spülluftaustrittsöffnung 8 ist nur ein Beispiel im Sinne der Erfindung. Alternativ ist es auch möglich, mehrere Spülluftaustrittsöffnungen 8 in axialer Richtung nebeneinander anzuordnen oder anstatt schlitzförmiger Spülluftaustrittsöffnungen 8 eine ovale, kreisrunde oder anders geformte Ausgestaltung vorzusehen.
Bei nicht rotierbaren Reinigungsdüsen, empfiehlt es sich, eine möglichst große Anzahl von Spülluftaustrittsöffnungen 8 auf der Umfangsfläche des Reinigungselementes 6 vorzusehen. Sofern es sich – wie hier – bei dem Reinigungselement 6 um eine rotierbare Düse (Rotationsluftdüse) handelt, ist eine flächendeckende Ausbildung von Spülluftaustrittsöffnungen 8 über den Umfang des Reinigungselementes 6 nicht notwendig. Es empfiehlt sich jedoch, zumindest eine Spülluftaustrittsöffnung 8 über die gesamte axiale Länge des Reinigungselementes 6 auszubilden, so dass die ausströmende Spülluft die gesamte Innenfläche des Filterelementes 3 anströmen kann. Die Spülluftaustrittsöffnung 8 weist zur Erzwingung einer Rotation des Reinigungselementes 6 eine Austrittsebene auf, deren Flächennormale nicht in radialer Richtung (ausgehend von der Rotationsachse des Reinigungselementes 6) steht. Vielmehr weist die Luftaustrittsrichtung zu der radialen Richtung der Rotationsluftdüse einen Winkel ungleich 0° auf, so dass das Reinigungselement 6 durch Luftbeaufschlagung in Rotation versetzt wird.
Die in 6 gezeigte Ausführungsform eines Reinigungselementes 6 beinhaltet eine Unwucht des Reinigungselementes 6 bezüglich seiner Rotationsachse. Die Unwucht ist dadurch erreicht, dass eine an der Umfangsfläche des Reinigungselementes 6 ausgebildete Spülluftaustrittsöffnung 8 einen von den anderen Spülluftaustrittsöffnungen 8 unterschiedlichen Strömungsquerschnitt aufweist. Die in der Figur vorne dargestellte Spülluftaustrittsöffnung 8 weist eine wesentlich größere Fläche auf als die in der Figur auf der Rückseite des Reinigungselementes 6 dargestellte Spülluftaustrittsöffnung 8 (sowie auch die beiden weiteren Spülluftaustrittsöffnungen 8). Durch diese Ausbildung ergeben sich unterschiedliche Massen der beiden Umfangshälften des Reinigungselementes 6, wobei die erste, vordere Hälfte des Reinigungselementes eine geringere Masse aufweist als die zweite, hintere Hälfte des Reinigungselementes 6. Da die Hauptträgheitsachse des Reinigungselementes 6 bei dieser Ausgestaltung nicht mehr identisch mit der Rotationsachse des Reinigungselementes 6 ist, vibriert das Reinigungselement 6 bei einer Rotation um seine Rotationsachse. Da das Reinigungselement 6 innerhalb des Luftfilters 2 an dem Filterelement 3 gelagert ist, übertragen sich die Schwingungen des Reinigungselementes 6 auch auf das Filterelement 3, an dessen zu dem Staubluftraum 5 gewandten Außenseite Staub abgelagert ist. Durch die Schwingungen kann zumindest ein Teil der angelagerten Staubmenge von dem Filtermaterial entfernt werden. In Verbindung mit der Durchströmung des Filtermaterials mit Spülluft wird eine optimale Reinigungswirkung erzielt.
Das in 7 dargestellte Reinigungselement 6 weist auf seiner äußeren Umfangsfläche Einwirkelemente 10 auf. Die Einwirkelemente 10 sind gemäß der dargestellten Ausführungsform als Borstenelemente ausgebildet, welche radial von dem Reinigungselement 6 abstehen. Alternativ können die Einwirkelemente 10 auch Härchen, Textilstreifen, Nocken oder ähnliches sein. Die Einwirkelemente 10 sind so an dem Reinigungselement 6 angeordnet, dass diese in Verbindung mit dem Filterelement 3 des Luftfilters 2 in Kontakt mit der Innenfläche des Filterelementes 3, nämlich dem Filtermaterial, gelangen. Bei einer Rotation des Reinigungselementes 6 innerhalb des Filterelementes 3 streifen die Einwirkelemente 10 auf der Innenfläche des Filterelementes 3 entlang, so dass das Filtermaterial zumindest teilweise in Schwingung gerät und abgelagerten Staub freigibt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Einwirkelemente 10 als Textilstreifen ausgebildet sein, welche durch die Rotation des Reinigungselementes 6, d. h. der Zentrifugalkraft, horizontal ausgerichtet werden und erst dann in Eingriff mit dem Filterelement 3 gelangen.
Die 8 und 9 zeigen schließlich eine Prinzip-Skizze des erfindungsgemäßen Luftfilters 2 während eines Filterbetriebs (8) und während eines Reinigungsbetriebs (9).
Wie in 8 dargestellt strömt mit Staub beaufschlagte Luft in das Gerätegehäuse 11 (in der Figur links). Das Gerätegehäuse 11 ist beispielsweise ein Teilbereich eines Staubsaugergehäuses, bei welchem mit Staub beaufschlagte Luft von einer in Kontakt mit einem Boden stehenden Saugdüse zu einem Sauggebläse strömt. Die mit Staub beaufschlagte Luft gelangt innerhalb des Gerätegehäuses 11 in einen Staubluftraum 5 und durchsetzt anschließend das Filterelement 3 des in das Gerätegehäuse 11 eingesetzten Luftfilters 2. Das Filterelement 3 ist als Zylinder ausgebildet, wobei die mit Staub beaufschlagte Luft über die gesamte Umfangsfläche des Zylinders durch das Filtermaterial strömt. Bei der Durchströmung wird die Staubluft gereinigt, wobei in der Staubluft enthaltener Staub oder Schmutz auf der in den Staubluftraum 5 weisenden Seite des Filterelementes 3 abgelagert wird. Die in den Innenraum des Filterelementes 3 gelangende Luft ist somit von Staub/Schmutz gereinigt. Innerhalb des Filterelementes 3 ist somit ein Reinluftraum 4 ausgebildet, welcher eine Strömungsverbindung zu beispielsweise einem Gebläse des Gerätes (Staubsaugers) aufweist.
Während des in 9 dargestellten Reinigungsbetriebs des Luftfilters 2 strömt Luft (Umgebungsluft des Gerätes) in zu dem zuvor dargestellten Filterbetrieb entgegengesetzter Richtung durch das Filterelement 3. Dabei gelangt die Luft durch die Spüllufteintrittsöffnung 7 in den Innenraum des Reinigungselementes 6 (in der Figur von rechts). Das Reinigungselement 6 ist vorteilhaft als Rotationsluftdüse ausgebildet, deren Spülluftaustrittsöffnungen 8 in eine von der radialen Richtung abweichende Luftaustrittsrichtung weisen. Dadurch gelangt die Rotationsluftdüse in Rotation, so dass die Innenfläche des Filterelementes 3 über den gesamten Umfang mit Spülluft angeströmt wird. Die Spülluft durchsetzt das Filtermaterial des Filterelementes 3 in radialer Richtung von innen nach außen, wobei auf der Außenwandung des Filterelementes 3 abgelagerter Staub weggespült wird und über den Staubluftraum 5 und eine in dem Gerätegehäuse 11 ausgebildete Öffnung beispielsweise in ein Staubbehältnis gelangt. Vorteilhaft kann das Reinigungselement 6 zusätzlich eine Unwucht aufweisen, so dass das Reinigungselement 6 bei seiner Rotation vibriert und sich die dadurch erzeugten Schwingungen auf das staubbeladene Filterelement 3 übertragen. Durch die Schwingungen wird zumindest ein Anteil des Staubes von der Außenseite des Filterelementes 3 gelöst, so dass die Filterwirkung insgesamt erhöht wird.
Bezugszeichenliste

1: Staubsauger
2: Luftfilter
3: Filterelement
4: Reinluftraum
5: Staubluftraum
6: Reinigungselement
7: Spüllufteintrittsöffnung
8: Spülluftaustrittsöffnung
9: Lagervorrichtung
10: Einwirkelement
11: Gerätegehäuse
12: Abdeckelement
13: Verbindungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19517197 A1 [0003]

Claims

Rückspülbarer Luftfilter (2), insbesondere für einen Staubsauger (1), mit einem einen Reinluftraum (4) von einem Staubluftraum (5) trennenden Filterelement (3), welches in einem Filterbetrieb von zu reinigender Luft aus Richtung des Staubluftraumes (5) in Richtung des Reinluftraumes (4) durchströmt wird und in einem Reinigungsbetrieb von Spülluft aus Richtung des Reinluftraumes (4) in Richtung des Staubluftraumes (5) durchströmt wird, und mit einem Reinigungselement (6) zur Rückspülung des Filterelementes (3), welches Reinigungselement (6) zumindest teilweise in einem von dem Filterelement (3) begrenzten Teilbereich des Reinluftraumes (4) angeordnet ist, wobei das Reinigungselement (6) ausgebildet ist, den an der dem Staubluftraum (5) zugewandten Seite des Filterelementes (3) angelagerten Staub zu lösen, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (3) und das Reinigungselement (6) fest so miteinander verbunden sind, dass das Reinigungselement (6) nicht ohne Zerstörung und/oder Beschädigung des Filterelementes (3) und/oder des Reinigungselementes (6) aus dem von dem Filterelement (3) begrenzten Teilbereich des Reinluftraumes (4) entnehmbar ist.
Rückspülbarer Luftfilter (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (3) im Wesentlichen als ein Zylinder oder Kegel ausgebildet ist, insbesondere als ein Zylinder oder Kegel, welcher in Umfangsrichtung ein Filtermaterial und an zumindest einer Stirnseite ein Abdeckelement (12) aufweist, welches mittels mindestens eines Verbindungselementes (13), insbesondere eines Klebeelementes, mit dem Filtermaterial verbunden ist.
Rückspülbarer Luftfilter (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (6) im Wesentlichen als ein Zylinder oder Kegel ausgebildet ist, insbesondere als ein Zylinder oder Kegel, welcher an einer Stirnseite eine Spüllufteintrittsöffnung (7) aufweist und auf der Umfangsfläche mindestens eine Spülluftaustrittsöffnung (8) aufweist.
Rückspülbarer Luftfilter (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spüllufteintrittsöffnung (7) einen Strömungsquerschnitt aufweist, welcher größer ist als der Strömungsquerschnitt der Spülluftaustrittsöffnung (8) oder die Summe der Strömungsquerschnitte der Spülluftaustrittsöffnungen (8).
Rückspülbarer Luftfilter (2) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (6) eine rotierbar gelagerte Rotationsluftdüse aufweist, deren mindestens eine Spülluftaustrittsöffnung (8) eine Luftaustrittsrichtung vorgibt, welche zu der radialen Richtung der Rotationsluftdüse einen Winkel ungleich 0° aufweist, so dass die Rotationsluftdüse durch Luftbeaufschlagung in Rotation versetzbar ist.
Rückspülbarer Luftfilter (2), insbesondere Luftfilter (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem einen Reinluftraum (4) von einem Staubluftraum (5) trennenden Filterelement (3), welches in einem Filterbetrieb von zu reinigender Luft aus Richtung des Staubluftraumes (5) in Richtung des Reinluftraumes (4) durchströmt wird und in einem Reinigungsbetrieb von Spülluft aus Richtung des Reinluftraumes (4) in Richtung des Staubluftraumes (5) durchströmt wird, wobei dem Reinluftraum (4) ein zumindest teilweise innerhalb eines von dem Filterelement (3) begrenzten Teilbereiches des Reinluftraumes (4) angeordnetes Reinigungselement (6) zur Rückspülung des Filterelementes (3) zugeordnet ist, wobei das Reinigungselement (6) ausgebildet ist, den an der dem Staubluftraum (5) zugewandten Seite des Filterelementes (3) angelagerten Staub zu lösen, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (6) im Reinigungsbetrieb in Vibration versetzbar ist, insbesondere um eine Rotationsachse rotierbar in dem Reinluftraum (4) gelagert ist, wobei das Reinigungselement (6) bezüglich der Rotationsachse eine Unwucht aufweist.
Rückspülbarer Luftfilter (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Unwucht durch eine Formänderung des Reinigungselementes (6) in Rotationsrichtung, insbesondere durch eine Änderung eines Strömungsquerschnitts von in Rotationsrichtung hintereinander auf dem Reinigungselement (6) angeordneten Spülluftaustrittsöffnungen (8), bedingt ist.
Rückspülbarer Luftfilter (2), insbesondere Luftfilter (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem einen Reinluftraum (4) von einem Staubluftraum (5) trennenden Filterelement (3), welches in einem Filterbetrieb von zu reinigender Luft aus Richtung des Staubluftraumes (5) in Richtung des Reinluftraumes (4) durchströmt wird und in einem Reinigungsbetrieb von Spülluft aus Richtung des Reinluftraumes (4) in Richtung des Staubluftraumes (5) durchströmt wird, wobei dem Reinluftraum (4) ein zumindest teilweise innerhalb eines von dem Filterelement (3) begrenzten Teilbereiches des Reinluftraumes (4) angeordnetes Reinigungselement (6) zur Rückspülung des Filterelementes (3) zugeordnet ist, wobei das Reinigungselement (6) ausgebildet ist, den an der dem Staubluftraum (5) zugewandten Seite des Filterelementes (3) angelagerten Staub zu lösen, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungselement (6) um eine Rotationsachse rotierbar in dem Reinluftraum (4) gelagert ist und auf einer dem Filterelement (3) zugewandten Seite ein oder mehrere Einwirkelemente (10) aufweist, welche so ausgebildet und angeordnet sind, dass diese bei einer Rotation des Reinigungselementes (6) an einer Innenfläche des Filterelementes (3) entlang streichen, insbesondere aufgrund der bei der Rotation des Reinigungselementes (6) auftretenden Zentrifugalkräfte in Kontakt mit dem Filterelement (3) gelangen.
Staubsauger (1) mit einem rückspülbaren Luftfilter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.