DE10203460A1 - In einen Staubsauger einsetzbare Filtereinrichtung - Google Patents
In einen Staubsauger einsetzbare FiltereinrichtungInfo
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Abstract
Eine in einen Staubsauger einsetzbare Filtereinrichtung umfasst einen aus mindestens zwei luftdurchlässigen schweißfähigen Materiallagen (11, 12) gefertigten Filterbeutel (10a), der an einer mit einer Einströmöffnung (10d) versehenen Halteplatte (10b) festgelegt ist. Die beiden Materiallagen (11, 12) des Filterbeutels (10a) sind durch ein oder mehrere Schweißnähte (13) miteinander verbunden, wobei wenigstens eine Materiallage des Filterbeutels zur Bildung eines Dichtringes gegenüber dem die Einströmöffnung (10d) der Halteplatte (10b) begrenzenden Rand nach innen vorsteht. Dadurch ist eine wesentliche Vereinfachung bei der Herstellung des Filterbeutels (10a) gegeben, da die separate Herstellung oder Montage des Dichtringes und das Anbringen an der Halteplatte entfallen.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine in einen Staubsauger einsetzbare Filtereinrich
tung, mit einem aus mindestens zwei luftdurchlässigen Materiallagen gefertigten
Filterbeutel, der an einer mit einer Einströmöffnung versehenen Halteplatte festge
legt ist.
Bei den bislang bekannten und verwendeten Filtereinrichtungen sind die Filterbeu
tel meist aus einem Filterpapier gefertigt, wobei es notwendig ist, diese mittels einer
entsprechend ausgelegten Konfektionierungsmaschine herzustellen. Die Halteplatte
eines solchen Filterbeutels wird vor dem Verkleben mit dem Filterbeutel separat aus
Karton gefertigt. Je nach Ausführung kann sie außerdem noch mit einer Verschluß
platte ausgerüstet sein, um vor der Herausnahme der gefüllten Filtereinrichtung aus
dem Staubsauger die Einströmöffnung zu verschließen. Die Einströmöffnung wird
bei den vorbekannten Filterbeuteln von einem Gummiring umgeben, der aufgrund
seiner Elastizität sich an einen Stutzen eines Staubsaugers anlegen kann. Diese Art
der Abdichtung ist jedoch relativ aufwendig herzustellen.
Diese Ausführungen haben sich ansonsten bewährt, wobei die Reißfestigkeit eines
Filterpapieres jedoch begrenzt ist, so dass der Innendruck begrenzt ist. Es war des
halb nicht auszuschließen, dass der Filterbeutel platzt, wenn der Innendruck, bei
spielsweise durch einen zu hohen Füllungsgrad zu groß wird. Außerdem ist die
Saugleistung des Staubsaugers begrenzt. Die Verarbeitung von Klebstoffen zur
Herstellung der Filterbeutel und zur Verbindung der Halteplatte mit dem Filterbeu
tel ist zwar unproblematisch, erfordert jedoch, dass alle mit Klebstoff in Berührung
kommenden Bauteile der Produktionsmaschinen nach Beendigung einer Produktion
äußerst sorgfältig gereinigt werden. Außerdem ist die Belastbarkeit von Klebenäh
ten ebenfalls begrenzt.
Für Filterbeutel ist ein voluminöses Material entwickelt worden, welches auch als
Volumenvlies bezeichnet werden könnte und welches durch einen bestimmten An
teil eines thermoplastischen Materials schweißfähig ist. Dieses Material bietet eine
verbesserte Filterwirkung und ist darüber hinaus auch noch wesentlich reißfester
und demzufolge entsprechend hoch belastbar.
Aus der EP 1 059 056 A1 ist ein Filterbeutel bekannt, bei dem ein mehrschichtiges
Filtermaterial, beispielsweise non-woven Material, eingesetzt wird, das in einem
Randbereich miteinander verschweißt wird. Der so hergestellte Filterbeutel weist an
einer Seite einen Kragen aus einem elastischen Material auf, der an dem Filterbeutel
festgeklebt werden soll, um eine Öffnung zum Einführen eines Stutzens eines
Staubsaugers bereitzustellen. Das Ankleben eines solchen Kragens ist bei einem
Filterbeutel aus Papier möglich, allerdings ist die Verklebung mit einem weichen
flauschigen Vliesstoffmaterial kaum zufriedenstellend zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in einen Staubsauger einsetzbare
Filtereinrichtung der eingangs näher beschriebenen Art zu schaffen, die aus einen
thermoplastischen Anteil enthaltenden Material in äußerst einfacher Weise mit nur
wenigen Elementen herstellbar ist.
Die gestellte Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Wenn wenigstens eine Materiallage des Filterbeutels zur Bildung eines Dichtringes
gegenüber dem die Einströmöffnung der Halteplatte begrenzenden Rand nach innen
vorsteht, kann ohne zusätzliches Dichtelement ein Stutzen eines Staubsaugers in der
Einströmöffnung aufgenommen werden. Bei den aus Pappe oder Karton hergestell
ten Halteplatten ist der Einströmöffnung ein Dichtring zugeordnet, der aus Gummi
oder einem ähnlichen Kunststoff gefertigt ist. Der innere Rand steht gegenüber dem
die Einströmöffnung begrenzenden Rand der Halteplatte vor. Üblicherweise ist die
Halteplatte aus zwei Lagen gefertigt, so dass der Dichtring zwischen den beiden
Lagen liegt. Für die Herstellung des Dichtringes ist ein separater Arbeitsgang erfor
derlich, und er muß außerdem noch zwischen die beiden Lagen gebracht werden
und gegebenenfalls dort gegen ein Verschieben gesichert werden. Bei der Filterein
richtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist zur Vereinfachung vorgesehen, dass
wenigstens eine Materiallage des Filterbeutels zur Bildung des Dichtringes gegen
über dem die Einströmöffnung der Halteplatte begrenzenden Rand nach innen vor
steht. Dadurch ist eine wesentliche Vereinfachung bei der Herstellung des Filter
beutels gegeben, da die separate Herstellung des Dichtringes und das Anbringen an
der Halteplatte entfallen. Die Elastizität der Materiallage reicht aus, um eine erfor
derliche Abdichtung gegenüber einem Stutzen eines Staubsaugers bereitzustellen.
Eine einfache Herstellung der Filtereinrichtung ergibt sich, wenn die Halteplatte der
Filtereinrichtung aus einem biegesteifen Material, insbesondere einem schweißfähi
gen Material besteht, und dass sie vorzugsweise als ein im Spritzgießverfahren her
gestelltes Kunststoffformteil ausgebildet ist. Der große Vorteil besteht dann auch
noch darin, dass ebenfalls durch einen Schweißvorgang, bevorzugt durch einen Ul
traschall- Schweißvorgang die Verbindung mit der zugeordneten Materiallage des
Filterbeutels hergestellt werden kann. Die Halteplatte kann auch mit einer ver
schiebbaren Verschlußplatte oder mit einer beweglichen Verschlußklappe für die
Einströmöffnung ausgerüstet sein. Da die Halteplatte durch einen Spritzvorgang
hergestellt wird, kann das dazu notwendige Werkzeug so ausgelegt werden, dass die
Richtung zum Einsetzen in den Staubraum des Staubsaugergehäuses oder die Be
wegungsrichtung einer eventuell vorhandenen Verschlußplatte vorgegeben sind,
dies kann beispielsweise durch Pfeile in Form von Durchbrechungen erfolgen. Dies
hat den Vorteil, dass der Materialbedarf reduziert wird. Außerdem ist es möglich,
dass der von Führungselementen des Staubsaugergehäuses übergriffene Rand der
Halteplatte zur Reduzierung des Materialbedarfes ebenfalls mit Durchbrechungen
versehen ist.
Vorzugsweise sind die schweißfähigen Materiallagen des Filterbeutels durch ein
oder mehrere, vorzugsweise im Ultraschall-Schweißverfahren hergestellte
Schweißnähte miteinander verbunden. Durch die Verwendung eines Schweißver
fahrens können die Materiallagen miteinander fest verbunden werden, ohne dass ein
zusätzliches Verbindungselement benötigt wird. Die Schweißwerkzeuge werden
ausschließlich mit elektrischer Energie betrieben. Sofern ein Ultraschall- Schweiß
verfahren eingesetzt wird, wird das Material und auch dessen Struktur nicht zer
stört, wobei die Verbindungsbereiche elastisch bleiben. Selbst bei einer hohen Bela
stung ist deshalb ein Platzen des Filterbeutels an der Naht auszuschließen da eine
höhere Festigkeit erreicht wird. Dadurch kann die Saugleistung und demzufolge
auch die reinigende Wirkung eines Staubsaugers beträchtlich gesteigert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Filterbeutel
aus einer der Anzahl der Materiallagen entsprechenden Stückzahl von blattförmigen
Zuschnitten gleicher Größe gefertigt ist, und dass die äußeren Randbereiche aller
Zuschnitte umlaufend miteinander durch die Schweißnähte verbunden sind. Auch
für diese Art des Filterbeutels wird bevorzugt das Ultraschall-Schweißverfahren
eingesetzt. Die Fertigung ist besonders wirtschaftlich, da es möglich ist, von zwei
Rollen zwei Bahnen abzuziehen und davon die Zuschnitte abzuschneiden. Dies
kann getrennt oder nach dem Zusammenführen der Bahnen erfolgen. In einer ande
ren Ausführung ist es ebenfalls möglich, dass die Zuschnitte nach dem Abtrennen
von der Bahn gestapelt werden. Diese Stapel können unmittelbar danach oder auch
später vereinzelt und dann zusammengefügt werden. Die Elastizität der Schweiß
nähte wird noch erhöht, wenn diese als Schweiß-Prägenähte ausgebildet sind. Au
ßerdem wird die Größe der miteinander zu verbindenden Flächen vergrößert. Da
bevorzugt das Ultraschall-Schweißverfahren eingesetzt wird, könnte eines der bei
den Schweißwerkzeuge, bevorzugt die Sonotrode so gestaltet sein, dass er auch als
Prägewerkzeug wirkt. Auch das Gegenstück, der Amboss könnte noch als Präge
werkzeug benutzt werden.
Üblicherweise werden mehrere Filtereinrichtungen zu einer Verpackungseinheit zu
sammen gestellt, die eine vorbestimmte Anzahl enthält. Das Verpackungsmittel ist
bevorzugt ein Karton oder eine Schachtel. Damit die Abmessungen möglichst ge
ring bleiben, ist vorgesehen, dass zur Reduzierung der Abmessungen des ungefüll
ten Filterbeutels dieser mit wenigstens einer Faltlinie versehen ist. Es kann dann ei
ne Faltung entlang dieser Faltlinie bzw. der Faltlinien erfolgen, so dass die äußeren
Abmessungen wesentlich reduziert werden. Da die äußeren Abmessungen der Fil
terbeutel der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung wesentlich größer sind als die
bislang bekannten Filterbeutel ist vorgesehen, dass jeder Filterbeutel mit mehreren
parallel und in Abständen, vorzugsweise in gleichen Abständen zu den Seitenkanten
des Filterbeutels verlaufenden Faltlinien versehen ist. In einer Ausführung ist der
Filterbeutel quadratisch ausgebildet. Die Faltlinien können dann so gelegt werden,
dass sie sich kreuzen, so dass im zusammengefalteten Zustand bei einem zweilagi
gen Filterbeutel sechs Lagen aufeinanderliegen. Die Abstände der Faltlinien zu den
Außenkanten der Halteplatte sollten dann geringer sein, als die Abstände zu den
Außenkanten, so dass im zusammengefalteten Zustand die äußeren Abmessungen
deutlich geringer sind als im Leerzustand. Das Material, aus dem der Filterbeutel
gefertigt ist, bringt beim Falten hohe Rückstellkräfte auf. Zur Vereinfachung des
Verpackungsvorganges ist deshalb vorgesehen, dass die aufeinanderliegenden La
gen des zusammengefalteten Filterbeutels bereichsweise durch eine Lösbare Be
schichtung fixiert sind, die zumindest einen bestimmten Anteil von Wachs enthält.
Nach der Herausnahme aus der Verpackung läßt sich dann mit einem äußerst gerin
gen Kraftaufwand der Filterbeutel von seinem zusammengefalteten Zustand in ei
nen flachen Zustand überführen.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung mit ge
schlossener Einströmöffnung,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit geöffneter Ein
strömöffnung,
Fig. 3 die Ecke des Filterbeutels als Einzelheit, und
Fig. 4 die Randbereiche des Filterbeutels der erfindungsgemäßen Filtereinrich
tung in Schnittdarstellung.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Filtereinrichtung 10 für einen
Staubsauger in allgemein bekannter Weise aus einem Filterbeutel 10a und einer mit
dem Filterbeutel 10a fest verbundenen Halteplatte 10b. Der Halteplatte 10b ist eine
Verschlußplatte 10c zugeordnet, um die Einströmöffnung 10d der Halteplatte 10b
zu verschließen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Halteplatte 10b mit
der Verschlußplatte 10d ein einstückiges, aus Kunststoff im Spritzgußverfahren
hergestelltes Formteil. Die Ausführung könnte jedoch auch zweiteilig sein. Die
Verbindung der Halteplatte 10b mit der Verschlußplatte 10c erfolgt über einen fle
xiblen Bereich, der im dargestellten Ausführungsbeispiel aus senkrecht zur Ver
schieberichtung verlaufenden Lamellen besteht. Die Verschlußplatte 10c ist in Füh
rungen 10e geführt, die an der Halteplatte 10b angeformt sind. Die Verschlußplatte
10c ist ebenfalls mit einer Öffnung versehen, die bei geöffneter Einströmöffnung
10d gemäß der Fig. 2 zusammenfällt.
Der Filterbeutel 10a ist im dargestellten Ausführungsbeispiel, in der Projektion ge
sehen, quadratisch ausgebildet. Diese Form ist beispielhaft zu sehen und richtet sich
nach der Ausführung des Staubsaugers.
Ferner ist der Filterbeutel 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel zweilagig aus
gebildet, und besteht aus den beiden Materiallagen 11 und 12. Im Gegensatz zu der
dargestellten Ausführung könnte er auch aus mehr als zwei Materiallagen bestehen.
Die Materiallagen 11, 12 bestehen aus einem Volumenvlies, welches einen be
stimmten Anteil eines thermoplastischen Materials enthält. Die Materiallagen 11
und 12 sind an den Rändern durch vier Schweiß- Prägenähte 13 miteinander ver
bunden. Der Filterbeutel 10a könnte demzufolge auch als Schweißrandbeutel be
zeichnet werden.
Die genaue Ausführung der Schweißprägenähte 13 zeigt die Fig. 3. Demzufolge
verlaufen die Rillen und erhöhten Stege senkrecht zu den Rändern. Die Schweißung
und Prägung der miteinander zu verbindenden Randbereiche erfolgt in der Praxis in
einem Arbeitsgang durch eine entsprechende Gestaltung der Schweißwerkzeuge.
Demzufolge könnte im Falle der Anwendung des Ultraschall-Schweißverfahrens
die Sonotrode allein in Form eines Prägewerkzeuges gestaltet sein, es könnte jedoch
auch der Amboß als Gegenstück eine entsprechende Profilierung aufweisen. Durch
die Prägung der Randbereiche der beiden Materiallagen 11 und 12 wird die Größe
der miteinander zu verschweißenden Fläche erhöht.
Die Halteplatte 10b und gegebenenfalls auch die Verschlußplatte 10c sind bevor
zugt aus einem schweißfähigen Material hergestellt. Die Verbindung der Material
lage 11 oder 12 mit der Halteplatte 10b erfolgt zweckmäßigerweise auch durch ein
Ultraschall-Schweißverfahren.
Das Filtermaterial selbst muß nicht unbedingt schweißfähig sein, da auch bei der
gleichen Fertigung ein nicht schweißfähiges Material zumindest in den Verbin
dungsbereichen mit einem Schweißlack bedruckt oder beschichtet sein kann und so
schweißfähig wird.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. We
sentlich ist, dass ein Filtermaterial verwendet wird, welches schweißfähig ist, so
dass die Ränder umlaufend miteinander verschweißt sind.
Claims (13)
1. In einen Staubsauger einsetzbare Filtereinrichtung, mit einem aus mindestens
zwei luftdurchlässigen schweißfähigen Materiallagen (11, 12) gefertigten Fil
terbeutel (10a), der an einer mit einer Einströmöffnung (10d) versehenen Halte
platte (10b) festgelegt ist, wobei die Materiallagen (11, 12) des Filterbeutels
(10a) durch ein oder mehrere Schweißnähte (13) miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Materiallage des Filterbeutels
zur Bildung eines Dichtringes gegenüber dem die Einströmöffnung (10d) der
Halteplatte (10b) begrenzenden Rand nach innen vorsteht.
2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halte
platte (10b) der Filtereinrichtung (10) aus einem biegesteifen Material, insbe
sondere einem schweißfähigen Material besteht, und dass sie vorzugsweise ein
einstückiges im Spritzgußverfahren hergestelltes Formteil ist.
3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Materiallagen (11, 12) aus einem Volumenvlies bestehen, welches einen be
stimmten Anteil eines thermoplastischen Materials enthält.
4. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass der Halteplatte (10b) eine verschiebbaren Verschlußplatte (10c) zugeord
net ist.
5. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass die Halteplatte (l Ob) und die Verschlußplatte (10c) ein
stückig ausgebildet und über einen flexiblen Verbindungsbereich miteinander
verbunden sind.
6. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der flexible Verbindungsbereich aus einer Vielzahl von quer zur Verschie
berichtung verlaufenden Lamellen gebildet ist.
7. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass der Filterbeutel (10a) aus einer der Anzahl der Materiallagen (11, 12) ent
sprechenden Stückzahl von blattförmigen Zuschnitten gleicher Größe gefertigt
ist, und dass die äußeren Randbereiche aller Zuschnitte umlaufend miteinander
durch die Schweißnähte (13) verbunden sind.
8. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass jede Schweißnaht (13) als vorzugsweise im Ultraschall-Schweißverfahren
hergestellte Schweiß- Prägenaht ausgebildet ist.
9. Filtereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schweiß- Prägenaht (13) durch ein ein- oder beidseitig wirkendes Prägewerk
zeug hergestellt ist, welches gleichzeitig ein Schweißwerkzeug ist.
10. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass zur Reduzierung der Abmessungen und zum besseren
Entfalten im Staubsauger des ungefüllten Filterbeutels (10a) dieser mit wenig
stens einer Faltlinie (14) versehen ist, die vorzugsweise durch thermische oder
eine Behandlung mittels Ultraschall hergestellt ist.
11. Filtereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter
beutel (10a) mit mehreren parallel und in Abständen, vorzugsweise gleichen
Abständen zu den Seitenkanten des Filterbeutels (10a) verlaufenden Faltlinien
(14) versehen ist.
12. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekenn
zeichnet, dass die angrenzenden Materiallagen zur Fixierung der längs der
Faltlinien (14) umgefalteten Bereiche des Filterbeutels (10a) bereichsweise
durch eine lösbare Beschichtung fixiert sind, die zumindest einen bestimmten
Anteil eines Wachses enthält.
13. Filtereinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1
bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (10b) mit einer die Ein
schieberichtung kennzeichnenden Anzeige versehen ist, die vorzugsweise eine
Durchbrechung ist.
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