DE10203460B4

DE10203460B4 - In einen Staubsauger einsetzbare Filtereinrichtung

Info

Publication number: DE10203460B4
Application number: DE10203460A
Authority: DE
Inventors: Herbert Wulbrandt
Original assignee: Wolf GmbH
Current assignee: Wolf PVG GmbH and Co KG
Priority date: 2001-01-27
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2022-01-29
Also published as: DE20101466U1; DE10203460A1

Abstract

In einen Staubsauger einsetzbare Filtereinrichtung, mit einem aus mindestens zwei luftdurchlässigen schweißfähigen Materiallagen (11, 12) gefertigten Filterbeutel (10a), der an einer mit einer Einströmöffnung (10d) versehenen Halteplatte (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 und die Elastizität der Materiallage ausreicht, um eine Abdichtung gegenüber einem Stutzen eines Staubsaugers bereitzustellen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine in einen Staubsauger einsetzbare Filtereinrichtung, mit einem aus mindestens zwei luftdurchlässigen Materiallagen gefertigten Filterbeutel, der an einer mit einer Einströmöffnung versehenen Halteplatte festgelegt ist.

Bei den bislang bekannten und verwendeten Filtereinrichtungen sind die Filterbeutel 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 Verschlußplatte 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 deshalb nicht auszuschließen, dass der Filterbeutel platzt, wenn der Innendruck, beispielsweise 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 Filterbeutel 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 Klebenähten ebenfalls begrenzt.

Für Filterbeutel ist ein voluminöses Material entwickelt worden, welches auch als Volumenvlies bezeichnet werden könnte und welches durch einen bestimmten Anteil 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 auf, der an dem Filterbeutel festgeklebt werden soll, um eine Öffnung zum Einführen eines Stutzens eines Staubsaugers bereitzustellen. Der Kragen soll dabei aus einem relativ steifen Material wie Karton oder Kunststoff bestehen. Eine gute Abdichtung zu einem Stutzen eines Staubsaugers lässt sich damit nicht erreichen. Das Ankleben eines solchen Kragens ist bei einem Filterbeutel aus Papier zwar möglich, allerdings ist die Verklebung mit einem weichen flauschigen Vliesstoffmaterial kaum zufriedenstellend zu erreichen.

Aus der US 3,572,017 ist ein Staubsaugerbeutel bekannt, bei dem um eine Einströmöffnung eine Halteplatte aus Kartonage vorgesehen ist. Damit ein Stutzen eines Staubsaugers in den Staubsaugerbeutel eingeführt werden kann, sind in dem Material des Staubsaugerbeutels im Bereich der Öffnung der Halteplatte Schlitze vorgesehen, so dass die Abschnitte aus Filtermaterial nach innen in den Beutel umgeklappt werden können. Diese Ausgestaltung hat jedoch den Nachteil, dass die Einströmöffnung nicht abgedichtet werden kann und ein Teil des eingesaugten Luftstromes ohne Filterung durch die Schlitze wieder nach außen strömt.

Auch in der US 3,430,843 ist ein Staubsaugerbeutel ist eine Einströmöffnung in einer Haltplatte vorgesehen, wobei das Papiermaterial des Filterbeutels mit Schlitzen versehen ist, damit sich einzelne Segmente nach innen umbiegen können. Falls die Länge der Schlitze für das Einfügen eines Stutzens nicht ausreicht, kann das Papiermaterial des Filterbeutels leicht aufreißen und eine Abdichtung wird so ebenfalls verhindert.

Die DE 94 03 970 U1 zeigt einen Staubsaugerbeutel mit einer Halteplatte, an der ein Verschlusselement geführt ist, um eine Einströmöffnung beim Auswechseln des Staubsaugerbeutels verschließen zu können. Das Verschlusselement kann dabei über mehrere aneinander angelenkte Lamellen integral mit der Halteplatte ausgebil det sein. Die Halteplatte ist dabei mittels Verschweißung an dem Staubsaugerbeutel festgelegt und umfasst eine gesonderte Dichtung um die Einströmöffnung.

Schließlich ist in der DE 21 16 579 B eine Halteplatte aus einem thermoplastischem Kunststoff für einen Staubfilterbeutel für Staubsauger bekannt, die mit dem Staubfilterbeutel verschweißt ist. An der Halteplatte ist eine elastische Dichtung zum Umschließen eines Saugstutzens eines Staubsaugers festgelegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in einen Staubsauger einsetzbare Filtereinrichtung der eingangs näher beschriebenen Art zu schaffen, die aus einen thermoplastischen Anteil enthaltendendem 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 hergestellten 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 erforderlich, und er muß außerdem noch zwischen die beiden Lagen gebracht werden und gegebenenfalls dort gegen ein Verschieben gesichert werden. Bei der Filtereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist zur Vereinfachung vorgesehen, dass wenigstens eine Materiallage des Filterbeutels zur Bildung des Dichtringes gegenüber dem die Einströmöffnung der Halteplatte begrenzenden Rand nach innen vorsteht. Dadurch ist eine wesentliche Vereinfachung bei der Herstellung des Filterbeutels gegeben, da die separate Herstellung des Dichtringes und das Anbringen an der Halteplatte entfallen. Die Elastizität der Materiallage reicht aus, um eine erforderliche 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 schweißfähigen Material besteht, und dass sie vorzugsweise als ein im Spritzgießverfahren hergestelltes Kunststoffformteil ausgebildet ist. Der große Vorteil besteht dann auch noch darin, dass ebenfalls durch einen Schweißvorgang, bevorzugt durch einen Ultraschall- Schweißvorgang die Verbindung mit der zugeordneten Materiallage des Filterbeutels hergestellt werden kann. Die Halteplatte kann auch mit einer verschiebbaren 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 Bewegungsrichtung 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 Schweißverfahrens 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- Schweißverfahren eingesetzt wird, wird das Material und auch dessen Struktur nicht zerstört, wobei die Verbindungsbereiche elastisch bleiben. Selbst bei einer hohen Belastung 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 anderen 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 Schweißnähte wird noch erhöht, wenn diese als Schweiß- Prägenähte ausgebildet sind. Außerdem wird die Größe der miteinander zu verbindenden Flächen vergrößert. Da bevorzugt das Ultraschall- Schweißverfahren eingesetzt wird, könnte eines der beiden Schweißwerkzeuge, bevorzugt die Sonotrode so gestaltet sein, dass er auch als Prägewerkzeug wirkt. Auch das Gegenstück, der Amboss könnte noch als Prägewerkzeug benutzt werden.

Üblicherweise werden mehrere Filtereinrichtungen zu einer Verpackungseinheit zusammen gestellt, die eine vorbestimmte Anzahl enthält. Das Verpackungsmittel ist bevorzugt ein Karton oder eine Schachtel. Damit die Abmessungen möglichst gering bleiben, ist vorgesehen, dass zur Reduzierung der Abmessungen des ungefüllten Filterbeutels dieser mit wenigstens einer Faltlinie versehen ist. Es kann dann eine Faltung entlang dieser Faltlinie bzw. der Faltlinien erfolgen, so dass die äußeren Abmessungen wesentlich reduziert werden. Da die äußeren Abmessungen der Filterbeutel 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 zweilagigen 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 Lagen des zusammengefalteten Filterbeutels bereichsweise durch eine Lösbare Beschichtung 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 einen flachen Zustand überführen.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung mit geschlossener Einströmöffnung,
2 eine der 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit geöffneter Einströmöffnung,
3 die Ecke des Filterbeutels als Einzelheit, und
4 die Randbereiche des Filterbeutels der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 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 flexiblen Bereich, der im dargestellten Ausführungsbeispiel aus senkrecht zur Verschieberichtung verlaufenden Lamellen besteht. Die Verschlußplatte 10c ist in Führungen 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 2 zusammenfällt.
Der Filterbeutel 10a ist im dargestellten Ausführungsbeispiel, in der Projektion gesehen, 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 ausgebildet, 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 bestimmten Anteil eines thermoplastischen Materials enthält. Die Materiallagen 11 und 12 sind an den Rändern durch vier Schweiß- Prägenähte 13 miteinander verbunden. Der Filterbeutel 10a könnte demzufolge auch als Schweißrandbeutel bezeichnet werden.
Die genaue Ausführung der Schweißprägenähte 13 zeigt die 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 bevorzugt aus einem schweißfähigen Material hergestellt. Die Verbindung der Materiallage 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. Wesentlich ist, dass ein Filtermaterial verwendet wird, welches schweißfähig ist, so dass die Ränder umlaufend miteinander verschweißt sind.

Claims

In einen Staubsauger einsetzbare Filtereinrichtung, mit einem aus mindestens zwei luftdurchlässigen schweißfähigen Materiallagen (11, 12) gefertigten Filterbeutel (10a), der an einer mit einer Einströmöffnung (10d) versehenen Halteplatte (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 und die Elastizität der Materiallage ausreicht, um eine Abdichtung gegenüber einem Stutzen eines Staubsaugers bereitzustellen.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (10b) der Filtereinrichtung (10) aus einem biegesteifen Material, insbesondere einem schweißfähigen Material besteht, und dass sie vorzugsweise ein einstückiges im Spritzgußverfahren hergestelltes Formteil ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materiallagen (11, 12) aus einem Volumenvlies bestehen, welches einen bestimmten Anteil eines thermoplastischen Materials enthält.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Halteplatte (10b) eine verschiebbaren Verschlußplatte (10c) zugeordnet ist.
Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (10b) und die Verschlußplatte (10c) einstückig ausgebildet und über einen flexiblen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der flexible Verbindungsbereich aus einer Vielzahl von quer zur Verschieberichtung verlaufenden Lamellen gebildet ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterbeutel (10a) aus einer der Anzahl der Materiallagen (11, 12) entsprechenden Stückzahl von blattförmigen Zuschnitten gleicher Größe gefertigt ist, und dass die äußeren Randbereiche aller Zuschnitte umlaufend miteinander durch die Schweißnähte (13) verbunden sind.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schweißnaht (13) als vorzugsweise im Ultraschall- Schweißverfahren hergestellte Schweiß- Prägenaht ausgebildet ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweiß- Prägenaht (13) durch ein ein- oder beidseitig wirkendes Prägewerkzeug hergestellt ist, welches gleichzeitig ein Schweißwerkzeug ist.
Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzierung der Abmessungen und zum besseren Entfalten im Staubsauger des angefüllten Filterbeutels (10a) dieser mit wenigstens einer Faltlinie (14) versehen ist, die vorzugsweise durch thermische oder eine Behandlung mittels Ultraschall hergestellt ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterbeutel (10a) mit mehreren parallel und in Abständen, vorzugsweise gleichen Abständen zu den Seitenkanten des Filterbeutels (10a) verlaufenden Faltlinien (14) versehen ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, 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.
Filtereinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteplatte (10b) mit einer die Einschieberichtung kennzeichnenden Anzeige versehen ist, die vorzugsweise eine Durchbrechung ist.