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Die
Erfindung betrifft eine Absaugvorrichtung, die insbesondere für Zahntechnikerarbeitsplätze geeignet
ist, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Absaugvorrichtungen
für staubbelastete Luft,
die an einer Vielzahl von Arbeitsplätzen anfällt, beispielsweise bei Zahntechnikern
oder im metallverarbeitenden Bereich sind bekannt. So wird zum Abfiltern
von Fein- und Grobstäuben
aus der Atemluft mit Hilfe eines Absaugventilators Luft durch ein
Filterelement geleitet. Gerade im Grobstaubbereich hat es sich als
vorteilhaft herausgestellt, als Filterelement eine Filterpatrone
einzusetzen. Diese Filterpatronen sind in der Regel zylindrisch
gestaltet und weisen um den Umfang des zylindrischen Körpers die
Filtermembran auf. Diese ist zur Oberflächenvergrößerung sternförmig gefaltet.
Der anfallende Grobstaub kann von Zeit zu Zeit von der Staubfilterpatrone
entfernt werden. Dies kann im einfachsten Fall dadurch geschehen,
dass die Filterpatrone aus der Absauganlage entnommen wird und mechanisch
der Staub ausgeklopft wird. Weitere Verfahren sehen eine Rückspülung der
Staubfilterpatrone mit Hilfe von Luft vor, wie beispielsweise in
der
DE 197 39 510 beschrieben.
Dieses Rückspülverfahren
erfordert jedoch einen Druckluftanschluß. Aus der
DE 195 14 068 ist bekannt, mit Hilfe
eines sogenannten Anstoßelementes,
das eine Finger- oder Leistenform aufweist und aus einem vergleichsweise
nachgiebigen Material besteht und evtl. mit einer Bürste versehen sein
kann, die Oberfläche
des Filters abzukratzen bzw. die Falten eines Faltenfilters anzustoßen, so dass
die Partikel von dem Filterelement abfallen. Dieses System ist nachteilig
insofern, als durch die Berührung
der Filtermembran von diesem Abstoßelement ein gewisser Verschleiß der Filtermembran
eintritt, was zu einem Altern der Filtermembran führt. Überdies
können
auch Verletzungen der Filtermembran auftreten. Eine ähnliche
Vorrichtung ist auch aus der
US
3 808 750 bekannt. Eine weitere Art der Reinigung von Filterpatronen
sieht vor, dass mit Hilfe eines auf dem Deckel der Filterpatrone
angeordneten Rüttlers
Vibrationen erzeugt werden, durch die die Stäube von dem Filter abfallen.
Derartige Anordnungen sind aus der
GB
2 224 956 und
US 4 482
367 bekannt. Allen bekannten Anordnungen ist gemeinsam, dass
sie vergleichsweise laut arbeiten. Gerade im Zahntechniklabor wird
es als sehr störend
empfunden, wenn die Reinigung der Filterpatronen durchgeführt wird.
So ist sowohl der rückspülende Luftstoß als auch
das Abkratzen der Filtermembran und das Rütteln vergleichsweise laut;
es werden Lautstärken bis
zu 70 bis 80 Dezibel festgestellt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Absaugvorrichtung
zur Verfügung zu
stellen, wobei insbesondere die Schallemission im Vergleich zu den
im Stand der Technik bekannten Absaugvorrichtungen verringert werden
soll.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Absaugvorrichtung nach Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
endungsgemäße Absaugvorrichtung
ist von ihrem Grundaufbau her bekannten Absaugvorrichtungen entsprechend.
Sie weist wenigstens einen Absaugventilator auf, in dessen Luftweg
zumindest eine Staubfilterpatrone zwischengeschaltet ist. Es ist weiterhin
ein Staubsammelgefäß vorgesehen,
in welches Staub aus der Staubfilterpatrone fällt und in welchem der Staub
gesammelt wird. Dieses kann von Zeit zu Zeit oder bei Bedarf aus
der Absaugvorrichtung entnommen und entleert werden. Weiterhin ist vorgesehen,
die Staubfilterpatrone mit Hilfe von Vibrationen zu reinigen, wofür die Absaugvorrichtung
einen Rüttler
aufweist. Neuerungsgemäß ist nun
vorgesehen, dass der Rüttler
im Inneren der Staubfilterpatrone angeordnet ist. Der Rüttler ist
erfindungsgemäß in den
zylindrischen Körper
eingeführt
und in seinem Inneren angeordnet. Durch die Anordnung des Rüttlers im
Inneren der Filterpatrone wird eine besonders gute Reinigungswirkung
erzielt.
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Die
Lautstärke
wird noch weiter verringert, indem der Rüttler an einer flexiblen Membran
im Wesentlichen freischwingend aufgehängt ist. Dies ist als bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung vorgesehen. Dadurch wird ein doppelter Effekt erzielt. Zum
einen tritt eine Abschwächung
der Schallemissionen durch die Anordnung im Filterinneren auf und zum
anderen wird der Rüttler
vom Gehäuse
der Absaugvorrichtung entkoppelt. Dadurch wird die Schallübertragung
auf das Gehäuse
stark reduziert, da der Schallanteil wegfällt, der durch den Gehäusekörper transportiert
wird. Der Schall kann folglich nicht als Körperschall weitergeleitet werden,
sondern kann das Gehäuse
nur noch in Form von Luftschall erreichen, wodurch die Schallwellen
zunächst
beim Übertritt
von dem Motor in die Luft und dann wieder beim Phasenübertritt
von der Luft auf das Gehäuse
jeweils abgeschwächt
werden. Dadurch wird eine wesentliche Reduktion des Schallpegels
erzielt.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
das die Staubfilterpatrone und der an der Membran aufgehängte Rüttlermotor
als eine Moduleinheit ausgebildet sind. Die beiden Komponenten werden
folglich als Modul in eine Absaugvorrichtung eingesetzt. Dies bringt
zum einen Bauraum-technischen Vorteil, da zum Auswechseln der Staubfilterpatrone,
was von Zeit zu Zeit geschehen sollte, lediglich das Modul aus der
Absaugvorrichtung herausgenommen wird und die Demontage und Montage
des Filters außerhalb der
Absaugvorrichtung in bequemer Arbeitshaltung erfolgen kann.
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Nachfolgend
wird die Endung anhand der Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Vorderansicht
einer Absaugvorrichtung;
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2 einen Längsschnitt
entlang der Linie II-II in 3 durch
eine schematische Darstellung eines efindungsgemäßen Moduls;
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3 eine Draufsicht auf das
Modul der 2;
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4 einen Ausschnitt aus einer
teilweise entlang der Mittellinie S-S geschnittenen Seitenansicht
eines erfindungsgemäßen Rüttlers mit
seiner Aufhängung;
und
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5 die Gummimembran zur Aufhängung in
teilweise entlang der Mittellinie S-S geschnittener Seitenansicht.
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In 1 ist eine Absaugvorrichtung 1 dargestellt,
deren grundsätzlicher
Aufbau nachfolgend kurz beschrieben wird. Wenigstens ein Absaugventilator 3 saugt
die abzufilternden Stäube
von einem nicht näher
dargestellten Arbeitsplatz über
einen doppelt strichpunktiert dargestellten Luftweg 2 an.
Die zu reinigende, angesaugte Luft tritt an einem oder mehreren
Ansaugstutzen 4 in das Gehäuse 15 der Absaugvorrichtung 1 ein,
wobei die abgeschiedenen Stäube in
einem Staubbehälter 5 gesammelt
werden, in den diese über
eine trichterförmige
Staubsammelwanne 6 gelangen. Bevorzugt ist hierbei eine
Vorabscheidewand vorgesehen, um eine Umlenkung und Verteilung des
Luftstroms, sowie das direkte Abscheiden von schwereren Stäuben zu
ermöglichen. Über dem in
einer Aufnahmekammer 7 angeordneten Staubbehälter 5 ist
eine geschlossene Filterkammer 8 vorgesehen, in der eine
oder auch mehrere Staubfilterpatronen 9 angeordnet sind.
Aus dem Inneren der Staubfilterpatrone 9 führt ein
im oberen Bereich verlaufender Luftkanal 11 zu dem oder
den Absaugventilatoren 3, deren Turbinen bevorzugt von
jeweils einem drehzahlveränderbaren
Motor 12, beispielsweise einem Umrichter gesteuerten Hochfrequenzmotor, angetrieben
werden. Vor und nach den Turbinen der Absaugventilatoren 3 ist
jeweils innerhalb des Gehäuses 15 der
Absaugvorrichtung 1 ein Freiraum vorgesehen, wobei derjenige
nach den Absaugventilatoren 3 als Luftberuhigungszone 13 dient
und in einen Stutzen 14 für den Reinluftaustritt mündet. Der
Bereich 13' dient
zum Einsetzen von Feinfiltern oder Aktivkohlefiltern. Die Kammern 13, 13' zur Aufnahme des
Motors 12 können
dabei auch oberhalb oder unterhalb der Filterkammer 8 angeordnet
sein, so dass sich eine säulenförmige Gestaltung
ergibt. Hierbei würde
der Luftkanal 11 seitlich oder an der Rückseite verlaufen.
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Die 2 und 3 zeigen eine Schnittansicht (2) bzw. eine Draufsicht
(3) eines efindungsgemäßen Moduls 100.
Das Modul 100 weist eine Staubfilterpatrone 90 auf,
die der Filterpatrone 9 in 1 weitgehend
entspricht. Es handelt sich hierbei um eine bekannte Faltenfilteranordnung.
Die Falten 91 der Staubfilterpatrone 90 sind schematisch eingetragen.
Weiterhin weist das Modul 100 eine Aufhängung 80 auf. Bei
der Aufhängung 80 ist
eine in ihrem mittleren Bereich angebrachte Gummimembran 81 mit
einer Gehäuseplatte 85 verbunden.
Diese Verbindung kann durch bekannte Techniken erfolgen, beispielsweise
Vulkanisieren, Verkleben oder Verschrauben. Die Gehäuseplatte 85 wird
am Gehäuse einer
Absaugvorrichtung befestigt, beispielsweise am Gehäuse 15 der
Absaugvorrichtung 1 der 1. Dies
kann beispielsweise durch Verschrauben über die Öffnungen 82 erfolgen.
Im Zentrum der Aufhängung 80 ist
eine Halterung 110 fixiert, in der ein Rüttlermotor 111 befestigt
ist. Hierfür
sind an der Halterung 110 eine oberseitige Lagerung 112 und
eine unterseitige Lagerung 113 vorgesehen. Leitungen 119 schließen den
Rüttlermotor 111 an
eine Spannungsquelle an. Er treibt eine Unwuchtmasse 114 an,
welche über
eine Welle 115 mit dem Rüttlermotor 111 verbunden
ist. Die Rotation wird angedeutet durch den Pfeil 116.
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Vorzugsweise
wird ein Gleichstrommotor als Rüttlermotor
verwendet, was den Vorteil hat, dass die Drehrichtung der Unwucht 114 umkehrbar
ist, wie angedeutet durch den Pfeil 116. Die Staubfilterpatrone 90 ist
mit Hilfe eines Befestigungsmittels 118, beispielsweise
einer Schraubenmutter, an einem Schraubbolzen 117 der Halterung 110 befestigbar.
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In ähnlicher
Weise ist die obere Aufhängung 80 mit
Hilfe eines Verschlusses 92, insbesondere eines Schnellverschlusses
rasch lösbar
befestigt. Durch die Gummimembran 81 wird der Rüttlermotor 111 vom
Gehäuse
der Absaugvorrichtung entkoppelt und dadurch die Schallemission
wesentlich reduziert. Zudem wird die Staubfilterpatrone 90 gegen
die Reinluftseite abgedichtet, wozu die Staubfilterpatrone 90 an
der Gummimembran 81 fest anliegt. Durch die Gummimembran 81 der
Aufhängung 80 wird
weiterhin eine Beweglichkeit der Staubfilterpatrone 90 und der
Halterung 110 mitsamt dem Rüttlermotor 111 erzielt.
Vorteilhaft ist ferner, dass die Rotationsachse parallel zur Filterachse
verläuft,
d. h. parallel zur Linie S-S. Daraus resultiert eine umlaufende Übertragung der
Unwucht auf die Filterfalten 91. Dies erzeugt eine mehrdimensionale
Bewegung der Filterfalten 91, so dass die Filterfalten 91 praktisch
flattern und besonders gut abgereinigt werden.
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Aus 2 und 3 wird weiter deutlich, dass der Rüttlermotor 111 sich
inmitten der Staubfilterpatrone 90 befindet, also in ihrem
Inneren 93 angeordnet ist und ggf. noch mit einer Gewichtsentlastung aufgehängt ist.
Zum Wechseln wird die Staubfilterpatrone 90 von der Aufhängung 80 abgenommen. Durch
die Modulbauweise wird erzielt, dass die gesamten Filteraufbauten
getrennt von dem Abluftgebläse
und deren Motoren herstellbar und gesondert in die Absaugvorrichtung
eingesetzt werden können. Die
Unwucht 114 kreist, wie oben ausgeführt, somit um die Mittelachse
des Filters. Als Drehgeschwindigkeit ist vorgesehen, dass die Unwucht 114 mit
2000 bis 6000 Umdrehungen pro Minute rotiert.
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Die 4 und 5 zeigen unter anderem ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
einer Gummimembran 181, die der Membran 81 in 2 und 3 entspricht. Die Halterung 210 ist
in eine entsprechende Ausnehmung 186 der Gummimembran 181 eingelassen
und befestigt. In der Halterung 210 sind wiederum ein Rüttlermotor 211,
der über
eine Welle 215 eine Unwucht 214 antreibt, vorgesehen.
In der Gummimembran 181 ist eine Entlastungsfalte 182 vorgesehen.
Diese ermöglicht
die gewünschte
mehrdimensionale Bewegung in mehreren Freiheitsgraden, sowohl der
Filterpatrone 190 als auch der Halterung 210 und
damit des Rüttlermotors 211,
angedeutet durch den Pfeil 187. Wie aus den 4 und 5 ersichtlich, handelt es sich bei der
Entlastungsfalte 182 um eine Aufwölbung der Gummimembran 181.
In 4 ist auf der rechten
Seite der Abbildung eine Staubfilterpatrone 190 angedeutet.
Daraus kann auch ihre Anordnung an der Gummimembran 181 abgeleitet
werden. Die Gummimembran 181 weist eine Zentrierkante 183 auf.
Diese dient, wie der Name sagt, der Zentrierung der Staubfilterpatrone 190 in
der Aufhängung.
Weiterhin ist zur Abdichtung gegenüber der Reinluftseite zumindest
ein Dichtungsvorsprung 184 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel
der 4 und 5 sind beispielsweise drei Dichtungsvorsprünge 184 vorgesehen.
Diese verlaufen, wie die Entlastungsfalte 182 und die Zentrierkante 183 kreisförmig. Die
Abdeckung 192 der Staubfilterpatrone 190 liegt
somit an den Dichtungsfortsätzen 184 an.
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Der
Rüttlermotor 111 bzw. 121 wird
aus Sicherheitsgründen
vorzugsweise mit Niederspannung, d. h. mit weniger als 42 Volt,
insbesondere mit 12 Volt, betrieben. Dies ist besonders dann wichtig, wenn
Aufhängung
mit Halterung und Rüttlermotor und
Staubfilterpatrone als Modul gefertigt sind, das als Ganzes der
Absaugvorrichtung entnommen und wieder in diese eingesetzt werden
kann, beispielsweise zum Auswechseln der Staubfilterpatrone. Um Verletzungen
bei diesem Vorgang möglichst
zu verhindern, ist vorgesehen, dass der Motor lediglich mit Niederspannung
betrieben wird.
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Die
Reinigung des Filters erfolgt vorzugsweise diskontinuierlich. Sie
kann sowohl in bestimmten Intervallen erfolgen, beispielsweise einmal
pro Stunde. Es kann jedoch auch eine Regelung vorgesehen sein, mit
deren Hilfe die Reinigung dann erfolgt, wenn durch die Ansammlung
von Staubpartikeln die Filtermembran der Staubfilterpatrone zugesetzt
ist. Dies kann beispielsweise über
die Erfassung des Drucks oder der Strömung festgestellt werden. Weiterhin
ist es auch möglich,
dass prophylaktisch eine Abreinigung der Staubfilterpatrone erfolgt,
beispielsweise bei jedem Einschaltvorgang. Die Abreinigung erfolgt vorzugsweise
gesteuert, wobei jeder Abreinigungsvorgang vorzugsweise eine Abfolge
an Reinigungsschritten und -pausen umfasst. So kann beispielsweise
vorgesehen sein, dass pro Abreinigungsvorgang dreimal für jeweils
fünf Sekunden
gerüttelt
wird, wobei sich dann jeweils eine Pause zwischen den Rüttelvorgängen von
beispielsweise drei Sekunden befindet. Da bevorzugt ein Gleichstrommotor
eingesetzt wird, kann innerhalb eines Abreinigungsintervalls auch
die Drehrichtung umgedreht werden, wodurch die einzelnen Filterfalten
sozusagen von beiden Seiten abgeklopft werden. Es kann beispielsweise
vorgesehen sein, das zweimal in die eine Drehrichtung und zweimal
in die andere Drehrichtung gerüttelt wird.
Alternativ kann ebenfalls vorgesehen sein, dass von einem Abreinigungsintervall
zum Nächsten
eine Umkehrung der Drehrichtung erfolgt.