In einen Staubsauger einsetzbare Filtereinrichtung
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 Einströmöfmung versehenen Halteplatte festgelegt ist.
Bei den bislang bekannten und verwendeten Filtereinrichtungen sind die Filterbeutel aus einem Filterpapier gefertigt, wobei es notwendig ist, diese mittels einer entsprechend ausgelegten Konfektionierungsmaschine herzustellen. Üblicherweise werden unabhängig von der Form des Filterbeutels diese aus einer Bahn gefertigt, die zunächst zu einem Schlauch geformt jwird. Die Verbindung der sich überlappenden Ränder erfolgt durch eine Klebstoffiiaht. Je nach Art des Filterbeutels kann an einem Schlauchabschnitt an einer Seite ein durch Faltung und Klebung gebildeter Boden geformt werden, der anschließend mit der Halteplatte verklebt wird. Das gegenüberliegende Ende kann beispielsweise durch ein- oder mehrmaliges Umfalten und durch eine entsprechende Verklebung verschlossen werden. Üblicher Weise sind die Schlauchabschnitte mit Seitenfalten, versehen, so dass der durch Faltung
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und Verklebung gebildete Boden ein Klotzboden ist, während der gegenüberliegende Verschluß als sogenannter Wickelfalz bezeichnet wird. Es sind jedoch auch Filterbeutel bekannt, die beidseitig durch einen Wickelfalz verschlossen sind. Die Halteplatte wird bei einer solchen Ausführung mit einer Beutelwandung verklebt. Die Halteplatte 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 Einströmöffhung zu verschließen. Die Halteplatte und gegebenenfalls auch die Verschlußplatte sind bei den Wänden Filtereinrichtungen aus Karton bzw. Pappe gefertigt.
Diese Ausführungen haben sich bestens bewährt. Die Reißfestigkeit eines Filterpapieres ist jedoch begrenzt, 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.
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 herstell-
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bar ist, und das insbesondere wartungsfreie oder weitgehend wartungsfreie Werkzeuge zur Konfektionierung der Filtereinrichtung verwendet werden können.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem die schweißfähigen Materiallagen des Filterbeutels durch ein oder mehrere, vorzugsweise im Ultraschall-Schweißverfahren hergestellte Schweißnähte miteinander verbunden sind.
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 bei-
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den Schweißwerkzeuge, bevorzugt die Sonotrode so gestaltet sein, dass er auch als Prägewerkzeug wirkt. Auch das Gegenstück, der Amboss könnte noch als Prägewerkzeug benutzt werden.
Bei den aus Pappe oder Karton hergestellten Halteplatten ist der Einströmöffhung ein Dichtring zugeordnet, der aus Gummi oder einem ähnlichen Kunststoff gefertigt ist. Der innere Rand steht gegenüber dem die Einströmöffhung 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 Einströmöffhung 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. 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
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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 geringen Kraftaufwand der Filterbeutel von seinem zusammengefalteten Zustand in einen flachen Zustand überfuhren.
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 Einströmöffiiung. 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.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigen:
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Figur 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung mit geschlossener Einströmöffhung,
Figur 2 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung, jedoch mit geöffneter Ein-Strömöffnung,
Figur 3 die Ecke des Filterbeutels als Einzelheit und
Figur 4 die Randbereiche des Filterbeutel 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 Einströmöffhung 1Od der Halteplatte 10b zu verschließen. Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel ist die Halteplatte 10b mit der Verschlußplatte 1Od 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 1Oe geführt, die an der Halteplatte 10b angeformt sind. Die Verschlußplatte 10c ist ebenfalls mit einer Öffnung versehen, die bei geöffneter Einströmöffhung 1Od gemäß der Figur 2 zusammenfällt. Der Filterbeutel 10a ist im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel, in der Projektion gesehen, quadratisch ausgebildet. Diese Form ist beispielhaft zu sehen und richtet-sich nach der Ausführung des Staubsaugers. Der Filterbeutel 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel zweilagig ausgebildet, und besteht aus den beiden Materiallagen 11 und 12. Im Gegensatz zu der dargestellten Ausfuhrung 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
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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 Figur 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 schweißfahigen Material hergestellt. Die Verbindung der Materiallage 11 oder 12 mit der Halteplatte 10b erfolgt zweckmäßigerweise auch durch ein Ultraschall- Schweißverfahren.
Das Filtermaterial muß nicht unbedingt schweißfähig sein, da auch bei der gleichen Fertigung ein nicht schweißfähiges Material zumindest in den Verbindungsbereich mit einem Schweißlack bedruckt oder beschichtet sein kann.
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.