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Die
Erfindung betrifft einen Staubfilterbeutel für Staubsauger.
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In
den letzten Jahren sind eine Vielzahl von Verbesserungen vorgeschlagen
worden, um höhere Saugleistungen,
Standzeiten und Filterwirkungen von Staubfilterbeuteln zu erreichen.
Insbesondere wurden neuartige Filtermaterialien offenbart, die mehrere
Filtrationsschichten aus Materialen mit unterschiedlichen, aufeinander
abgestimmten Eigenschaften aufweisen.
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Beispielsweise
beschreibt
DE 699 12 653 einen
Filter für
Staubsaugerfilterbeutel, der mehrere Filtrationsschichten umfassen
kann. In einer Ausführungsform
weist der Filter eine weitere Schicht auf, die an der Innenseite
des Beutels angeordnet ist. Diese Schicht, die aus einem Vlies-Scrim
gebildet ist, soll große
Partikel aussondern und gleichzeitig die angrenzende Filtrationsschicht
vor Abrasion schützen.
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Aus
DE 296 24 348 ist ein Staubfilterbeutel bekannt,
der aus einer mehrschichtigen Filterlaminat-Zusammensetzung geformt
ist. Die Filterlaminat-Zusammensetzung besteht aus einer äußeren Trägerschicht,
einer Filterschicht und einer innenliegenden Diffusionsschicht.
Die Diffusionsschicht ist entlang des Außenumfangs des Beutels über die Nähte an der
benachbarten Filterschicht befestigt und soll als Anfangsbarriere
für die
Partikel wirken, die mit hoher Geschwindigkeit in den Staubfilterbeutel
eintreten.
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DE 101 20 233 offenbart
einen Luftfilter, der eine Vorfilterschicht umfaßt, die aus einem Vliesstoff mit
starker elektrostatischer Aufladung besteht. Diese Vorfilterschicht
kann in den Filterbeutel lose eingelegt werden oder wird in die
aufeinander laminierten Filterschichten eingebaut.
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Aus
dem Stand der Technik sind somit nur Lösungen bekannt, die eine verbesserte
Filterwirkung aufgrund der Auswahl verbesserter Materialien bewirken
sollen. Dem sich während
der Filtration der Luft bildende Filterkuchen, der aus den abgesonderten
Schmutzpartikeln besteht, wird jedoch kaum Beachtung geschenkt.
Es ist jedoch aus der Filtertechnik bekannt, daß der Aufbau des Filterkuchens
die Filtrationsqualität
beeinflußt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu
beseitigen. Es soll insbesondere ein Staubfilterbeutel für einen
Staubsauger angegeben werden, der über verbesserte Eigenschaften
verfügt.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der
Erfindungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis
20.
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Nach
Maßgabe
der Erfindung ist ein Staubfilterbeutel für Staubsauger vorgesehen, der
zwei einander gegenüberliegende
ein- oder mehrlagige Beutelwände
umfaßt,
die an ihren Rändern
mit zumindest einer Naht miteinander verbunden sind. Er umfaßt ferner
eine weitere Lage, die zwischen den beiden Beutelwänden angeordnet
ist, wobei die Lage in einer ersten Flächenrichtung eine geringere
Ausdehnung als die beiden Beutel wände aufweist und ihre Ausdehnung
in der zur ersten Flächenrichtung
orthogonalen, zweiten Flächenrichtung
der Ausdehnung der Beutelwände
entspricht, und wobei die Lage an ihren Rändern in der zweiten Flächenrichtung
mit den Beutelwänden über die
zumindest eine Naht verbunden ist, während sie zumindest an einem
ihrer Ränder
in der ersten Flächenrichtung
freiliegt.
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Vorzugsweise
liegt die Lage an beiden Rändern
in der ersten Flächenrichtung
frei.
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Die
weitere Lage ist nur an ihren gegenüberliegenden Rändern an
den Beutelwänden
befestigt. Aus diesem Grund weist die Lage in dem Staubfilterbeutel
eine hohe Beweglichkeit auf. Aufgrund der Fixierung an den Nähten des
Staubfilterbeutels kann sie ihre Lage nur in einem eingeschränkten Maß verändern.
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Die
weitere Lage wird im folgenden auch als bewegliche Lage bezeichnet.
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Tritt
ein zu filterndes Fluid, normalerweise die mit Staubpartikeln belastete
Luft, in den Staubfilterbeutel ein, so tritt sie dort auf die bewegliche
Lage, die aufgrund der Verwirbelung der Luft sich rasch zwischen
der vorderen und der hinteren Beutelwand hin- und herbewegt. Infolge
der Fixierung der beweglichen Lage an nur einem Teil ihrer Ränder kann
das ungefilterte Fluid nicht nur in den Raum zwischen der vorderen
Beutelwand und der beweglichen Lage, sondern auch zwischen die bewegliche
Lage und die hintere Beutelwand gelangen. Die Bewegung der Lage
in dem Fluidstrom führt
zu einer mehrfachen Komprimierung der abgeschiedenen Partikel in
dem Staubfilterbeutel, so daß die
Bildung des Filterkuchens ver bessert und ein kompakter Filterkuchen
erhalten wird. Infolgedessen wird die Verstopfungsgefahr des Staubfilterbeutels
verringert und somit eine längere
Standzeit erreicht.
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Eine
der Beutelwände
weist zweckmäßigerweise
eine Eintrittsöffnung
für das
zu filternde Fluid auf. Die bewegliche Lage ist dann so bemessen,
daß ihre
Ausdehnung in der ersten Flächenrichtung
dem Zwei- bis Vierfachen des Durchmessers der Einsaugöffnung,
vorzugsweise dem Dreifachen des Durchmessers der Eintrittsöffnung entspricht.
Ferner sollte die bewegliche Lage so zwischen den beiden Beutelwänden positioniert
sein, daß sie
die Eintrittsöffnung vollständig bedeckt,
wenn die Beutelwände
und die Lage im ungenutzten Zustand des Staubfilterbeutels aufeinander
liegen. Vorzugsweise wird dies erreicht, indem die bewegliche Lage
in bezug auf deren erste Flächenrichtung
mittig zu der Einsaugöffnung
angeordnet ist.
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Um
eine optimale Bewegung der weiteren Lage und einen guten Austausch
zwischen dem Raum, der aus der vorderen Beutelwand und der weiteren
Lage gebildet wird, und dem Raum, der aus der weiteren Lage und
der hinteren Beutelwand gebildet ist, sollten die Ränder der
weiteren Lage in der ersten Flächenrichtung
von parallel verlaufenden Nähten des
Beutels beabstandet sein. Der Abstand zwischen einem Rand der weiteren
Lage und der benachbarten parallel verlaufenden Naht sollte ein
Achtel bis ein Fünftel
der Ausdehnung der Lage in der ersten Flächenrichtung betragen. Andere
Abstände
sind ebenfalls möglich,
solange die Rändern
der Lage in der ersten Flächenrichtung
von den in dieser Richtung nächstliegenden
Nähten
beabstandet sind. Aus diesem Grund sollte die Ausdehnung der weiteren
Lage in der ersten Flächenrichtung
zumindest um ein Zehntel, vorzugsweise um zumindest zwei Zehntel geringer
sein als die Ausdehnung des Staubfilterbeutels in dieser Flächenrichtung.
Die Ausdehnung der weiteren Lage in der zweiten Flächenrichtung
sollte der Ausdehnung der Beutelwände in dieser Richtung entsprechen.
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Die
bewegliche Lage liegt in bezug auf die erste Flächenrichtung zweckmäßigerweise
mittig zwischen den beiden Beutelwänden. Dabei sollten die Ränder parallel
zu den Rändern
der Beutelwände verlaufen
und die Ränder
der beweglichen Lage in der zweiten Flächenrichtung mit den Rändern der Beutelwände in dieser
Richtung abschließen.
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Die
bewegliche Lage weist vorzugsweise eine rechteckige Umfangsgestalt
auf, wobei die Lage an ihren beiden Rändern in der zweiten Flächenrichtung
mit den Beutelwänden über die
zumindest eine Naht verbunden ist, während sie an ihren beiden Rändern in
der ersten Flächenrichtung
freiliegt.
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Um
der weiteren Lage die Bewegung innerhalb des Staubfilterbeutels
zu ermöglichen,
sollte die Steifigkeit der Lage so gewählt sein, daß die Lage
in dem Staubfilterbeutel eine Bewegung ausführen kann, wenn ein zu filterndes
Fluid in den Staubfilterbeutel eintritt. Vorzugsweise führt der
in bezug auf die zweite Flächenrichtung
der Lage mittlere Abschnitt der Lage die Bewegung aus.
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Der
Staubfilterbeutel weist vorzugsweise eine rechteckige Umfangsgestalt
auf. Zumindest eine Beutelwand ist bevorzugt dreilagig, stärker bevorzugt vierlagig.
Besonders bevorzugt ist es, wenn beide Beutelwände die gleiche Zahl an Beutel wandlagen aufweisen.
Die beiden Beutelwände
haben vorzugsweise dieselbe Umfangsgestalt.
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Zweckmäßigerweise
weist die bewegliche Lage eine höhere
Reißfestigkeit
als die Lagen der Beutelwände
auf. Auf diese Weise kann die bewegliche Lage gleichzeitig als Prallschutz
dienen, die die durch die Eintrittsöffnung in den Filter gelangenden scharfkantigen
Partikel an der Beschädigung
der Beutelwandlagen hindert. Ferner sollte die bewegliche Lage eine
höhere
Dichte als die Lagen der Beutelwände
aufweisen.
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Die
Beutelwandlagen bestehen zweckmäßigerweise
aus einem porösen
Filtermaterial, vorzugsweise aus einem Mikrofaservlies oder Papier,
insbesondere Packpapier oder Kraftpapier. Die Beutelwände können aus
unterschiedlichen oder gleichen Beutelwänden bestehen. Jede Beutelwand
weist unabhängig
von der anderen vorzugsweise zwei bis sechs Lagen auf.
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Die
weitere Lage kann aus einem Mikrofaservlies oder aus Papier, insbesondere
Packpapier, Kraftpapier oder Papier mit Kunststoffeintrag bestehen.
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Die
Nähte zum
Verbinden der Beutelwände untereinander
und mit der beweglichen Lage können durch
jedes bekannte Verfahren, insbesondere durch thermisches Schweißen oder
durch Ultraschallschweißen,
aber auch durch Kleben unter Verwendung von Klebstoffen hergestellt
werden. Die Naht verbindet die vordere Beutelwand, die hintere Beutelwand
untereinander und diese mit der beweglichen Lage an deren Ränder in
der zweiten Flächenrichtung.
Die Naht verbindet ferner die vordere Beutelwand und die hintere
Beutelwand miteinander in der ersten Flächenrichtung. Eine Verbindung
der beweglichen Lage an deren Rändern
in der ersten Flächenrichtung
erfolgt nicht.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen
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1 eine
schematische Vorderansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Staubfilterbeutels;
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2a eine
schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten
Staubfilterbeutels entlang der Schnittlinie A-A;
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2b eine
schematische Schnittdarstellung des in 1 gezeigten
Staubfilterbeutels entlang der Schnittlinie B-B;
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3 eine
schematische Explosionsdarstellung des in 1 und 2 gezeigten Staubfilterbeutels in Schrägansicht,
wobei die Nähte
noch nicht angebracht worden sind;
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4 eine
schematische Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Staubfilterbeutels,
wobei die Einlaßöffnung asymmetrisch
angeordnet ist; und
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5 eine
schematische Vorderansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Staubfil terbeutels,
wobei die Einlaßöffnung ebenfalls asymmetrisch
angeordnet ist.
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Nach 1 weist
der Staubfilterbeutel 1 eine rechteckige Umfangsgestalt
auf und umfaßt
zwei einander gegenüberliegende
Beutelwände 2, 3,
wobei Beutelwand 2 die Vorderseite, die andere Beutelwand 3 die
Rückseite
des Staubfilterbeutels bildet. Die vordere Beutelwand 2 weist
eine Einlaßöffnung 4 (siehe 3)
auf, die mit der Anschlußöffnung 6 in
einem Anschlußstück 5,
das beispielsweise aus Papier, Pappe oder Kunststoff besteht, fluchtet.
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Zwischen
der vorderen Beutelwand 2 und der hinteren Beutelwand 3 ist
eine weitere Lage, die bewegliche Lage 7 angeordnet. Die
Lage 7 weist in einer ersten Flächenrichtung a eine geringere
Ausdehnung als die beiden Beutelwände 2, 3 auf.
Ihre Ausdehnung in der zur ersten Flächenrichtung orthogonalen,
zweiten Flächenrichtung
b entspricht der Ausdehnung der Beutelwände 2, 3.
Die Ränder 7.1, 7.2 der
Lage 7, die sich in der ersten Flächenrichtung befinden, sind
von den benachbarten parallelen Rändern der beiden Beutelwände 2, 3 um
einen Abstand c beabstandet (gezeigt sind nur die Ränder 2.1 und 2.2 der
vorderen Beutelwand 2). Der Abstand des Randes 7.1 von
dem Rand 2.1 ist vorzugsweise gleich dem Abstand des Randes 7.1 von
dem Rand 2.2. Demgegenüber
entspricht die Ausdehnung der Lage 7 in der zweiten Längsrichtung
b der Ausdehnung der beiden Beutelwände 2, 3 in
dieser Richtung. Demnach schließen
die Ränder 7.3 und 7.4 der
Lage 7 vorzugsweise mit den Rändern 2.3 und 2.4 der
vorderen Beutelwand und den entsprechenden Rändern der hinteren Beutelwand 3 ab.
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Die
in 1 gezeigte Naht 8 besteht aus den Teilnähten 8.1, 8.2, 8.3 und 8.4.
Die Teilnaht 8.1 verbindet die vordere Beutelwand an deren
Rand 2.1 und die hintere Beutelwand an deren Rand 3.1 miteinander.
Es erfolgt keine Verbindung mit der beweglichen Lage an deren Rand 7.1.
Die Teilnaht 8.2 verbindet die vordere Beutelwand an deren
Rand 2.2 und die hintere Beutelwand an deren Rand 3.2 miteinander.
Es erfolgt keine Verbindung mit der beweglichen Lage an deren Rand 7.2.
Die Teilnaht 8.3 verbindet die vordere Beutelwand an deren
Rand 2.3, die hintere Beutelwand an deren Rand 3.3 untereinander
und diese mit der beweglichen Lage an deren Rand 7.3. Die
Teilnaht 8.4 verbindet die vordere Beutelwand an deren
Rand 2.4, die hintere Beutelwand an deren Rand 3.4 untereinander
und diese mit der beweglichen Lage an deren Rand 7.4.
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Die
beiden Beutelwände 2, 3 weisen
in diesem Ausführungsbeispiel
denselben Aufbau auf und bestehen jeweils aus einer ersten Beutelwandlage 9 und
einer zweiten Beutelwandlage 10. Die beiden Lagen 9 und 10 können aufeinander
laminiert sein, dies ist jedoch nicht erforderlich. Selbstverständlich können mehr
als zwei Beutelwandlagen vorgesehen sein, beispielsweise drei, vier
oder fünf.
In den 2a und 2b sind
die Lagen 7, 9 und 10 lediglich zur Verdeutlichung
voneinander abgespreizt dargestellt.
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2a zeigt
einen Teilschnitt des in 1 gezeigten Staubfilterbeutels
entlang der Schnittlinie A-A. Es ist zu erkennen, daß die Teilnaht 8.3 die
Lage 7 an deren Rand 7.3 mit der vorderen Beutelwand 2 und 3 an
deren Rändern 2.3 und 3.3 verbindet.
Die Lage 7 teilt das Innere 11 des Staubfilterbeutels 1,
die von den beiden inneren Lagen 9 und 10 der
Beutelwände 2 und 3 begrenzt
wird, in zwei Teilräume 11.1 und 11.2.,
die aufgrund des Abstandes c (2b) zwischen
dem Rand 7.1 der Lage 7 und den Rändern 2.1, 3.1 der
beiden Beutelwände 2 und 3 einerseits und
Rand 7.2 der Lage 7 und den Rändern 2.2, 3.2 der
beiden Beutelwände 2 und 3 andererseits
miteinander verbunden sind.
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2b zeigt
einen Teilschnitt des in 1 gezeigten Staubfilterbeutels
entlang der Schnittlinie B-B. Es ist zu erkennen, daß die Teilnaht 8.1 die
vordere Beutelwand 2 an deren Rand 2.1 mit der
hinteren Beutelwand 3 an deren Rand 3.1 verbindet,
die Lage 7 an deren Rand 7.1 aber frei beweglich
bleibt.
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Die
Anordnung der Lagen 7, 8 und 10 zueinander
ist in 3 nochmals dargestellt, wobei auf die Wiedergabe
der Naht verzichtet wurde.
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Die
in 4 gezeigte zweite Ausführungsform entspricht der in 1 gezeigten
Ausführungsform,
abgesehen davon, daß die
Einlaßöffnung 4 nicht
mittig in bezug auf die erste Flächenrichtung
a angeordnet ist. Demzufolge ist auch die bewegliche Lage 7 nicht
mittig in bezug auf die erste Flächenrichtung
a angeordnet, so daß der
Abstand c2 zwischen dem Rand 7.2 der
Lage 7 und den benachbarten parallelen Rändern 2.2, 3.2 der
beiden Beutelwände 2, 3 kleiner
als der Abstand c1 zwischen dem Rand 7.1 der
Lage 7 und den benachbarten parallelen Rändern 2.1, 3.1 der
beiden Beutelwände 2, 3 ist.
In einer Variante hierzu (nicht gezeigt) kann der Rand 7.2 der Lage 7 über die
Naht 8.12 mit den Rändern 2.2, 3.2 der
Beutelwände 2, 3 verbunden
sein.
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Die
in 5 gezeigte dritte Ausführungsform entspricht der in 4 gezeigten
Ausführungsform, abgesehen
davon, daß die
Einlaßöffnung 4 nicht
mittig in bezug sowohl auf die erste Flächenrichtung a als auch die
zweite Flächenrichtung
b angeordnet ist. Demzufolge ist auch die bewegliche Lage 7 nicht
mittig in bezug auf die erste Flächenrichtung
a angeordnet, wobei der Abstand c2 zwischen
dem Rand 7.2 der Lage 7 und den benachbarten parallelen
Rändern 2.2, 3.2 der
beiden Beutelwände 2, 3 größer als der
Abstand c2 zwischen dem Rand 7.1 der
Lage 7 und den benachbarten parallelen Rändern 2.1, 3.1 der
beiden Beutelwände 2, 3 ist.
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- 1
- Staubfilterbeutel
- 2
- vordere
Beutelwand
- 3
- hintere
Beutelwand
- 4
- Einlaßöffnung
- 5
- Anschlußstück
- 6
- Anschlußöffnung
- 7
- bewegliche
Lage
- 8
- Naht
- 9
- innere
Beutelwandlage
- 10
- äußere Beutelwandlage
- 11
- Beutelinneres