DE2629967A1

DE2629967A1 - Staubfiltervorrichtung

Info

Publication number: DE2629967A1
Application number: DE19762629967
Authority: DE
Inventors: Andrew Francis Groh
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1975-08-13
Filing date: 1976-07-02
Publication date: 1977-02-17
Also published as: BR7604955A; GB1501066A; JPS5223868A; FR2320721A1; CA1094960A; DE2629967C3; FR2320721B1; JPS568162B2; US4007026A; DE2629967B2

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K.Fincke

Dipl.-Ing. RA-Teickmann, Dip'l.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN
POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22 St/sc

FMC Corporation

200 East Randolph Drive

Chicago, USA

Staubfiltervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Staubfxltervorichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs'. Sie betrifft insbesondere
eine Filtervorrichtung zum Ausfiltern von Staub aus staubhaltiger Luft, die insbesondere geeignet ist für Vorrichtungen, bei denen große Luftmengen in die Filtervorrichtung
hineingezogen werden, jedoch nur ein geringer Raum für eine
wirksame Filterbatterie zu Verfügung steht, wie es bei Kehrmaschinen, Staubsaugern und dgl. der Fall ist. Die Erfindung soll im einzelnen am Beispiel einer Kehrmaschine mit umlaufendem Kehrbesen erläutert werden.

Die US-PS 3 186 021 zeigt eine Straßenkehrmaschxne mit einer Kammer zur Schmutzaufnahme, die Stoffilterbeutel enthält.

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Die Filterbeutel nehmen die gesamte vordere und hintere Länge des Behälters ein, und die Oberseite des Behälters ist durch einen angelenkten Deckel verschlossen, der die Saugkammer begrenzt. Die Beutel werden gereinigt durch Schütteln der unteren Enden der Beutel. Ein Gitter aus Winkelprofilen unterhalb der Beutel lenkt schwerere Bestandteile von den Beuteln ab.

Die US-PS 3 541 631 zeigt einen Unterdrucklader und- und -reiniger mit Reihen von Stoffilterbeuteln , die entfernt werden müssen, wenn feuchtes Material aufgenommen wird, das die Beutel beschädigen würde. Die Beutel werden Reihe für Reihe durch entgegengesetzte Druckluftstrahlen gereinigt, die in Venturi-Rohre innerhalb der Beutel eintreten. Eine senkrechte Ablenkplatte schirmt die Beutel gegenüber der eintreffenden schmutzigen Luft ab.

Die US-PS 3 853 509 beschreibt eine Filtervorrichtung, bei der die Filterelemente durch rückläufige Druckluftimpulse gereinigt werden, die in Venturi-Rohre innerhalb der Elemente eintreten. Die Filterelemente bestehen aus Baumwolle oder anderen Naturfasern, Glas, Asbest, Orion u.s.w. Bei einer Auführungsform weist der Filterstoff 6 Falten auf, und die Filterelemente haben einen Durchmesser von 20,3cm bei einem Mittenabstand von 15,2cm. Der Stoff verbiegt sich während der Luftstrahlreinigung, und er wird in seiner gefalteten Lage durch zwei Drahtkäfige gehalten, die axialverlaufende Drahtglieder umfassen. Ein Satz der Drähte hält die inneren Kanten der Falten gegenüber einer Ausdehnung zurück, und ein anderen Satz hält die äußeren Kanten der Falten gegenüber einem Zusammenklappen zurück. Während der Luftstrahlreinigung wird der Filterstoff zwischen den Drähten verbogen, jedoch ist ein Zusammenklappen oder Aufblasen des Filterstoffes durch die äußeren und inneren Drahtkäfige begrenzt.

Die US-PS 3 394 532 beschreibt eine Staubsammelanlage mit Filterschläuchen aus Filz, die unterhalb von Venturi-Rohren

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liegen. Diese werden durch innere Luftstrahlen gereinigt, die die Schläuche aus einer gewundenen in eine zylindrische Form stoßweise aufblasen.

Die US-PS 3 480 330 beschreibt einen Staubsammler mit Filterrohren aus porösem Material, wie etwa Filz. Zur Reinigung der Rohre werden sie plötzlich aufgeblasen durch Luftstöße von herabragenden Rohren.

Die US-PS'en 3 509 689 und 3 816 978 beschreiben Filteranordnungen mit Stoffilterbeuteln . Der angesammelte Schmutz wird entfernt, wenn Druckluftimpulse eine Bewegung der schlauchförmigen Elemente hervorrufen, die zu einer Ausdehung der Elemente während des Reinigungsvorganges führt. Ein Diffusor in der Form eines Doppelkegels ist in jedem Filterbeutel angebracht.

Die US-PS 3 726 066 beschreibt einen Staubsammler mit Filtern in der Form von Strümpfen oder Beuteln aus Filzstoffen. Die Filter werden gereinigt durch Luftstöße von Rohren aus, die in Venturiabschnitte in den Filterbeuteln hineinragen und bewirken, daß die Filterschläuche durch eine Kippbewegung verbogen werden. Die Impulsdauer der Luftstöße liegt im Bereich von 5 bis 215 Microsekunden, vorzugsweise 20 bis 45 Microsekunden. Jede Filterreihe wird einmal pro Minute beaufschlagt. Die Patentschrift gibt an, daß das Luft/Stoff-Verhältnis im Bereich von 6 bis 9 liegt. Eine senkrecht aufragende Ablenkplatte liegt zwischen dem Schmutzlufteinlaß und den Filterbeuteln.

Die US-PS 3 816 979 zeigt einen schlauchförmigen Stoffilter, bei dem die schmutzige Luft in das Innere des Beutels strömt und die gefilterte Luft die Außenseite des Beutels verläßt. Die Filter werden gereinigt durch Impulsluftvorhänge, die bewirken, daß die Beutel zur Reinigung zusammenfallen.

Die US-PS 3 606 736 zeigt eine Filtervorrichtung, bei der schlauchförmige Filterstrümpfe oder -beutel aus Filzfasern aus Baumwolle, Seide, Hanf, Glas, Asbest, Orion, Dacron oder

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gewebten Stoffen ähnlicher Materialien hergestellt sind. Die Beutel werden gereingt durch Luftstöße aus Rohren, die in konzentrische Düsen innerhalb der Beutel hineinragen. Die Luftstöße haben eine Dauer von 5 bis 250 Microsekunden, vorzugsweise von 15 bis 100 Microsekunden.

Die US-PS 3 680 285 beschreibt einen beuteiförmigen Filter mit Reihen von auswechselbaren zylindrischen Filterbeuteln, bei denen jede Beutelreihe durch Luftimpulse einmal pro Minute gereinigt wird. Eine Leitung erstreckt sich zwischen jedem Filter und einem Membranventil.

Die US-PS 3 735 566 beschreibt eine Filtervorrichtung mit zylindrischen Filterbeuteln aus gewebtem Wollmaterial, die durch Luftimpulse gereinigt werden, die durch Düsenrohre abgegeben werden, die in die Beutel hineinragen.

Die US-PS 3 757 497 beschreibt eine Filtervorrichtung mit schlauchförmigen Filterbeuteln aus gewebtem Wollmaterial, die durch Luftimpulse gereingt werden, die durch mit öffnungen versehene Rohre abgegeben und in Venturiabschnitte hineingleitet werden, die von den Beuteln aufragen. Die Impulse haben eine Dauer von 0,1 see, und jede Reihe wird einmal pro Minute gereinigt.

Die US-PS 3 864 108 beschreibt einen Staubsammler mit Luftstrahlreinigung unter Verwendung senkrechter Venturiabschnitte auf gegenüberliegenden Seiten und schlauchförmigen Filtern aus feingewebtem oder gesponnenem Fasermaterial.

Die US-PS"en 3 538 687 und 3 765 152 beschreiben Filtervorrichtungen, bei denen die Filter die Form von flexiblen Stoffstrümpfen oder Beuteln aufweisen. Die Beutel werden gereinigt durch Luftimpulse, die in schalenförmige Schläuche an der Oberseite der Beutel eingeleitet werden (US-PS 3 53 8 687), oder in Venturi-Rohre, die in die Beutel hineinragen (US-PS 3 765 152).

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Die US-PS 2 748 948 beschreibt eine Filtervorrichtung für Benzin, bei der das Filterelement aus harzgetränktem, gefaltetem Papier besteht. Der größte Teil der äußeren Umfangsfläche des Filterelements ist durch einen undurchlässigen Mantel umgeben, der als Ablenkplatte dient und den Einlaßbereich des Filters während des Filtervorganges einschränkt. Eine Strahlreinigung ist nicht vorgesehen.

Die US-PS 3 013 667 beschreibt einen gefalteten Filter aus einem porösem . Blatt aus Papier, Karton, Filz, Gewebe oder dgl., der mit thermoplastischen Abschlußelementen verklebt ist. Ein grobperforierter Mantel schließt die Falten über die gesamte Länge des Filters ein.

Die US-PS 3 812 660 beschreibt Filterbeutel, deren untere Enden mit einer Platte mit Hilfe eines mit einer Nut versehenen Silikon-Ringes befestigt sind. Die oberen Enden der Beutel sind geschlossen und elastisch aufgehängt, so daß ein Schütteln der Beutel zu Zwecken der Reinigung erleichtert wird.

Aus den zuvor erwähnten Patentschriften ergibt sich, daß es vorgeschlagen worden ist, eine Anzahl von rohrförmigen Stofffilterbeuteln an einer mit öffnungen versehenen Wand aufzuhängen, die die Einlaßkammer zur Aufnahme von staubhaltiger Luft von einer weiteren Kammer für gefilterte Luft abtrennt, die mit einem Sauggebläse verbunden ist. Bei der erwähnten US-PS 3 541 631 werden die Stoffilterbeutel einer Vakuum-Kehrmaschine durch zyklische Einleitung von Impuls strahlen von Hochdruckluft in die offenen Enden der Filterelemente gereinigt. Diese Luftstrahlen bewirken eine Ausdehnung und ein Flattern der Wände des Filterelementes, durch die der Filterkuchen gelöst wird. Zumindest werden diejenigen Teile gelöst, die nicht fest in den Filter eingebettet sind. Wenn jedoch ausnahmsweise feuchtes Abfallmaterial aufzunehmen ist, werden die Filterrohre als Einheit entfernt.

Andere der oben erwähnten Patentschriften beschreiben Impuls-

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strahl-Reinigungssysteme für Stoffilterbeutel , befassen sich jedoch nicht mit einer Beschränkung des Volumens, wie es der Fall sein sollte, wenn es sich um Kehrmaschinen oder dgl. handelt.

Bei vielen der oben erwähnten Lösungen werden Venturirohre oder dgl. in die Filterpatronen hineingeführt, wie es z.B. in den US-PS'en 3 541 631 und 3 853 509 gezeigt ist. Diese erzeugen eine gewundene Bahn für Luft, die in die oberen Enden der Patronen eingesogen wird. Andere der bekannten Lösungen umfassen Rohre, die aus den oberen Enden der Patronen herausragen, wie die US-PS'en 3 394 532 und 3 480 330. Dadurch erhöht sich die Tiefe und damit das Volumen der Filterkammer .

Eine Möglichkeit, Filter der in Betracht kommenden Art miteinander zu vergleichen, ergibt sich aus dem Luft/Stoff-Verhältnis. Dieses Verhältnis ist definiert als Verhältnis der Kubikmeter Luft, die durch das Filtersystem strömen, zu der Gesamtfläche des Stoffes in Quadratmetern, der in den Filterelementen verwendet wird. Ein niedriges Verhältnis hat den Vorteil eines geringen Druckabfalles an dem Filter und einer entsprechend hohen Wirksamkeit beim Aufgreifen von staubhaltiger Luft um einen Kehrbesen herum und beim Anziehen der Luft in die Schmutzluftkammer. Bei einem gegebenem Luftdurchsatz erfordert ein niedriges Verhältnis jedoch eine relativ hohe Gesamtfläche des Filtermaterials, und in einigen Anwendungsfällen , beispielsweise bei Kehrmaschinen, ist das zur Aufnahme einer Filterbatterie zu Verfügung stehende Volumen begrenzt.

Wenn Stoffilter verwendet werden, ist es bekannt, daß das Luft/Stoff-Verhältnis nicht über 10/1 liegen sollte, um eine Einbettung des Schmutzes und unter Umständen eine Verstopfung des Filters zu verhindern, da andernfalls die Filterelemente häufig ausgewechselt werden müssen. Wie sich zeigen wird, bestehen die Filterpatronen der vorliegenden Erfindung aus ge-

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faltetem Papier, so daß das zuvor erwähnte "Luft/Stoff-Verhältnis" als "Luft/Papier-Verhältnis" verwendet wird.

Ein gefalteter Stoffilterbeutel ist in der US-PS 3 853 509 vorgeschlagen worden, die 6 Falten zeigt. Dieser Filter erfordert zwei Sätze von Haltedrähten und zugehörigen Käfigen zur Aufrechterhaltung der gefalteten Lage, und ein Austausch des gesamten Filterelements ist kostspielig oder, wenn die Drahtkäfige wieder verwendet werden sollen, erfordert einen zeitaufwendigen Arbeitsvorgang beim Aufschieben des Stoffes auf die Käfige. Die Anpassung einer gefalteten Stoffilters mit Drahtkäfig an die Verwendung einer großen Anzahl von schmalen Falten würde dieses Problem verstärken.

Einige der der Erfindung zu Grunde liegenden Zielvorstellungen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

a) Es soll möglich sein, eine große Luftmenge um den Kehrbesen einer Kehrmaschine herum anzuziehen und damit wirksam Schmutz von dem Kehrbesengehäuse aufzunehmen und die um die Kehrmaschine herum angehobene Staubmenge zu steuern.

b) Zum wirksamen Filtern der Luft und zum automatischen Reinigen der Filter während des Betriebs der Kehrmaschine soll eine Filtereinheit verwendet werden, die einen relativ geringen Gesamtraum einnimmt.

c) Es soll ein Filtersystem geschaffen werden, das die Verwendung eines niedrigen Luft/Filterflächen-Verhältnisses gestattet, bei dem jedoch die Filterbatterie einen relativ geringen Raum einnimmt.

d) Es sollen Filterelemente geschaffen werden, die nicht zur Verstopfung neigen, und zwar selbst dann nicht, wenn das Verhältnis von Luft zu Filterfläche Werte von 22/1 erreicht.

e) Es soll eine Filtereinheit mit Luftimpuls-gereinigten Filterpatronen geschaffen werden, die keine Venturi-Rohre innerhalb der Patronen und keine Luftrohre erfordern, die sich zwischen den oberen Enden der Patronen und einem Druckluftrohr erstrecken.

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Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Erfindungsgemäß werden die oben erwähnten Ziele erreicht durch Herstellung eines Filterelements in der Form eines Schlauches aus gefaltetem, porösem Papier. Das Papier wird durch Imprägnierung mit einem Harz verstärkt, und ein derartiges Papier ist in einer Form verfügbar, bei der die maximale Teilchengröße, die den Filter passiert, 4 0μΐη beträgt. Dadurch wird die gefilterte Luft in angemessener Weise gereinigt, und zwar auch dann, wenn die Filterelemente neu sind, da beim Entwickeln eines Filterkuchens die Teilchengröße, die durch den Filter hindurchgeht, weiter verringert wird.

Die gefalteten Filterelemente werden periodisch gereinigt ohne Unterbrechung des Betriebs des Filtersystems, indem Impulsluftstrahlen mit hohem Druck in die offenen Enden der rohrförmigen Filter eingeleitet werden, durch die Staubansammlungen auf den äußeren Oberflächen der Filter gelöst werden. Aus den oben erwähnten Patentschriften geht hervor, daß Luftstrahlreinigungssysteme dieser Art bereits in Verbindung mit Stoffbeutelfiltern verwendet worden sind, bei denen das lose montierte Stoffbeutel-. material entsprechend den Druckwellen flattern und ausgedehnt werden kann, die durch die Luftimpulse der Reinigungsluft erzeugt werden. Die Verwendung von Impulsluftstrahlen würden jedoch zu einer Entfaltung und radialen Ausdehnung gefalteter Stoffilter gegeneinander führen, wenn nicht Haltekäfige aus Draht verwendet würden.

Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, daß unter trockenen Bedingungen keine äußeren Halteelemente für die gefalteten Filterpatronen erforderlich sind. Bei feuchten Bedingungen dagegen kann ein offenmaschiges, ringförmiges Halteband auf das Äußere der gefalteten Filterpatronen aufgebracht werden, das ein Aufblasen, eine Ausdehnung und ein Setzen der gefalteten Filterpatronen entsprechend den Druckwirkungen der Reinigungsluft verhindert. Da das Halteband als Staubfänger wirken kann, hat es sich erwiesen, daß ein oder mehrere schmale Maschenbänder den

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erforderlichen Halt unter feuchten Bedingungen bewirken und das Auffangen des Staubes auf ein Minimum reduzieren. Wie erwähnt wurde, sind bei trockenen Kehrbedingungen keine äußeren Bänder erforderlich. Im Zusammenhang mit der Erfindung hat sich auch gezeigt, daß eine übermäßige mechanische Ausdehnung und öffnung der Falten der Filterelemente während des Luftreinigungsvorganges nicht notwendig für die Luftstrahlreinigung ist, wenn die gefalteten Filterelemente der Erfindung verwendet werden. Diese Filterelemente behalten ihre gefaltete Form und werden wirksam gereinigt, obgleich das Papiermaterial relativ steif ist und gegenüber einem Entfalten während der Luftstrahlreinigung unter trockenen Bedingungen nicht zurückgehalten wird.

Hinsichtlich der Luftstrahlreinigung ist es bei früheren Systemen für erforderlich gehalten worden, Venturi-Rohre zu verwenden, die die Luftstrahlen aufnehmen und in die Filterpatronen hineinführen. Wie erwähnt wurde, bewirken Rohre, die in die Filterpatronen hineinragen, eine gewundene Luftbahn im oberen Eintrittsbereich der Patronen. Es sind doppelkegelförmige Diffusor-Einsätze vorgeschlagen worden, wie die US-PS 3 816 978 zeigt. Ein schnellwirkendes Membranventil und eine Metallrohr-Druckkammer sind verwendet worden, wie etwa gemäß der US-PS 3 680 285, und ebenso sind mit Ventilen versehene Rohre vorgeschlagen worden, die von einem Druckverteiler herabhängen und nach unten in das Innere der Filterbeutel hineinragen (US-PS 3 735 566). Diese Systeme beruhen auf dem Anziehen zusätzlicher Reinigungsluft durch die Reinigungsdüsen.

Das erfindungsgemäße Luftimpuls-Reinigungssystem ist einfacher, wirtschaftlicher und ebenso wirksam wie die bekannten, komplizierten Systeme. Bei dem erfindungsgemäßen System sind die gefalteten Papierfilterelemente in einen ringförmigen, gummiartigen Kunststoff-Haltering eingeformt, der eine äußere Nut aufweist, die in eine öffnung der Trägerplatte eingerastet werden kann. Die Filterelemente sind in Reihen, beispielsweise vier Reihen von jeweils 11 Elementen angeordnet, und ein mit einfachen öff-

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nungen versehenes Luftrohr erstreckt sich über jede Reihe. Die inneren Wände der Halteringe sind zylindrisch ausgebildet, und die inneren ümfangsflachen der gefalteten Papierfilterelemente bilden die Fortsetzung dieser inneren Wände. Das Luftrohr weist Bohrungen auf, die Düsenöffnungen oberhalb des Mittelpunktes jedes Halteringes eines Filterelements darstellen und im Abstand oberhalb der Halteringe liegen. Druckluft mit hoher Impulsfrequenz wird direkt aus dem durchbohrtem Luftrohr in die gefalteten Papierfilterpatronen abgegeben und führt zu einer wirksamen Reinigung. Es sind keinerlei Venturi- oder anderweitigen Rohre vorgesehen, die von dem Luftrohr herabhängen oder sich zwischen den Patronen und dem Luftrohr erstrecken oder in das Innere der Patronen hineinragen. Wegen des Fehlens von herabragenden inneren Venturirohren entsteht eine direkte, nicht behinderte Bahn für die Luft, die in die oberen Enden der Filterpatronen während des Normalbetriebs eintritt. Durch Fortlassen der Rohre zwis chen den oberen Enden der Filterpatronen und dem Luftrohr wird die Tiefe der Filtereinheiten nicht verringert. Außerdem wird das Entfernen und Auswechseln der Filterpatronen vereinfacht. Es müssen keine zusätzlichen Teile entfernt, ausgewechselt oder übertragen werden, während die Filterpatronen entfernt oder ausgewechselt werden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung im Hinblick auf Kehrmaschinen liegt in der maximalen Ausnutzung des Behälters zur Aufnahme des Schmutzes und in der Erleichterung des Auswechselns der Filterelemente, die in den Behälter hineinragen. Bei der im einzelnen beschriebenen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Filtereinheit F Filterpatronen, die in vier Reihen zu 7 Patronen angeordnet sind. Jede Patrone umfasst ein gefaltetes Papierfilterelement, und die Umfange der Filterelemente liegen im gegenseitigem Abstand. Diese Patronen hängen von einer mit Öffnungen versehenen Trennwand herab, die eine Wand der Saugkammer für gefilterte Luft bildet, die mit dem Gebläse verbunden ist. Diese Trennwand weist einen waagerechten, mit Öffnungen versehenen Bereich auf, der weniger als die Hälfte der Längsrichtung des Behälters einnimmt, sich jedoch vollständig über den Trichter von einer Seite zu anderen Seite er-

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streckt. Die vordere Kante der Trennwand wird durch die vordere senkrechte Wand des Behälters oder Trichters abgestützt und bildet einen Wandabschnitt einer Saugkammer, die mit dem Gebläse verbunden ist. Die rückwärtige Kante der mit öffnungen versehenen Trennwand hängt von einem herabragenden Flansch herab, der sich ebenfalls von einer Seite des Trichters zu anderen erstreckt. Die Oberseite des Behälters ist durch einen angelenkten Deckel verschlossen. Dieser Deckel weist Dichtungen auf, die die Saugkammer für die Filterpatronen abdichten und eine obere Einlaßöffnung der Schmutzkammer abschließen. Die Luftrohre, zugehörige Ventile und ein Luftverteiler hängen von dem Deckel in die Saugkammer oberhalb der Filterpatronen herab, und das Verteilersystem ist über flexible Schläuche mit einem Luftkompressor verbunden. Wenn bei dieser Konstruktion der Deckel angehoben wird, wird das Luftstrahlsystem zur Überwachung, Einstellung, und Reparatur freigegeben. Außerdem sind die oberen Enden der Filterpatronen in der Saugkammer zugänglich, und zugleich ist die öffnung der Schmutzkammer geöffnet, so daß ein Bedienungsmann durch diese große öffnung im hinteren oberen Bereich des Behälters hineingreifen und die Filterpatronen zur Montage oder zum Austausch erfassen kann.

Bei der näher beschriebenen Ausführungsform der Erfindung weist die Kehrmaschine einen zylindrischen Kehrbesen auf, der den Schmutz auf der Unterseite fortschleudert und in eine Bahn eines umlaufenden Flügel-Huborgans wirft. Das Huborgan schleudert den Schmutz in den Schmutzbereich des Behälters. Die leichteren Teile werden ebenfalls in den Behälter zusammen mit einem Luftstrom eingesaugt, der in die Kehrbesenkammer durch ein Gebläse hineingezogen wird. Es hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, die Filterelemente vor Steinen und schweren Gegenständen zu schützen, die in den Behältern durch den Kehrbesen und das Huborgan hineingeschleudert werden. Beispielsweise liegt gemäß der US-PS 3 726 066 eine senkrechte Ablenkplatte oberhalb und nahezu vollständig senkrecht vor den Filterelementen direkt vor dem Schmutzeinlaß. Dies führt zu einer um

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180° gewundenen Bahn, den der Staub zurücklegen muß, bevor er den Filter erreicht. Erfindungsgemäß wird ein angemessener Schutz der Filterelemente gegen Beschädigung durch Stöße erreicht, ohne den Einlaß zu dem Behälter zu beschränken und eine gewundene Bahn für den Luftstrom von dem Behälter zu dem Filterelementen vorzusehen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Behälter mit einem winkelförmigen Ablenkprofil versehen wird, das sich quer über den Einlaß des Behälters über einen relativ kurzen Abstand erstreckt, und das einen solchen Winkel aufweist, daß die in den Behälter durch das Huborgan hineingeworfenen Teile eine Wurfbahn haben, bei der die Filterelemente nicht erreicht werden.

Dieses Ablenkprofil· behindert die Bahn des Schmutzes in den Behälter hinein oder den Luftstrom durch den Behälter und zu den Filtern nicht.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig.1 ist eine Seitenansicht einer

Straßenkehrmaschine entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung und zeigt einen Behälter in seiner Kipposition in strichpunktierten Linien;

Fig.2 ist eine Draufsicht auf die Kehrmaschine, bei der ein Teil des Behälterdeckels zur Verdeutlichung der Filterelemente fortgebrochen ist;

Fig.3 ist ein vergrößerter Schnitt durch

den rückwärtigen Bereich der Maschine entlang der Linie 3-3 in Fig.2;

Fig.4 ist ein Teilschnitt durch den Behälter entlang der Linie 4-4 in Fig.3;

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Fig.5 ist ein Teilschnitt durch die Saugkammer entlang der Linie 5-5 in Fig.4;

Fig.6 ist eine schematische, perspektivische Darstellung verschiedener Antriebs -und Hydraulikelemente;

Fig.7 ist ein Teilschnitt entlang der Linie 7-7 in Fig.2 bei offenem Behälterdeckel;

Fig.8 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines der Filterelemente mit einigen fortgebrochenen Teilen;

Fig.9 ist ein Schnitt durch eine Filterpatrone entlang der Linie 9-9 in Fig.8;

Fig.10 ist ein vergrößerter Teilschnitt einer Filterpatrone.

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Die Hauptbestandteile einer Kehrmaschine 10 gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den Figuren 1 und 2 gezeigt, und Figur 3 veranschaulicht in etwas vergrößerter Schnittdarstellung zusätzliche Einzelheiten der Trichterkonstruktion. Figur 6 ist eine schematische, perpektivische Darstellung zur Veranschaulichung des Betriebs der verschiedenen Elemente.

Wie Fig.1, 2 und 3 zeigen, umfasst die Kehrmaschine 10 seitliche Rahmenteile 11 und herabhängende, rückseitige Rahmenteile 12 zur Befestigung der Hinterräder (Fig.3), ein rückwärtiges Querprofil 13, eine senkrechte Frontplatte 14 und eine mittlere, senkrechte Säule 15, die durch Querprofile 16 und 17 verbunden ist (Fig.3). Weiterhin ist eine vordere Bodenplatte 18 vorgesehen, und ein Raum 19 gestattet den Zugang zu verschiedenen Bestandteilen. Nicht angetriebene und frei mitlaufende Hinterräder 20 sind an den hinteren Rahmenteilen 12 befestigt.

Die Kehrmaschine weist Vorderradantrieb auf und umfasst ein einzelnes, in der Mitte liegendes Vorderrad 21, das an einem senkrechten Arm 22 befestigt ist (Fig.6), der um eine senkrechte Achse 23 schwenkbar ist, die in einem an der Bodenplatte 18 befestigten Lager gelagert ist. Ein nicht gezeigtes Gestänge wird über ein Lenkgetriebe 25 mit Hilfe eines Lenkrades 26 betätigt und lenkt das Vorderrad um seine Achse 23, wobei es auf Einzelheiten dieser Lenkung hier nicht ankommt. Eine Platte 27 (Fig.2), die vom Fahrersitz 28 aus zugänglich ist, nimmt Steuerventile für die hydraulischen Einheiten und Schalter für elektrische Einheiten auf, die der Kehrmaschine zugeordnet sind.

Seitenplatten 34 (Fig.2) verlaufen nach rückwärts von den aufragenden Säulen 15. Die Säulen 15 dienen zur Aufnahme hydraulischer Kippzylinder, die mit einem Behälter verbunden sind, der allgemein mit H bezeichnet ist und an der Rückseite der Kehrmaschine angebracht ist.

Wie am besten aus Fig.6 hervorgeht, befindet sich eine Brenn-

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kraftmaschine E in der Mitte und in Querrichtung auf dem Fahrwerk.

Wie insbesondere Fig.3 zeigt, befindet sich unmittelbar vor den Hinterrädern 2 0 ein zylindrischer Haupt-Kehrbesen 40, der Schmutz auf seiner Unterseite erfasst und fortschleudert. Der Kehrbesen kehrt Abfälle und Staub in die 'Bahn eines umlaufenden, mit Flügeln versehenen Huborgans 42, das das Material in den Behälter H schleudert. Der Kehrbesen 40 kann durch den Bedienungsmann auf verschiedene bekannte Weise angehoben und . cibgesenkt werden. Einzelheiten sind hier nicht entscheidend.

Die beschriebene Kehr- und Sammelwirkung wird verstärkt durch ein Gebläsesystem, das Luft in den Kehrbesenraum, in den Behälter H, und durch eine Filtereinheit F hindurchsaugt.

An der rechten Vorderseite der Maschine ist eine Bordsteinoder Seitenbürste 44 (Fig.1 und 2) durch ein Parallelgestänge 46 in bekannter Weise abgestützt. Die Seitenbürste 44 kann durch den Bedienungsraann ebenfalls in bekannter Weise angehoben und abgesenkt werden.

Wie am besten aus Fig.3, 4 und 5 hervorgeht, nimmt der Behälter H die Filtereinheit F auf, die Reihen von herabhängenden Patronen C umfasst, die gefaltete Papierelemente P enthalten (Fig.8 bis 10) Einzelheiten sollen im folgenden erläutert werden. Das durch den Kehrbesen 40 aufgegriffene Material, das durch das Huborgan 42 weitergefördert wird, wird in den Behälter H geschleudert, und Staubteilchen, die sich in der in den Behältern eingesaugten Luft befinden, werden durch den Filter mit Hilfe eines Gebläses B hindurchgezogen, das als Axialgebläse dargestellt ist, jedoch eine andere Ausführungsform haben kann. Gefilterte Luft wird durch den Filter und das Gebläse hindurchgezogen und von einer Seite des Gebläses an die Atmosphäre abgegeben.

Allgmeiner Aufbau des Behälters

Der Behälter H ist an der Rückseite der Maschine angebracht, so daß er zur Freigabe eines Abfallbehälters hydraulisch geschwenkt

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werden kann, und der Behälter kann derart geschwenkt werden,
daß die Abfälle über eine hydraulisch gesteuerte Tür an der
Rückseite des Behälters ausgekippt werden. Insbesondere Fig.1
und 6 zeigen, daß die unteren rückwärtigen Bereiche der Seitenplatten des Behälters in der Achse 50 schwenkbar an dem Rahmen oder einem zugehörigen Teil gelagert sind. Zum Kippen des Behälters ist jede seiner Seiten mit einem Kippzylinder 64 verbunden. Die Kolben dieser Zylinder sind schwenkbar in den Achsen 66 mit dem Behälter verbunden, und die Zylinder sind in den Achsen 68 schwenkbar an einem nicht gezeigten Arm der zugehörigen aufrechten Säule 15 festgelegt. Die Einzelheiten des Kippmechanismus sind hier
nicht wesentlich.

Eine rückwärtige Wand 70 des Behälters nimmt eine Auswurftür
oder Klappe 72 auf. Die Klappe 72 ist an Winkelhebeln 74 befestigt, deren oberen Enden schwenkbar an der rückwärtigen
Wand 70 in den Achsen 76 gelagert sind. Ein Mittelbereich jedes Winkelhebels 74 ist mit einem Gestänge 78 verbunden, das durch einen Hydraulikzylinder 83 betätigt wird, der schwenkbar an der rückwärtigen Wand 70 des Behälters angebracht ist. Einzelheiten der Klappenbetätigung sind nicht wesentlich.

Der Behälter H weist gemäß Fig.3 eine geneigte rückwärtige Bodenwand 88 auf, die mit einem kurzen, aufrechten Wandabschnitt 90 verbunden ist, der seinerseits mit einer aufwärts geneigten Bodenwand 92 in Verbindung steht, die den Kehrbesenraum teilweise überragt. Die Bodenwand 92 endet in einer öffnung 93, die Schmutz von dem Huborgan zusammen mit Luft aufnimmt, die durch das Gebläse angesaugt wird. Wie Fig.3 zeigt, umgibt eine rechtwinklige, gummiartige Dichtung 94 eine rechteckige öffnung 96 in dem Kehrbesenraum. Dadurch wird eine luftdichte Verbindung mit den überhängenden Flanschbereichen des Behälters hergestellt;, die den Kehrbesenraum umgeben. Die Bodenwand des Behälters trägt ebenfalls ein herabhängendes, dreieckiges Profil 57, das Schmutz ablenkt, der andernfalls hinter den Kehrbesen 40 surückgeschleudert werden könnte.

Der Behälter ',vsist sinsn im wesentlichen senkrechten vorderen
Wandabschnitt "OG auf und trägt eine waagerechte, mit öffnungen

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versehene Trennwand 102 zur Aufnahme der Filter, wie am besten aus Fig.3 und 4 hervorgeht. Die Trennwand 102 erstreckt sich zwischen senkrechten Seitenwänden 104, 106 des Behälters, wie Fig.4 zeigt. Die Trennwand 102 ist an ihrem rückwärtigen Ende und im Mittelbereich des Behälters durch einen herabhängenden Flansch 108 (Fig.3 und 6) aufgehängt und durch einen geneigten Flansch 110 abgestützt (Fig.3), der mit dem erwähnten geneigten Wandabschnitt 100 in Verbindung steht. Der obere vordere Bereich des Behälters umfasst einen kurzen Wandabschnitt 112, der sich quer über den Behälter erstreckt und oben rechts in Fig.3 gezeigt ist. Der Wandabschnitt 112 ist mit einem nach unten verlaufenden vorderen Wandabschnitt 114 verbunden, der zwischen den Seitenwänden des Behälters verläuft und mit dem vorderen Wandabschnitt 100 in Verbindung steht. Der Wandabschnitt 114 weist eine öffnung 116 auf, die einen Einlaß für das Gebläse B bildet. Eine Gummidichtung 118 umgibt eine öffnung 119 des Gebläsegehäuses 120 (Fig.3) und stellt eine Abdichtung zwischen der öffnung 116 in der vorderen Wand des Behälters (Fig.3) und der öffnung 119 in dem Gebläsegehäuse 120 her.

Der untere vordereBereich des vorderen senkrechten Wandabschnitts 100 des Behälters H ist mit einem Ablenkprofil 121 versehen, das eine geneigte obere Wand 122 umfasst, die mit einer unteren, nach oben und rückwärts geneigten Wand 124 verbunden ist. Wie in Fig.3 durch die strichpunktierte Linie 126 angedeutet ist, welche Linie eine Verlängerung der unteren Wand 124 darstellt, begrenzt die untere Wand 124 trotz ihrer relativ geringen Länge die Wurfbahn von schweren Teilchen, die durch das Huborgan 42 in den Behälter geschleudert werden, so daß diese Teilchen nicht gegen die Filterelemente P der Filtereinheit F schlagen können. Auf der anderen Seite bieten das Ablenkprofil 121 und seine untere Wand 124 im wesentlichen keinen Widerstand gegenüber dem Luftstrom von der öffnung 93 des Behälters und durch die Wände der Papierfilterelemente der Filtereinheit F.

Die untere strichpunktierte Linie 128 in Fig.3 zeigt die maximale Höhe der Teilchen, die normalerweise in dem Behälter H vor dem Auskippen gesammelt werden. Da die Filtereinheit F weniger als

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die Hälfte der Strecke von dem vorderen Wandabschnitt 100 bis zu der rückwärtigen Wand 70 des Behälters einnimmt und da die Filterelemente relativ kurz sind (3 0cm lang im vorliegenden Beispiel), kann der Behälter eine große Abfallmenge ansammeln, ohne daß die Filterwirkung beeinträchtigt wird, bevor der Behälter oder Trichter ausgekippt wird. Dieser Vorteil ergibt sich aus Verbesserungen der Filtereinheit F, die zu der Veringerung von deren Abmessungen führen, wie im folgenden erläutert werden soll.

Der obere Bereich des Behälters H ist durch einen Deckel 130 verschlossen, der gelenkig gelagerte Arme 135 aufweist, die von dem oberen Wandabschnitt 112 vorspringen (Fig.7). Der Deckel 130 weist eine umlaufende Dichtung 132 auf, die den Rand des Behälters abdichtet. Eine mittlere, quergerichtete Dichtung 134 an dem Deckel 130 dichtet in Bezug auf den quergerichteten senkrechten Flansch 108 ab, der den rückwärtigen Rand der Trennwand 102 trägt. Daher unterteilt der Deckel 130 den Behälter in einen Hauptraum D, der staubhaltige Luft aufnimmt, und einen Saugraum V der mit dem Gebläsegehäuse 120 in Verbindung steht.

Wie Fig.7 zeigt, endet die Trennwand 102, die die Filtereinheit F aufnimmt, und der herabhängende Flansch 108, der ein Ende der trennwand abstütz, in Abstand von der rückwärtigen Wand 70 des Behälters. Diese Anordnung ermöglicht in Verbindung mit der Konstruktion des Deckels 130 eine große Öffnung 136 in der Staubkammer D des Behälters. Dadurch wird es für einen Bedienungsmann erleichtert, Filterpatronen einzusetzen oder zu entfernen, die von der Trennwand 102 herabhängen. Der Bedienungsmann kann den Deckel 130 öffnen und in den Ansaugraum V hineingreifen und die Filterpatronen C der Filtereinheit F herausnehmen und auswechseln. Wie noch genauer erläutert werden soll, ragen Flansche 138 (Fig.3) und 138a (Fig.7) von dem Deckel herab. Die Flansche tragen Luftrohre, die Reinigungsluft in Form von Gegenstrom-Impulsstrahlen zur Reinigung der Papierfilterelemente P erzeugen. Wenn daher der Deckel 130 geöffnet wird, sind nicht nur die Filterpatronen zugänglich, sondern auch der Luftreinigungsmechanismus, der im folgenden erläutert werden soll. Ferner können bei geöffnetem Deckel

die Filterpatronen nach unten durch die öffnungen in der Trennwand 102 zur Anfangsmontage oder beim Austausch hindurchgeschoben werden.

Kehrbesengehäuse

Gemäß Fig.3 ist der zylindrische Kehrbesen 40 in einem im wesentlichen rechteckigen Gehäuse untergebracht. Der Kehrbesen nimmt Schmutz auf, der in die Schmutzkammer D durch das Huborgan 42 überführt wird. Das Kehrbesengehäuse weist einen gekrümmten Haubenbereich 140 auf, der der Bahn der Flügel 142 des Huborgans 42 angepasst ist und das Anheben des Schmutzes in die Schmutzkammer unterstützt. Nach rückwärts von dem gekrümmten Haubenbereich 140 erstreckt sich ein geneigter Flansch 144, der den Schmutz aufwärts in die Bahn des Huborgans 42 lenkt. Eine flexible Klappe 146 hängt von dem Flansch 144 herab und erfasst die gekehrte Oberfläche. Der obere Bereich des Kehrbesengehäuses weist die öffnung 96 auf, die durch die Dichtung 94 umgeben wird (Fig.3), wie zuvor angeführt wurde. Das Kehrbesengehäuse weist eine rückwärtige Wand 148 auf, die eine rückwärtige Klappe 150 zum Erfassen der gekehrten Oberfläche trägt. Ferner ist das Kehrbesengehäuse mit entgegengesetzten Stirnwänden versehen, von denen jeweils eine seitliche Klappe 152 herabhängt, von denen in Fig.3 nur eine gezeigt ist. Während des Betriebs wird Luft in das Kehrbesen-gehäuse unterhalb der flexiblen Klappen hindurchgezogen, wie die Pfeile in Fig.3 zeigen.

Antrieb

Der Antrieb der verschiedenen Elemente der Kehrmaschine ist schematisch in Fig.6 gezeigt. Der Hauptantrieb ist eine Brennkraftmaschine E, deren Kurbelwelle zwei Hydraulikpumpen, daß Gebläse B zum Abziehen von Luft aus der Ansaugkammer V des Gehäuses und einen Kompressor zur Zufuhr von Reinigungsluft für die Filterelemente antreibt. Das lenkbare Vorderrad 20 wird durch einen umkehrbaren Hydraulikmotor 160 (Fig.6) angetrieben, der durch zwei nicht gezeigte Hydraulikleitungen mit einer umkehrbaren Axialkolbenpumpe 162 mit veränderlichem Hub verbunden ist. Die Axialkolbenpumpe 162 weist eine Taumelscheibe mit ver-

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änderlichem Winkel auf, die durch den Bedienungsmann über einer-nicht gezeigten Mechanismus gesteuert wird, wobei Einzelheiten der Lagerung des Vorderrades, der Lenkung und des Antriebs hier nicht wesentlich sind. Außerdem sind Pumpen mit veränderlicher Zufuhr, die zum Antreiben des Vorderrades geeignet sind, ebenfalls bekannt.

Das Ende der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine E, das die Axialkolbenpumpe 162 antreibt, treibt ebenfalls eine Hydraulikpumpe 165 mit konstantem Durchsatz an, die mit einer Abgabe- und einer Rückleitung 166, 168 verbunden ist. Diese Leitungen stehen mit einer Reihe von Regelventilen in Verbindung, die den Betrieb der zugehörigen hydraulischen Ausrüstung in beide Richtungen steuern oder die Ausrüstungsteile in ihrer jeweiligen Position halten. Der Hydraulikpumpe 165 ist ein nicht gezeigtes Ventilsystem zugeordnet, über das ein Hydraulikmotor 170 zum Antreiben des Kehrbesens 40 und ein Hydraulikmotor 172 für das Huborgan 42 angetrieben werden. Die Hydraulikleitungen und die Ventilsysteme sind in Fig.6 nicht gezeigt, da es sich hier um herkömmliche Konstruktionsmittel handelt, die für die Erfindung nicht wesentlich sind. Die Ventile und die anderen Steuerorgane für die Kehrmaschine können so angeordnet sein, daß sie vom Fahrersitz aus zugänglich sind.

Das Gebläse B wird mechanisch vom entgegengesetzten Ende der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine E aus durch eine Anordnung 174 aus Keilriemen und Riemenscheiben angetrieben, und eine weitere Anordnung 176 aus Keilriemen und Riemenscheiben treibt einen Luftkompressor 180 zur Zufuhr von Druckluft zu den Reinigungseinheiten der Filterelemente an.

Die Hydraulikpumpe 165 ist ebenfalls über verschiedene, nicht gezeigte Steuerventile und Leitungen mit den doppelt wirkenden hydraulischen Zylindern 64, die den Behälter kippen und den hydraulischen Zylindern 83, die die Klappe 72 öffnen und schließen, verbunden (Fig.3). Dis Saitenbürste 44 wird durch die Hydraulikpumpe" 165 über Leitungen und ein nicht gezeigtes Steuerventil mit Hilfe eines Hydraul ikrootors 182 angetrieben«. Derartige Antriebe

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sind bekannt und für die Erfindung nicht wesentlich.

Aufbau der Filterpatronen

Die Einzelheiten der Filterpatronen sind in Fig.8 bis 10 gezeigt. Das.Filtermedium wird gebildet durch ein ringförmiges oder schlauchförraiges, gefaltetes Element P aus harzgetränktem Papier von etwa 0,75mm Dicke bei einer Poren-Nenngröße von 40μΐη. Die effektive Fläche des Filterelements wird wesentlich vergrößert durch die Verwendung der Falten. Bei der hier als Beispiel wiedergegebenenKonstruktion beträgt der größere Durchmesser "d" (Fig.9) des Filterelements P 6cm und die freiliegende Länge "1" (Fig.8) des Elements beträgt etwa 30,5cm. Bei einem ausgewählten Durchmesser d des gefalteten Elements bestimmt sich die Faltenform unter Berücksichtung des maximalen gesamten Filterbereiches, während der Filterkuchen von den Außenflächen der Falten durch Luftxmpulsstrahlen, die in das Innere des Elements eingeleitet werden, wirksam entfernt werden kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der der Durchmesser des gefalteten Elements P 6cm beträgt, haben die Falten eine radiale Tiefe "r" gemäß Fig.10 von 6,4mm und einen Neigungswinkel "a" von etwa 35°. Wenn der Neigungswinkel a zu klein ist und unter 20° liegt, wird der Filterkuchen, der sich auf der äußeren Oberfläche des gefalteten Elements P bildet, zwischen den Falten eingeklemmt, und es ist schwierig, ihn durch Luftimpulse zu entfernen. Wenn auf der anderen Seite der Faltenwinkel a zunimmt, nimmt die gesamte Filterfläche ab, sofern die übrigen Abmessungen des Filters konstant bleiben. Bei dem gegebenen Beispiel mit dem Durchmesser d von 6cm, der radialen Tiefe r von 6,4mm liegt der Faltenwinkel a vorzugsweise bei etwa 35° (Fig.10). Bei dieser Ausführung weist jedes gefaltete Filterelement eine Gesamtfläche von 0,18m² auf und ist dennoch kompakt, nur etwa 30,5cm lang und ohne Schwierigkeiten durch Luftimpulse zu reinigen. Die Pfeile in Fig.10 zeigen den Luftstrom, der durch das Gebläse B herbeigeführt wird. Der Luftstrom der Reinigungsdüsen strömt nach auswärts aus diesem EIememt heraus.

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Die Halterung und andere Einzelheiten des Aufbaus der Filterpatrone C sind in Fig.8 gezeigt. Das obere Ende des gefalteten Elements P ist in einen Haltering 190 eingeformt, der aus gummiartigem Material besteht, in dem sich eines der relativ flexiblen Kunststoff-Polymere, wie etwa eine Neopren-Verbindung befinden kann. Die genaue Zusammensetzung des Halteringes ist nicht wesentlich, sofern er ausreichend flexibel ist, um in die Trennwand 102 eingerastet werden zu können, und so/lange die Festigkeit zum Festhalten in der gewünschten Position ausreicht. Das obere Ende des gefalteten Elements P ist in eine Nut 192 des Halteringes eingesetzt, und der Haltering weist eine runde öffnung 194 auf, die einen Durchmesser von etwa 1,9 bis 2,5cm besitzt. Dieser Durchmesserbereich gewährleistet eine angemessene Luftreinigungsfunktion in den oberen Bereichen der gefalteten Filterelemente. Das gefaltete Papierelement P ist einfach zu reinigen und relativ kurz, da es eine Länge "1" von nur 30cm im vorliegenden Beispiel aufweist. Diese Faktoren erhöhen die Wirksamkeit der Luftstrahlimpulse, die zur Reinigung des Filters verwendet werden. Der Haltering 190 weist weiterhin eine umlaufende Nut 196 auf, und er ist mit einer Abschrägung 198 versehen, die ein Einrasten des Halteringes in eine öffnung 202 in der Trennwand 101 erleichtert.

Das untere Ende des gefalteten Filterelements P ist durch eine Abschlußkappe 204 aus Kunststoff verschlossen, die im Bereich 206 mit dem Filterelement verklebt ist. Es hat sich gezeigt, daß bei feuchten Arbeitsbedingungen ein gewisser Rückhalt des Filterelements P gegen die inneren Kräfte des Reinigungsluftstrahls, vorzuziehen ist. Zur Schaffung dieses Rückhalts können zwei ringförmige Haltebänder 210 um das Element herum vorgesehen sein. Diese Haltebänder müssen sich nicht über die gesamte Länge des Elements erstrecken, so daß das Fortblasen des Staubkuchens, der sich auf dem Äußeren des Filterelements angesammelt hat, während der Luftstrahlreinigung auf ein Minimum gebracht wird. Um ein Zusammenklappen des gefalteten Filterelements zu verhindern, ist eine Draht-Schraubenfeder 212 vorgesehen, die gegen den inneren Umfang der Falten anliegt.

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Einer der wichtigen Vorteile der vorliegenden Erfindung liegt in dem geringen Volumen, das für die Filterreihe F der Filterpatronen C erforderlich i.st. Wie in Fig.3 und 5 gezeigt ist, sind vier Patronenreihen vorgesehen, und gemäß Fig.4 befinden sich jeweils 11 Patronen in einer Reihe. Der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Patronen C beträgt etwa 8cm, und bei einem Durchmesser der gefalteten Elemente P von 6 cm beträgt der Abstand zwischen den Umfangsflächen der gefalteten Elemente etwa 1,9cm. Dieser Abstand ist in Fig.3 und 4
veranschaulicht. Dadurch ergibt sich ein freier Luftdurchgang zwischer den gefalteten Elementen, und die Patronen können zum Einfügen, Entfernen und Auswechseln erfasst werden.

Bei dem Aufbau der Patronen gemäß den Beispielen der Fig.8 bis
10, bei denen die Falten eine Radialabmessung r von 6,4mm und einen äußeren Winkel a zwischen den Falten von etwa 35° und einen Außendurchmesser d des gefalteten Elements von 6cm aufweisen, sind 48 Falten (zwei Wände pro Falte) in jedem Element vorgesehen. Daher beträgt die Filterflache! jedes gefalteten Elements P ca. 1870cm² oder ca. 0,19m². Die Filterbatterie F mit insgesamt 44 Filterpatronen weist eine Gesamtfilterfläche von etwa 8,18m² auf.

Die Halteringe mit 7,6cm Durchmesser, die die 44 Filterpatronen tragen, nehmen eine Fläche ein, die etwa 89cm lang und 32cm breit ist, und die Patronen C erstrecken sich um etwa 32cm unter die
sie aufnehmende Trennwand. Dadurch ergibt sich ein Gesamtvolumen des für die Montage erforderlichen Raumes, der die Filterpatronen C aufnimmt, von 0,089m³. Da die Filter eine Gesamtfilterfläche von 8,18m² aufweisen, ergibt sich ein Verhältnis von Filterfläche zu Volumen von 8,18 zu 0,089, das unmittelbar unterhalb von 29 liegt. Dieses hohe Flächen/Volumen-Verhältnis ermöglicht es, ein effektives Filtersystem in einem kleinen Raum unterzubringen. Dies ist insbesondere günstig für Kehrmaschinenoder dgl., wie sie in dieser Beschreibung im einzelnen erläutert werden. Durch Hinzufügung von Filterpatronenreihen würde sich die Filterbatterie nach hinten in den Behälter hinein erstrecken. Dadurch würde sich das Volumen verringern, das eine Aufnahme des Schmutzes gestattet, ohne daß die Filter beeinträchtigt werden.

Es ist bereits Bezug genommen worden auf die US-PS 3 853 509, die

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ein Stoffilterelement mit 6 Falten beschreibt. Bei dieser Konstruktion beträgt der Durchmesser an den äußeren Punkten der Filter 20,3cm, und der Radius im Inneren der Falten der Elemente (der inneren Punkte für den äußeren Käfig) liegt in der Größenordnung von 2,5 bis 3,75cm, während die Filterelemente einen Mittenabstand von 15,2cm aufweisen. In der Beschreibung des genannten Patentes heißt es, daß die 6-fach-Filterelemente eine gesamte Filterfläche von 0,25m² pro 30cm Filterlänge bieten, und es wird erwähnt, daß die VorSprünge eines Schlauches in die Einschnitte eines angrenzenden Schlauches eingeschoben werden können, so daß die Filter mit einem Durchmesser von 20,3cm bei einem Mittenabstand von 15,2cm untergebracht werden können. Versuche zur Verwirklichung dieser Konstruktion ergeben einen Abstand von Element zu Element von ca 19mm, jedoch müssen die Elemente sorgfältig um ihre Achsen ausgerichtet werden, damit eine Berührung verhindert wird, und die Reihen müssen etwas versetzt werden. Bei dieser Anordnung liegen in fünf Reihen von jeweils 6 Filtern insgesamt 30 Filter mit einer Gesamtfilterfläche von 7,8m². Da die Zusammenfügung dieser 6-zackigen Filter nicht in dem erwarteten Maß eine Raumeinsparung gestattet, nimmt eine Batterie von 5 χ 6 = 30 Filter mit einer Tiefe von 32cm einen Raum von 91,5cm Länge und 86,4cm Breite ein, sso daß die gesamte Filterfläche von 7,8m² ein Volumen von 0,2 5m³ erfordert. Dies ergibt ein Verhältnis von Filterfläche zu Filtervolumen von 86,4/0,25 und damit von 9,5 im Vergleich zu etwa 29 bei der erfindungsgemäßen Konstruktion.

Eine andere Möglichkeit zum Vergleichen der Wirksamkeit der gefalteten Filter liegt in der überprüfung des Verhältnisses von ungefalteter Länge der gefalteten Filterelemente zu Filterumfang. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der Umfang bei einem Durchmesser von 6cm bei jedem Filterelement P ca. 19cm, und die ungefaltete Länge eines Filters mit 48 Falten und 6,4mm Filtertiefe beträgt 61cm. Dies ergibt ein Verhältnis von ungefalteter Länge der Falten zu dem Umfang des Filterelements von 61/19 oder 3,22.

Bei einem sechszackigen, gefalteten Filterbeutel mit 20,3cm Durchmesser gemäß dem obigen Patent haben die Falten eine Tiefe von

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etwa 7,6cm, und der Filterbeutel hat einen Umfang von etwa 63,5cm. Die Länge der ungefalteten Falten beträgt etwa 91,4cm. Dies ergibt ein Verhältnis von ungefalteter Länge zu Filterumfang von 91,4/63,5 oder 1,44 im Vergleich zu 3,22 bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Wenn ein sechszackiges, gefaltetes Filterelement auf einen Außendurchmesser von 6cm verringert wird, wie es bei der vorliegenden Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform der Fall ist, beträgt die Radialabmessung der 12 Falten etwas weniger als 19mm, und die ungefaltete Länge des Filterelements beträgt 22,9cm. Wenn die Patrone 30cm lang ist, wie es bei der Erfindung der Fall ist, weist jede Patrone eine Filterfläche von 0,07m² auf. Wenn eine Gesamtfilterfläche von 8,12m² entstehen soll, wie es bei den 44 Filtern einer Ausführungsform der Erfindung der Fall ist, würde der verkleinerte sechszackige Filter 8,12/0,07 oder 117 Filter erfordern. Selbst wenn diese Filter leicht ineinandergreifen, wäre das Gesamtvolumen zur Schaffung von 8,12 qm Filterfläche erheblich größer als das Volumen von 0,089m³, das zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Filtereinheit F in einer Kehrmaschine erforderlich ist. Im übrigen ist es erfindungsgemäß wünschenswert, daß die Filterelemente P einen Abstand für einen unbehinderten Luftstrom und zum Erfassen und Auswechseln der Elemente aufweisen. Eine Verzahnung der Zacken der Filterelemente würde diese Wirkungen beeinträchtigen. Außerdem wäre es zum Verhindern eines Punktkontaktes zwischen den verzahnten Filtern erforderlich, jeden Filter sorgfältig in Umfangsrichtung in Bezug auf die anderen Filter, die ihn umgeben, auszurichten. Dieser Vorgang ist zeitraubend und wenig praktikabel, und zwar insbesondere, wenn die Filter periodisch zur Überwachung oder zum Austausch entfernt werden müssen.

Die Wirksamkeit von gefalteten Filterelementen kann somit nicht nur durch das bereits erwähnte Flächen/Volumen-Verhältnis, das erfindungsgemäß 2 9 beträgt, sondern auch durch das Verhältnis von ungefalteter Länge des gefalteten Filterelements zu Außenumfang des Filterelements dargestellt werden. Bei dem beschriebenen System beträgt das Verhältnis von ungefalteter Länge des Filterpapiers in dem Filterelement P zu dem Umfang des Filterelements 3,22. Bei

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einem gegebenen Durchmesser "d" des gefalteten Filterelements und einer gegebenen, radialen Faltentiefe "r" würde eine Erhöhung der Anzahl der Falten die ungefaltete Länge des Elements und damit das erwähnte Verhältnis erhöhen. Der äußere Winkel zwischen den Falten würde jedoch abnehmen, und es hat sich im Rahmender Erfindung gezeigt,daß eine Veringerung des Winkels unter 20° dazu führt, daß der Filterkuchen in den Falten eingeklemmt wird, so daß die Reinigung erschwert wird, insbesondere wenn sie durch Gegenluftimpulse bewirkt wird. Ebenso würde eine Vergrößerung der radialen Faltentiefe "r" der Falten bei Beibehaltung der Faltenanzahl und des Durchmessers des gefalteten Elements den äußeren Winkel zwischen den Falten verringern und damit diesen Einklemmeffekt des Filterkuchens verstärken. Obwohl ein Faltenwinkelbereich von 20° bis etwa 35° in Betracht kommt, ist ein Winkel von etwa 35° vorzuziehen, da ein Filterelement mit Falten dieses Winkels zu einer relativ großen ungefalteten Filterfläche bei gegebenem Durchmesser führt und eine geringe Gefahr besteht, daß der Filterkuchen in den Falten eingeklemmt wird.

Filterreinigungssystem

Die gefalteten Filterelemente P der Filtereinheit F der vorliegenden Erfindung werden periodisch durch Luftimpulsstrahlen gereinigt, die in die offenen oberen Enden der Patronen C eingeleitet werden. Da die Filterelemente P aus harzgetränktem Papier bestehen und da sie zur Schaffung einer relativ hohen Filterfläche in einer kleinen Patrone gefaltet sind, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Länge von 30cm aufweisen, erzielen die erwähnten Impulsstrahlen aus Filterreinigungsluft die gewünschte Wirkung, obgleich keine Venturi- oder andere Rohre innerhalb der Filterpatronen angeordnet sind und keine Düsen oder Venturistellen von den Luftrohren herabhängen müssen, die die Luftstrahlen zuführen. Wie erwähnt wurde, führen Rohre in den oberen Enden der Filterpatronen zur Erzeugung von gewundenen Luftbahnen. Rohre zwischen den Filterpatronen und den Luftrohren erfordern die Erhöhung der Gesaxnttiefe der Filtereinheit. Weiterhin erhöhen Rohre, die von den Filterpatronen nach oben zu den Luftrohren verlaufen, die Herstellungskosten der Patronen, und sie können bei der Entfernung und beim Austausch der Filterpatronen hinderlich sein.

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Wie in Fig.5 und 6 gezeigt ist, umfasst das Luftreinigungssystem vier parallele Luftrohre 220, deren jeweils eines über der Mitte einer Reihe von 11 Patronen C angeordnet ist. Jedes .Luftrohr 220 ist mit einer öffnung oder Düse 222 versehen, die sich im wesentlichen in der Achse der unterhalbliegenden Filterpatrone befindet. Bei der beschriebenen Ausführungsform beträgt der Innendurchmesser der Luftrohre 220 etwa 4,7cm, und der Durchmesser der Düsen 222 beträgt 2,7mm. Die äußeren Enden und die Mittelbereiche der Luftrohre 220 sind in den Flanschen 138, 138a gelagert, die von dem Deckel 130 herabhängen. Die Luftrohre weisen einen Abstand von etwa 4,4 bis 5cm oberhalb der Filterpatronen auf, so daß in senkrechter Richtung kompakt gebaut werden kann. Die luftaufnehmenden Enden der Luftrohre 220 erstrecken sich von einem Ventil 224 aus, das jeweils mit Hilfe eines kurzen Rohres 225 mit einem Luftverteilerrohr 226 verbunden ist (Fig.5 und 6). Jedes Ventil wird durch einen Magneten 228 gesteuert. Die Einzelheiten dieser Ventile sind nicht wesentlich, und geeignete Ventile sind im Handel erhältlich.

Zur Ermöglichung des Anhebens des Deckels 130, der das Luftreinigungssystem trägt, ist ein Ende des Luftverteilerrohres 226 mit einem flexiblen Schlauch 234 verbunden, der eine Haarnadelform aufweist, wenn der Deckel geschlossen ist (Fig.5). Das andere Ende des Schlauches 234 steht mit einem Anschlußstück 236 in Verbindung .,(Fig. 7), das an dem Flansch 210 des Behälters befestigt ist. Wie in Fig.6 strichpunktiert angedeutet ist, ist das Anschlußstück 236 über eine Luftleitung 238 mit dem Luftkompressor 180 verbunden, der so ausgelegt ist, daß er 0,1m³ Luft pro Minute abgibt.

Die Magneten 228 des Ventils werden durch einen Zeitgeber 230 gesteuert, der die Elektromagneten über schematisch angedeutete elektrische Leitungen 232 .(Fig. 6) einschaltet. Einzelheiten des Zeitgebers 230 sind für die Erfindung nicht wesentlich, obwohl der Zeitgeber vorzugsweise an dem Deckel 130 angebracht ist und Festkörperbapteile aufweist, die in Zeitabständen Öffnungssignale an die Ventilmagneten abgeben, ohne mechanische Verbindungen zu erfordern.

Der Druck in dem Luftverteilerrohr 226 beträgt 7,03 at, und der Zeitschalter 230 ist so ausgelegt, daß er jedes Magnetventil 224 für einen

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Zeitraum von 0,1 sec. öffnet und einen Luftstrahl durch das zugehörige Luftrohr -220 hindurchführt. Dadurch gelangen Luftstrahlen mit hoher Geschwindigkeit durch die Düsen 222 in den Luftrohren in die Patronen, wie in Fig.8 gezeigt ist. Bei dem zuvor beschriebenen System beträgt das gesamte Luftvolumen,das durch die 11 Düsen 222 in jedem Luftrohr 220 abgegeben wird, 0,007m³ bei jedem Impuls von 0,1 see. Die Luftrohre 220 werden jeweils beaufschlagt mit einem Zwischenraum von 6 Sekunden zwischen zwei Impulsen, so daß jedes Luftrohr 220 einen Impuls alle 24 Sekunden erhält und die entsprechende Reihe der 11 Patronen unterhalb der Luftrohre alle 24 Sekunden gereinigt wird.

Dieser Reinigungsvorgang erfolgt ohne Unterbrechung des normalen Betriebs der Kehrmaschine, wobei das Gebläse B fortgesetzt Luft durch 33 Filter hindurchzieht, während eine Reihe von 11 Filtern durch einen Luftimpuls gereinigt wird, der etwa 0,1 see. dauert. Der Aufbau aus imprägniertem, gefaltetem Papier mit einer relativ großen Anzahl von Falten bei einem Winkel a von etwa 35° (Fig.10) und einer radialen Tiefe der Falten r von etwa 6,3mm verhindern ein Einklemmen des Filterkuchens in den Falten, so daß der größte Teil des Filterkuchens aus dem gefaltetem Papierelement P herausgeblasen wird und während jedes Reinigungsimpulses nach unten in. den Behälter fällt.

Die Erfindung gestattet es daher, eine Kehrmaschine mit begrenzten Abmessungen zu schaffen, die einen ausgezeichneten, wirksamen Staubfiltervorgang gewährleistet und einen relativ großen Luftstrom in den Behälter und durch die Filter hindurch ermöglicht. Wenn das Gebläse B beispielsweise bei einer Drehzahl von 3500/4000 U/min läuft, kann es 25,5m³ Luft pro Minute bei 12,7cm Wassersäule Differenzdruck ansaugen. Dies führt zu einer hohen Durchsatzgeschwindigkeit der Luft in den Bereichen, in denen die Luft unter den Klappen hindurch angezogen wird, die den Kehrbesen umgeben. Beim vorliegenden ' Beispiels beträgt die Luftgeschwindigkeit in diesen Bereichen etwa 1800 bis 2100m pro Minute. Auf Grund der in geeigneter Weise gestalteten Faltpapierkonstruktion der Filterpatronen und der Impulsstrahlreinigung der Filter lassen die Filter 25,5m³ Luft pro Minute hindurch,ohne daß der Luftdurchsatz während des Betriebes nennens-

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wert abfällt. Die Lebensdauer der Filterpatronen ist lang, und zwar wegen ihres Aufbaues, der Art ihres Schutzes und des Reinigungssystems, das die Ansammlung von schweren Bestandteilen an den Patronen verhindert. Daraus ergibt sich insgesamt, daß ein großer Anteil des Staubes, der durch den Kehrbesen angehoben
wird, in den Behälter gesaugt und nicht auf der zu reinigenden Oberfläche verwirbelt wird. Dieser Staub wird wirksam ausgefiltert, und sofern Staub durch die Filter hindurch an die Atmosphäre über das Gebläse abgegeben wird, handelt es sich um Staubteilchen von so geringer Größe, daß sie nicht sichtbar sind. In jedem Falle ist die an die Atmosphäre abgegebene Staubmenge gering, und die Wirksamkeit der Kehrmaschine beim Entfernen von Staub- und Schmutzteilchen, die durch den Kehrbesen aufgegriffen werden, ist groß.

- Patentansprüche -

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Claims

PatentansprücheΔΌΔΌΌΌ /

1. Staubfiltervorrichtung für Kehr- und Bodenreinigungsmaschinen und dgl. zum Ausfiltern von Staub aus einem angesaugtem Luftstrom, gekennzeichnet durch einen Behälter H, eine Trennwand (102) zur Unterteilung des Behälters in eine Kammer für staubhaltige Luft und eine Kammer für gefilterte Luft, welche Trennwand eine Anzahl von Öffnungen (202) aufweist, eine Filtereinheit F mit einer Anzahl von porösen Filtern, die jeweils ein offenes Ende (194) in der Trennwandöffnung (202) aufweisen und vor dieser Trennwand-Öffnung aus in die Kammer mit staubhaltiger Luft hineinragen, eine Öffnung (96) zum Einsaugen von staubhaltiger Luft in die entsprechende Kammer, eine Öffnung (116) zum Verbinden der Kammer mit gefilteter Luft mit der Saugseite eines Gebläses (B), und ein Filterreinigungssystem (220, 222) in der Kammer für gefilterte Luft, das in Zeitabständen Staubansammlungen auf den äußeren Oberflächen der Filter während des normalen Betriebs des Systems entfernt, sowie dadurch, daß die Filter schlauchförmige Filterelemente (P) umfassen, die aus gefaltetem, porösem Papier bestehen und deren ümfangsflachen voneinander einen Abstand aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Gesamtfilterfläche der Filterelemente zu dem durch die Filterelemente eingenommenem Volumen etwa 29 beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der ungefalteten Länge der Filterelemente zu dem Umfang der Filterelemente etwa 3,22 beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß der äußere, zwischen den Falten der Filterelemente eingeschlossene Winkel im Bereich von etwa 20 bis etwa 35° liegt.

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5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere, durch die Falten des Filterelements eingeschlossene Winkel 35° beträgt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die Filterreinigungseinrichtung eine Einrichtung (220,222,224...) zum Zuführen von impulsförmigen Luftstrahlen in die offenen Enden (194)der Filterelemente umfasst.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die Filterelemente schlauchförmige Patronen (C) umfassen, die lösbar in der Trennwand (102) montiert sind und innerhalb des Behälters (H) angrenzend an eine Wand (100) im Abstand von de'r gegenüberliegenden Wand (70) derart angeordnet sind, daß sie eine Öffnung (130,132) in die die staubhaltige Luft aufnehmende Kammer ermöglichen, die den Zugang zu den Filterelementen gestattet, und daß ein Deckel (130) zur Abdeckung dieser Öffnung und zur dichten Trennung der beiden Kammern in der oberen Wand des Behälters vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Wand durch einen einzigen Deckel (130) gebildet wird, der an einer senkrechten Wand (100) schwenkbar angebracht ist, und daß die Einrichtungen zur Erzeugung eines Luftimpulsstrahles an dem Deckel montiert sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterelemente einen mit einer Nut (196) auf dem äußeren Umfang versehenen flexiblen Haltering umfassen, der mit dem gefalteten Papierelement verbunden ist und eine mittlere Öffnung (194) aufweist, und daß das Leitungssystem (220,222) zum Zuführen von Luftim-

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pulsen ein Luftrohr (220) umfasst, das oberhalb der Halteringe im Abstand zu diesen liegt und mit Luft-Düsen (222) oberhalb der Achse jedes Halteringes versehen ist, die derart angeordnet sind, daß die durch die Düsen abgegebenen Luftstrahlen den Weg in die Halteringe hinein frei zurücklegen.

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