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Filtereinrichtung, insbesondere für Staubsauger
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Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere für Staubsauger,
mit durchströmtem Filterschlauch und unterhalb diesem angeordneter Kammer zum Auffangen
des mittels einer Filterschlauch-Reinigungsrichtung vom Filterschlauch abgetrennten
Staubes.
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Aus der OE-PS 359 031 ist eine derartige Filtereinrichtung bekannt,
bei welcher ein zentraler Zyklon von in gleicher Umfangsverteilung angeordneten
Filterschläuchen umgeben ist. Am oberen Ende des Zyklons mündet ein tangential ausgerichteter
Ansaugkanal. Das verunreinigte Medium wird über den Ansaugkanal angesaugt und in
den Zyklon entlang der Wandung spiralförmig geführt und dort abgebremst, wobei der
Schmutz entlang der Zyklonwandung in die darunterliegende Kammer fällt. Den dafür
erforderlichen Unterdruck erzeugt ein koaxial zum Zyklon liegender Ventilator, welcher
die Luft nach Ansaugen durch den Kanal in die Filterschläuche drückt, in welchen
das Feinfiltern vorgenommen wird. Um die Saugkraft der Filtereinrichtung konstant
zu halten, ist ein umlaufender, mit Fahnen ausgestatteter Flügel vorgesehen. Dieser
wird durch die umlaufende Luft angetrieben und deckt wechselweise die Filterschläuche
ab.
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Zufolge der dann auftretenden unterschiedlichen Druckverhältnisse
werden die Filterschläuche in Vibration versetzt und schütteln die anhaftenden Staubteile
ab, die in die Kammer gelangen. Bei dieser Ausgestaltung kann es geschehen, daß
bestimmte Staubmaterialien nicht von den Filterschläuchen abgetrennt werden, so
daß der Filterwiderstand mit zunehmender Staubaufnahme ansteigt. Auch wirken sich
die Vibrationen nachteilig auf die Filterschläuche aus im Hinblick auf die Haltbarkeit.
Zusätzlich
besteht ein weiterer Nachteil noch darin, daß im Verhältnis
zur Kammer nur ein geringes Staubfassungsvermögen vorliegt.
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Dem Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtereinrichtung
der vorausgesetzten Art in herstellungstechnisch einfacher Weise so auszugestalten,
daß sie unter Vermeidung einer Filterverstopfung eine konstante Saugleistung gewährleistet
bei erhöhter Standzeit des Filterschlauches.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Reinigungsvorrichtung von
einer den Staub abkratzenden Kante gebildet ist.
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Die Vorteile der anmeldungsgemäßen Lösung bestehen einerseits in dem
einfachen Aufbau. Andererseits erhält man eine konstante Saugleistung der Filtereinrichtung,
die Filterverstopfungen ausschließt. Da von einer stets gereinigten Filterfläche
ausgegangen werden kann, läßt dieses auch eine Verringerung der Filterfläche zu
unter Erzielung eines gedrängten Aufbaues der Filtereinrichtung. Ein weiterer Vorteil
ist in der erhöhten Standzeit des Filterschlauches zu sehen. Versuche haben eine
um das dreifache erhöhte Standzeit des Filterschlauches ergeben.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß die Kante von dem
Rand des Wendelganges einer in Richtung der Kammer fördernden Schnecke gebildet
ist. Hierdurch ist es möglich, mittels einer räumlich kleinen Kammer zufolge Komprimierung
des Staubes eine große Menge Staub aufzunehmen. Dies gestattet eine weitere Reduzierung
der Bauform der Filtereinrichtung.
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Dabei erweist es sich als günstig, daß der Rand der Schnecke sich
längs eines den Filterschlauch von innen stützenden zylindrischen Käfigs bewegt.
Der Strömungsweg der Luft verläuft in den Käfig hinein und durch den Filterschlauch
hinaus. Wie Versuche ergeben haben, konnte überraschenderweise trotz außen auf dem
Käfig angeordnetem Filterschlauch noch durch den Rand der Schnecke eine Reinigung
des Filterschlauches erzielt werden. Die in die Öffnungen des Käfigs eintretenden
Staubteile-Fäden, Flocken oder dergleichen werden durch den Rand der Schnecke aus
den Öffnungen des Käfigs herausbewegt und in Richtung der Kammer gefördert.
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Eine andere vorteilhafte Variante ist darin zu sehen, daß die Kante
vom Stirnrand eines in Richtung der Kammer verschieblichen Kolbens gebildet ist,
welcher in einem den Filterschlauch von innen stützenden Käfig angeordnet ist. Bei
einer Verlagerung des Kolbens wird der sich an der Käfigwandung und in den Öffnungen
derselben absetzende Staub in Richtung der Kammer bewegt unter Komprimierung des
Staubes.
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Eine weitere Variante zeichnet sich dadurch aus, daß die Kante sich
in Achsrichtung eines den Filterschlauch von innen stützenden zylindrischen Käfigs
erstreckt, welcher den Filterschlauch auf die Kante zu dreht. Der Strömungsweg der
zu filternden Luft verläuft nun von außen nach innen in den Filterschlauch, wobei
sich die Staubteilchen auf der Außenseite des Filterschlauches absetzen. Bei dem
Drehen des Käfigs mit dem darauf befindlichen Filterschlauch wird der angesammelte
Staub von der Kante abgeschabt, woraufhin dieser Staub in die Kammer gelangt.
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Eine sichere Förderung des abgeschabten Staubes von der Filterschlauchwandung
wird dadurch erzielt, daß die Kante von der Randkante eines Längsschlitzes eines
Rohres gebildet ist, welches sich koaxial über der Kammer erstreckt.
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Um auch bei dieser Bauform ein großes Staubfassungsvermögen trotz
einer kleinen Kammer zu erhalten, ist in dem Rohr eine in Richtung der Kammer fördernde
Schnecke angeordnet.
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Eine große Filterfläche ist dabei dadurch verwirklicht, daß beiden
Längsschlitz-Randkanten je ein drehender Käfig mit Filterschlauch zugeordnet ist.
Die Drehrichtung der Käfige ist hierbei gegensinnig derart, daß der abgekratzte
Staub in den Längsschlitz und damit in den Bereich der Förderschnecke gelangt.
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Ein besonders filterschonendes Abkratzen erreicht man dabei dadurch,
daß die Längsschlitz-Randkanten mit Abstreiferlippen bestückt sind.
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Eine leichte hygienische Entnahme der Kammer ist dadurch möglich,
daß sie als abnehmbarer Topf auf dem Ende des zylindrischen Käfigs sitzt.
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Schließlich besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung noch darin, daß
mehrere Käfige auf einem Drehteller angeordnet und in koaxiale Lage über die Kammer
bewegbar sind. Die Vorteile sind darin zu sehen, daß die Staubabscheidung und Staubsammelfunktion
getrennt sind. Der die Staubabscheidung bewirkende Käfig mit Filter befindet sich
nicht in koaxialer Lage zur Kammer. Läßt die Filterleistung nach, wird der Drehteller
um
einen Schritt gedreht, so daß bei dem anschließenden Abkratzen
des verstaubten Käfigs durch die Kante der Staub in die Kammer geleitet und dort
komprimiert wird. Dann übernimmt ein anderer Käfig mit Filterschlauch die Staubabscheidung.
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Nachstehend werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Fig. 1-7 erläutert. Es zeigt: Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt
durch die Filtereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, Fig. 2 den Schnitt
nach der Linie ll-ll in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Filtereinrichtung
gemäß der zweiten Ausführungsform, ebenfalls schematisiert dargestellt, Fig. 4 eine
Seitenansicht der Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht auf Fig. 3, Fig. 6 einen Längsschnitt
durch die Filtereinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform und Fig. 7 eine Draufsicht
auf Fig. 6.
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Die Filtereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform besitzt einen
zylindrischen, mit Öffnungen 1 ausgestatteten Käfig 2, in welchen am obe-
ren
Ende ein Einströmkanal 3 mündet. Das untere Ende 2' des perforierten Käfigs 2 ist
stufenförmig abgesetzt und wird dort von dem Rand 4' einer topfförmigen Kammer 4
überfangen.
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Das obere Ende des Käfigs 2 ist von einem Deckel 5 verschlossen, der
in die Wandung des Einströmkanales 3 übergeht. Der Deckel 5 formt mit einem hochgezogenen
Kragen 5' die Lagerstelle für die Welle 6 einer sich über die Länge des Käfigs 2
erstreckenden Förderschnecke 7. Deren Außendurchmesser entspricht etwa dem Innendurchmesser
des Käfigs 2, und der Wendelgang 7' bildet mit seinem Rand R eine die Reinigungsvorrichtung
darstellende Kante.
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Auf dem perforierten Käfig 2 sitzt ein Filterschlauch 8. Wie in Fig.
2 strichpunktiert dargestellt ist, kann dem Filterschlauch 8 noch ein ihn umgebender
Haltekorb 9 aus Draht zugeordnet sein.
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Die staubbeladene Luft tritt durch den Einströmkanal 3 in den perforierten
Käfig 2 ein, in welchem die Förderschnecke 7 mit geringer Drehzahl umläuft. Der
mit der Luft in den Käfig 2 gelangte Staub setzt sich teilweise an der Innenwandung
des Käfigs und in den Öffnungen 1 desselben ab, während die Luft in Pfeilrichtung
unter Durchsetzen des Filterschlauches 8 die Filtereinrichtung verläßt. Durch den
Rand R des Schneckenganges 7' wird der Staub von der Innenwandung des Käfigs abgekratzt.
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Gleichzeitig wird dabei der in den Öffnungen 1 befindliche Staub miterfaßt
und in Richtung der Kammer 4 bewegt. Nach entsprechendem Füllgrad findet eine Komprimierung
des Staubes in der Kammer 4 statt. Ist diese gefüllt, kann die Kammer 4 abgezogen
und durch eine neue ausgetauscht
werden. Ein Entleeren der Kammer
4 wäre auch möglich. Die Kammer kann aus Kunststoff, Pappe oder Metall bestehen.
Eine Drehung der Schnecke 7 läßt sich manuell oder motorisch vornehmen.
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Die in Fig. 3 bis 5 dargestellte zweite Ausführungsform der Filtereinrichtung
weist einen Drehteller 10 auf, an dem zwei sich diametral gegenüberliegende Käfige
11, 12 befestigt sind. Die Festlegung der Käfige 11, 12 erfolgt etwa in ihrem Mittelbereich
an der Scheibe 10. Bezüglich der Käfige 11, 12 handelt es sich um zylindrische Körper
mit mantelseitigen Öffnungen 13. Auf dem Mantel der Käfige 11, 12 befinden sich
Filterschläuche 8 aus Vlies, Stoffgewebe, Filz oder anderem geeigneten Material.
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Das obere Ende der Käfige 11, 12 ist durch einen Deckel 14 verschlossen,
der eine Durchtrittsöffnung 15 für die Kolbenstange 16 eines Kolbens 17 ausbildet.
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An dem Zentrum der Scheibe 10 greift eine Betätigungswelle 18 an,
mit welcher die Scheibe 10 mit den daran befestigten Käfigen 11, 12 und den darauf
angeordneten Filterschläuchen 8 gedreht werden kann.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel fluchtet koaxial zum Käfig 11 eine
Kammer 19. Deren Topfrand 19' schließt sich bündig an den Stirnrand 11' des Käfigs
11 an. In der dargestellten Lage fluchtet mit dem anderen Käfig 12 ein strichpunktiert
dargestellter Einströmkanal 20. Durch diesen gelangt die staubbeladene Luft in den
Käfig 12, dessen Kolben 17 sich in der Hochstellung befindet. Der Staub setzt sich
an der Käfiginnenwan-
dung und in den Öffnungen 13 ab, während
die Luft den Filterschlauch 8 durchsetzt und in Pfeilrichtung durch die Öffnungen
13 nach außen gelangt. Es ist dabei ein dem Gebläse vor- oder nachgeschalteter Betrieb
möglich. Sobald die Saugleistung fun ktionsbeeinträchtigend nachläßt, wird die Scheibe
10 um 1800 gedreht Dabei kommt der Käfig 11 über dem Einströmkanal 20 in Betriebsstellung,
während der andere gefüllte Käfig 12 in die fluchtende Lage zur Kammer 19 tritt.
Aus dem Käfig 12 kann dann mittels des Kolbens 17 motorisch oder manuell der Staub
in die darunter befindliche Kammer 19 befördert werden. Demgemäß bildet der Stirnrand
-des Kolbens 17 R' die die Reinigungsvorrichtung darstellende Kante, welche den
Staub von der Käfiginnenwandung abkratzt und dabei den in den Öffnungen 13 angesammelten
Staub mitreißt. Ist dieses geschehen, fährt der Kolben 17 aufwärts, so daß anschließend
nach einer Sättigung des den Staub abscheidenen Käfigs wiederum eine Drehung der
Scheibe 10 um 1800 vorgenommen werden kann.
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Auch bei dieser Lösung kann die Kammer 19 auswechselbar sein.
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Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten dritten Ausführungsform
sind zwei mit parallelem Abstand zueinander angeordnete zylindrische Käfige 21,
22 vorgesehen. Dieselben weisen durch Perforation erzeugte Öffnungen 23 auf. Die
Käfige 21, 22 tragen außenseitig je einen Filterschlauch 8 und sind gegensinnig
in Pfeilrichtung angetrieben.
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Im Bereich zwischen den Käfigen 21, 22 befindet sich ein Rohr 24 derart,
daß die Mittelachsen der Käfige und des Rohres an den Eckpunkten eines Dreiecks
liegen. Das Rohr 24 erstreckt sich über die Länge der Käfige
und
weist einen zwischen den tangentialen Berührungspunkten der Käfige und dem Rohr
liegenden Längsschlitz 25 auf derart, daß jeder Längsschlitzrandkante ein sich drehender
Käfig mit Filterschlauch 8 zugeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel sind die Längsschlitzrandkanten
mit Abstreiferlippen 26 bestückt, die in Berührungsstellung zu den Filterschläuchen
8 der Käfige 21, 22 treten.
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Zur Stabilisierung der Lage der Käfige 21, 22 gehen von den Käfigachsen
27 drei in gleicher Winkelverteilung angeordnete Stützwände 28 aus.
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In dem Rohr 24 ist eine Schnecke 29 angeordnet, die bei ihrer Drehung
den von den Abstreiferlippen 26 abgekratzten Staub in Richtung einer koaxial zum
Rohr 24 liegenden Kammer 30 befördert.
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Bei dieser Version strömt die zu filternde Luft durch die Filterschläuche
8 und Öffnungen 23 in den Innenraum der Käfige 21, 22 und verläßt diese durch die
oberen Stirnenden in Pfeilrichtung. Der sich außen auf den Filterschläuchen 8 absetzende
Staub wird zufolge der gegensinnig in Richtung des Längsschlitzes 25 drehenden Käfige
von den Abstreiferlippen 26 abgekratzt. Somit stellen die die Abstreiferlippen 26
tragenden Randkanten des Längsschlitzes 25 die die Reinigungsvorrichtung bildende
Kante R" dar.
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Durch die Schnecke 29 wird der Staub innerhalb der Kammer 30 verdichtet.
Ist die Kammer 30 gefüllt, so kann diese geleert oder gegen eine andere ausgewechselt
werden.
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Die Filterfläche der Filterschläuche wird bei Betrieb ständig gereinigt,
so daß auch bei dieser Version eine konstante Saugleistung erreicht wird.
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Der Durchmesser der Schnecke 29 ist dem Innendurchmesser des Rohres
24 angepaßt derart, daß der Rand des Schneckenrandes längs der Innen-Wandung des
Rohres 24 schleift und hiermit jeglichen Staub mitnimmt.
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Alle in der Beschreibung erwähnten und in der Zeichnung dargestellten
neuen Merkmale sind erfindungswesentlich, auch soweit sie in den Ansprüchen nicht
ausdrücklich beansprucht sind.