EP1137360B2

EP1137360B2 - Filterbeutel für einen staubsauger

Info

Publication number: EP1137360B2
Application number: EP00965909.5A
Authority: EP
Inventors: Peter Arnold; Stefan Kraut-Reinkober; Thomas Rodemann; Carsten Jacobs; Stefan Hilgers
Original assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Current assignee: Vorwerk and Co Interholding GmbH
Priority date: 1999-10-11
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: HK1042220A1; ATE414457T1; ES2313905T3; CN1327374A; CN1539368A; AU7649200A; CN100398049C; EP1137360B1; DE19948909A1; HK1042220B; ES2313905T5; DE50015459D1; CN1163188C; JP4526751B2; WO2001026526A1; JP2003511135A; EP1137360A1

Description

Die Erfindung betrifft zunächst einen Filterbeutel nach den Merkmalen des Obergriffs des Anspruches 1.
Derartige Filterbeutel für Staubsauger sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Diese sind derart im Staubsauger angeordnet, dass während des Betriebes des Staubsaugers der Staub durch die Wirkung der Strömung im Filterbeutel festgehalten wird derart, dass der Staub durch die Strömung an die luftdurchlässigen Wände des mit der Halteplatte verbundenen Staubbeutels gepresst wird. Ist der Staubsauger hingegen nicht in Betrieb, muss ein geeigneter Verschluss - Betriebsverschluss - des Filterbeutels dafür sorgen, dass kein Staub aus diesem austreten kann. Neben diesem verfügen viele Filterbeutel auch über einen sogenannten Hygieneverschluss, der den Staub bei der Entnahme und Entsorgung des Filterbeutels am Austritt hindert. Betriebs- bzw. Hygieneverschlüsse für Filterbeutel sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. Bei Staubsaugern, bei welchen der Filterbeutel in einer Überkopflage angeordnet ist, kann beispielsweise eine zusätzliche Verschlussklappe für die Rückhaltung des Staubes bei ausgeschaltetem Gerät sorgen. Eine solche Klappe kann bekanntermaßen so ausgeführt werden, dass sie beim Betrieb des Gerätes durch die Strömung aufgedrückt wird und so die Öffnung zum Filterbeutel freigibt. Bei ausgeschaltetem Gerät verschließt die Klappe die Öffnung durch ihr Gewicht und wird dabei eventuell durch die Wirkung einer Feder unterstützt, zur Bildung einer Rückschlagklappe, wie sie beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift 155 03 726 und der DE-OS 1 628 582 bekannt ist. Hygieneverschlüsse hingegen bestehen häufig aus Schiebern, Drehschiebern oder Klappen in verschiedenen Ausführungen, die vom Anwender vor der Entnahme des Staubsaugerbehälters manuell betätigt werden müssen. Hier wird auf die EP-B1 0 758 209 verwiesen. Die Betätigung erfolgt entweder durch direkte Verlagerung des Verschlusses am Filterbeutel oder auf indirektem Weg durch die Handhabung eines Bedienungselementes am Staubsauger. Bekannt sind auch Verschlüsse bestehend aus zwei oder mehreren übereinanderliegenden Lagen von geschlitzten Elastomerfolien, die so angeordnet sind, dass sich die Öffnung des Filterbeutels beim Ausziehen eines in diesem üblicherweise hineinragenden Stutzens verschließt.
Bei Staubsaugern, bei denen die Durchtrittsöffnung unterhalb des Filterbeutels, d. h. bei Überkopfanordnung desselben, angeordnet ist, bestehen der Betriebsverschluss und der Hygieneverschluss bei den bekannten Lösungen aus zwei getrennten Mechanismen, so beispielsweise aus einer Rückschlagklappe als Betriebsverschluss und einem Schieber als Hygieneverschluss. Bei Staubsaugern, bei denen die Durchtrittsöffnung oberhalb des Filterbeutels bzw. des Staubbeutels angeordnet ist und die keinen zusätzlichen Betriebsverschluss aufweisen, ist ein sicherer Verschluss des Filterbeutels nur in einer bestimmten Lage des Staubsaugers gewährleistet. Sobald der Staubsauger aus dieser Lage gebracht wird, kann Staub aus dem Filterbeutel austreten und andere vor- oder nachgeordnete Elemente verstopfen, welche nicht für die Aufnahme größerer Staubmengen ausgelegt sind.
Aus der DE 29615 163 ist ein Staubfilterbeutel bekannt, bei welchem das Verschlussteil durch den einsteckbaren Einlassstutzen eines Staubsaugers entgegen der Kraft einer Feder in die Offenstellung bewegbar ist. Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik stellt sich der Erfindung hinsichtlich des Filterbeutels die Aufgabe, ein Filterbeutel mit verbessertem Verschluss anzugeben.
Diese Aufgabe ist beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst. Zufolge dieser Ausgestaltung ist ein Verschlusssystem für einen Filterbeutel angegeben, welches den Betriebsverschluss und den Hygieneverschluss vereint. Um den Austritt von Staub bei abgeschalteten Geräten zu gewährleisten, muss das Verschlussteil als Betriebsverschluss arbeitend eine hohe Dichtwirkung aufweisen. Dies bedeutet, dass das Verschlussteil mit einer entsprechenden Kraft in den Dichtsitz gepresst werden muss. Das Öffnen des Verschlussteiles durch die Saugströmung hingegen verursacht normalerweise einen Druckverlust, der mit einer Abnahme der Saugleistung des Staubsaugers verbunden ist. Um diesen Verlust zu minimieren und gleichzeitig eine gute Dichtwirkung zu erzielen, weist das Verschlussteil eine spezielle Federcharakteristik auf. Erfindungsgemäß wird das Verschlussteil mit einer für die Dichtwirkung ausreichend hohen Kraft in den Dichtsitz gepresst. Demzufolge ist für den Beginn des Öffnungsvorganges zunächst eine erhöhte Kraft, verbunden mit einem erhöhten Druckverlust nötig. Nachdem jedoch das Verschlussteil einen vordefinierten Öffnungsweg überschritten hat, schlägt die Federcharakteristik nahezu schlagartig um. In der Folge ist die zum Öffnen benötigte Kraft und der damit verbundene Strömungsverlust deutlich verringert. Zufolge der erfindungsgemäßen Federcharakteristik des Verschlussteiles ist eine Überfallwirkung erzielt, welche es erlaubt, das Verschlussteil sowohl als Betriebsverschluss als auch als Hygieneverschluss zu nutzen. Das so gebildete Verschlussteil arbeitet unabhängig von der Lage des Staubsaugers, wobei insbesondere bei ausgeschaltetem Gerät durch die hohe Rückstellkraft des Verschlussteiles eine sichere Dichtwirkung erzielt ist. Die Saugleistung des Staubsaugers ist durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verschlussteiles nicht beeinträchtigt. Während des Betriebs des Staubsaugers treten, bedingt durch die Federcharakteristik des Verschlussteiles, keine nennenswerten Druckverluste auf. Zudem ist bei einem Staubfilterbeutelwechsel keine zusätzliche Bedienung zur Betätigung des Hygieneverschlusses durch den Anwender erforderlich. Zum einen öffnet oder schließt das Verschlussteil den Filterbeutel in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Staubsaugers, zum anderen ist der Filterbeutel bei der Entnahme hygienisch verschlossen. Im Zuge der Öffnungsbewegung des Verschlussteiles erfolgt ein Abfall der Rückschließkraft. Zufolge dessen wird zum Öffnen des Verschlussteiles lediglich zum Beginn des Öffnungsvorganges eine erhöhte Kraft, verbunden mit einem kurzzeitig erhöhtem Druckverlust benötigt, welche Kraft bei Überschreiten eines vorbestimmten Öffnungsweges stark, bevorzugt nahezu schlagartig abfällt. Infolgedessen ist im Zuge der weiteren Öffnungsbewegung der Strömungsverlust deutlich verringert, was aufgrund des in Abhängigkeit vom Öffnungsgrad des Verschlussteiles abnehmenden Druckes weiter von Vorteil ist. Bei der gewählten Rückschließkraft-Charakteristik wird die Tatsache, dass bei geschlossenem Filterbeutel ein erhöhter Druck und mit zunehmenden Öffnen desselben ein verminderter Druck ansteht, in vorteilhafter Weise umgesetzt, indem die Rückstellkraft den jeweils vorliegenden Druckverhältnissen größenmäßig angepasst ist. So ist beispielsweise vorgesehen, dass ein Abfall der Rückschließkraft bei ca. 5 bis 15 %des zurückgelegten Öffnungsweges erfolgt. Demnach wird die maximale Rückschließkraft des Verschlussteiles lediglich zum Einpressen desselben in den Dichtsitz genutzt. Beim Überschreiten des maximalen Rückschließkraftpunktes im Zuge der Öffnungsbewegung fällt die Rückschließkraft kontinuierlich bis auf ein Minimum, welches beispielsweise 1/6 bis 1/3 der Maximalkraft entspricht, ab. Weiterhin wird eine Charakteristik bevorzugt, bei welcher die Rückschließkraft im Zuge der Öffnungsbewegung ein Minimum durchläuft. Demzufolge steigt die Rückschließkraft nach Durchlauf eines Minimalwertes wieder an, dies bei einem Durchlauf des Minimums bei etwa 1/2 Öffnungsweg des Verschlussteiles. Der Anstieg der Rückschließkraft nach Durchlauf eines Minimumwertes erfolgt entgegen dem Abfall desselben nach Erreichen des Maximumwertes wesentlich langsamer, so dass bei Erreichen der maximalen Öffnungsstellung des Verschlussteiles eine Rückschließkraft ansteht, welche etwa dem 0,3- bis 0,5-Fachen der Maximalkraft entspricht. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass das Verschlussteil mit einer Knackfeder zusammenwirkt. Zufolge dessen ist das Verschlussteil mit einem zusätzlichen Federelement versehen, welches beispielsweise aus einem profilierten Metall- bzw. Stahlblech geformt ist. Bevorzugt wird diesbezüglich weiter, dass die Knackfeder als ein, eine sphärische Auswölbung aufweisendes Federband ausgebildet ist. So kann ein solches Federband senkrecht zur Längsrichtung in der Ebene des Profils gekrümmt sein, womit die Biegekraft zunächst ansteigt. Dieser Anstieg erfolgt bis zu einem bestimmten, von den Abmessungen des Blechstreifens, dessen E-Modul und der Art der Profilierung abhängigen Punkt und knickt hiernach in der Biegeachse um, infolgedessen die Biegekraft deutlich zurückgeht. Auf diese Weise lässt sich die vorbeschriebene Federcharakteristik in einfachster Weise realisieren. In diesem Zusammenhang ist weiter vorgesehen, dass das Verschlussteil eine Verschlussklappe ist. So ist zusammen mit einer solchen Verschlussklappe der Vorteil des profilierten - bombierten - Blechstreifens darin zu sehen, dass die Reduzierung der Biegekraft bereits bei einem sehr kleinen Öffnungswinkel der Verschlussklappe realisiert werden kann, so bevorzugt in einem Öffnungswinkelbereich von 5 bis 15°. Zufolge dieser Ausgestaltung ist das Verhältnis zwischen einer gewünschten hohen Dichtkraft und einer möglichst niedrigen Öffnungskraft mit Hilfe des erfindungsgemäßen sphärisch gewölbten Federbandes in einfacher Weise realisiert. Bei der Verwendung eines Federbandes aus Metall bzw. Stahlblech ergibt sich noch der vorteilhafte Effekt eine gewisse Vorspannung auf die Verschlussklappe über eine praktisch unbegrenzte Dauer aufzuprägen. In der alternativen Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass die Feder zugleich die Verschlussklappe bildet. So können Feder und Verschlussklappe materialenheitlich ausgebildet sein, wobei weiter alternativ eine Ausgestaltung gewählt sein kann, bei welcher die Verschlussklappe als sphärisch gekrümmtes Elastomerteil gebildet ist. So ist eine muschelförmige Auswölbung des Elastomerteiles bevorzugt, durch welche gewölbte Form eine hohe Steifigkeit im Randbereich erreicht wird. Bevorzugt wird hierbei eine geringfügig vorgespannte Montagelage des Elastomerteiles. Die sphärisch gekrümmte Ausgestaltung bietet eine hohe Eigensteifigkeit des sowohl die Feder als auch die Verschlussklappe bildenden Elastomerteiles. Die Wandstärke des Elastomerteiles ist weiter im Biegebereich so zu dimensioniert, dass eine sichere Rückstellung über den Überfallpunkt ermöglicht ist. Hingegen können die weit vom Drehpunkt entfernt liegenden Bereiche zur Reduzierung der Masse mit einer relativ dünnen Wandstärke versehen sein. Durch die ausgeprägte Form des Elastomerteiles ähnlich einer Muschel, stellt sich bei Erreichen eines bestimmten Druckes, wie auch bei der bereits vorgeschriebenen Ausgestaltung mit einem sphärisch gekrümmten Federband, ein sogenannter KnackfroschEffekt ein. Beim Erreichen einer genügend großen Kraft auf die Verschlussklappe knickt die Verschlussklappe um, woraufhin sich der Luftwiderstand verringert. Nach Abstellen des Sauggebläses stellt sich die Verschlussklappe selbsttätig in die Ausgangsposition zum dichtenden Verschluss der Durchtrittsöffnung zurück. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist vorgesehen, dass die Verschlussklappe auf der Innenseite der Halteplatte angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Staubsauger nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 9.
Ausgehend von dem eingangs auch genannten Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, einen Staubsauger anzugeben, mit einer verbesserten Zusammenwirkung mit dem Filterbeutelverschluss.
Diese Aufgabe ist beim Gegenstand des Anspruches 9 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass das Verschlussteil aus der Verschlussstellung in die Öffnungsstellung durch ein staubsaugerseitig angeordnetes Stellteil bewegbar ist. Das filterbeutelseitige Verschlussteil wird betriebsabhängig gesteuert. So ist im Betrieb des Staubsaugers das Verschlußteil in einer Offenstellung gehalten. Bei ausgestaltetem Staubsauger hingegen verschließt das Verschlußteil dichtend die Durchtrittsöffnung im Bereich der Halteplatte. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, daß das Verschlußteil aus der Verschlußstellung in die Öffnungsstellung durch ein staubsaugerseitig angeordnetes Stellteil bewegbar ist. Demzufolge sind in dem Staubsauger geeignete Vorrichtungen vorhanden, die eine automatische Betätigung des Verschlußteiles in Abhängigkeit vom Betriebszustand erlauben. Dies kann z.B. dadurch erreicht werden, daß das Verschlußteil des Filterbeutels mechanisch mit Bedienungselementen des Staubsaugers gekoppelt ist, so bspw. mit einem Leistungssteller. Die Betätigung des Verschlußteiles kann auch mit Hilfe elektromechanisch oder pneumatisch angetriebener Hilfsvorrichtungen erfolgen. Des weiteren können im Gerät vorhandene Energiequellen, wie Elektromagnetismus, Rotation, Wärme, bewegte Massen oder Druckpotentiale für die Betätigung des Verschlußteiles herangezogen werden. Bevorzugt wird hierbei, daß das Stellteil pneumatisch beaufschlagt ist. Es wird hierzu das im Staubsauger vorhandene Druckpotential genutzt. So kann weiter das Stellteil durch einen Faltenbalg beaufschlagt sein, womit das vorhandene Druckpotential mit Hilfe eines Kolbens und des Faltenbalges in eine Schiebekraft oder ein Drehmoment umgesetzt werden kann und hierüber ein Schieber oder eine Klappe betätigt werden kann. Je nach der Höhe des zur Verfügung stehenden Druckpotentials und der Größe der Kolbenfläche bzw. des zur Betätigung notwendigen Weges sind die auftretenden Kräfte bzw. Momente groß genug, um bspw. eine Verschlußklappe zu öffnen, welch letztere zur Unterstützung der Öffnung- und Schließschwenkbewegung eine Rückschließkraft-Charakteristik der eingangs erwähnten Art aufweist. Während des Betriebs wird eine solche Verschlußklappe demnach durch die aus dem ohnehin anfallenden Druckpotential geschöpften Kraft offengehalten, so daß die Strömung keinen Druckverlust erleidet, der ansonsten aus der Anströmung der Klappe resultiert. Die zum Öffnen benötigte Kraft arbeitet dabei gegen die Federkraft, welche zu einer ausreichenden Dichtwirkung nach dem Ausschalten des Gerätes durch Wegfall des Druckpotentials führt. Dieses Prinzip ist in ähnlicher Weise auch auf einen Verschlußschieber übertragbar. In vorteilhafter Weise wirkt bei Ausbildung des Verschlußteiles als Verschlußklappe das Stellsteil nahe einer Schwenkachse der Verschlußklappe auf diese ein. Zudem kann die Verschlußklappe auf der dem Stellteil zugewandten Oberfläche mit einer, einen ersten Anfahrweg des Stellteiles verkürzenden Erhebung versehen sein.
Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung, welche lediglich mehrere Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: einen erfindungsgemäßen Filterbeutel für einen Staubsauger in einer perspektivischen Darstellung, eine erste Ausführungsform mit einer knackfederunterstützten Verschlußklappe betreffend;
Fig. 2: den Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1 mit einer Verschlußklappe in Verschlußstellung;
Fig. 3: eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung jedoch eine Öffnungszwischenstellung der Verschlußklappe betreffend;
Fig. 4: eine weitere der Fig. 2 entsprechende Darstellung, nach Verschwenken der Verschlußklappe in die Offenendstellung;
Fig. 5: in Draufsicht eine Ausschnittsdarstellung des Filterbeutels im Bereich der Durchtrittsöffnung;
Fig. 6: eine vergrößerte Darstellung des Schnittes gemäß der Linie VI-VI in Fig. 5;
Fig. 7: ein Diagramm einer Schließfeder-Kennlinie der die Verschlußklappe beaufschlagenden Knackfeder der ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 6;
Fig. 8: eine der Fig. 5 entsprechende Ausschnittsdarstellung, jedoch eine zweite Ausführungsform der Verschlußklappe als Elastomerteil betreffend;
Fig. 9: den Schnitt gemäß der Linie IX-IX in Fig. 8, die Verschlußstellung der Verschlußklappe darstellend;
Fig. 10: eine der Fig. 9 entsprechende Schnittdarstellung, jedoch die Öffnungsendstellung der Verschlußklappe gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellend;
Fig. 11: eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Beaufschlagung einer Verschlußklappe eines Filterbeutels durch einen staubsaugerseitig angeordnetes Stellteil, in unbeaufschlagter Stellung der Verschlußklappe;
Fig. 12: einen Ausschnitt der Draufsicht zu Fig. 11;
Fig. 13: eine Ausschnittsdarstellung zu Fig. 11, die Öffnungsstellung der Verschlußklappe betreffend;
Fig. 14: eine der Fig. 11 entsprechende schematische Darstellung, jedoch eine weitere Ausführungsform betreffend;
Fig. 15: einen Ausschnitt der Draufsicht zu Fig. 14;
Fig. 16: eine Ausschnittsdarstellung der Fig. 14, jedoch bei geöffneter Verschlußklappe.

Dargestellt und beschrieben ist zunächst mit Bezug zu Fig. 1 ein Filterbeutel 1 für einen nicht dargestellten Staubsauger mit einer Halteplatte 2 und einem mit der Halteplatte 2 verbundenen, bspw. klebeverbundenen Staubbeutel 3.
In der Halteplatte 2 ist eine, im Querschnitt kreisrunde Durchtrittsöffnung 4 zur Beladung des Staubbeutels 3 im Betrieb des Staubsaugers vorgesehen. Oberseitig, d.h. auf der dem Staubbeutel 3 abgewandten Oberfläche, ist eine, die Durchtrittsöffnung 4 umschließende Axialdichtung 5 angeordnet, so bspw. mit der Halteplatte 2 verklebt.
Die Durchtrittsöffnung 4 ist mittels eines Verschlußteiles 6 verschließbar, welches Verschlußteil in den dargestellten Ausführungsbeispielen als Verschlußklappe 7 ausgebildet ist.Es sind jedoch auch Verschlußteile 6 in Form von Schiebern oder Drehschiebern denkbar.
Die Verschlußklappe 7 ist auf der Innenseite der Halteplatte 2 angeordnet derart, daß diese unterseitig dichtend gegen eine ringförmige Begrenzungszone der Durchtrittsöffnung 4 anliegt. Konkret ist die Ausgestaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 6 so gewählt, daß die Halteplatte 2 aus drei übereinander angeordneten Lagen 8 bis 10 aus einem Pappe-/Papierwerkstoff besteht, wobei die oberste Lage 8 die Durchtrittsöffnung 4 aufweist. Aus der mittleren Lage 9 ist die Verschlußklappe 7, deren Durchmesser etwas größer gewählt ist als der Durchtrittsöffnungsdurchmesser, frei geschnitten, wobei eine Gelenkzone 11 der Verschlußklappe 7 durch eine keilförmige Verdichtung des Lagenmaterials erreicht ist.
Die unterste Lage 10, in welcher unterseitig der Staubbeutel 3 befestigt, bspw. klebeverbunden ist, weist eine koaxial zur Durchtrittsöffnung 4 der ersten Lage 8 ausgerichtete Öffnung 12 auf, deren Durchmesser mindestens dem Verschlußklappendurchmesser entspricht.
Um die Verschlußklappe 7 in den Dichtsitz zu pressen, ist unterseitig derselben eine diese in Verschlußstellung beaufschlagende Feder vorgesehen, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel als ein, im Querschnitt eine sphärische Auswölbung aufweisendes Federband 13 ausgebildet ist, wobei diese Auswölbung nach unten, d.h. von der Verschlußklappe 7 abweisend ausgerichtet ist.
Zufolge dieser Ausgestaltung des Federbandes 13 ist eine Knackfeder 14 gebildet, wobei das Federband 13 aus einem profilierten - bombierten - Metall- bzw. Stahlblech geschnitten ist.
Die Knackfeder 14 ist unterseitig der Verschlußklappe 7 angeordnet und ist zwischen der mittleren Lage 9 und der unteren Lage 10 jenseits der Gelenkzone 11 der Verschlußklappe 7 gefesselt, mit einer freien Erstreckung, welche zumindest bis zum Zentrum der Verschlußklappe 7 reicht.
Durch die konstruktive Ausgestaltung der Knackfeder 14 ist eine vorteilhafter Federcharakteristik derselben gegeben. Letztere ist in dem Diagramm in Fig. 7 beispielhaft dargestellt. Es ist zu erkennen, daß die Biegekraft N ausgehend von einer O-Grad-Stellung, d.h. einer gestreckten Stellung gemäß Fig. 2, bei welcher die Verschlußklappe 7 in der Verschlußstellung gehalten ist, zunächst stark ansteigt, dies bspw. bis zu 3 Newton. In Abhängigkeit von den Abmessungen der Knackfeder 14, dessen E-Modul und der Art der Profilierung knickt die Knackfeder 14 im Zuge einer Biegung nahezu schlagartig um, wonach die Biegekraft N deutlich abfällt. So ist eine maximale Biegekraft N_max. bei einem Biegewinkel W von ca. 7 bis 12° erreicht. Aus dem Diagramm ist zu erkennen, daß die Biegekraft N, welche zugleich die Rückschließkraft der Verschlußklappe 7 darstellt, im Zuge der weiteren Biegung zunächst kontinuierlich abfällt, dies bis zum Erreichen eines Minimums Nmin, welches in dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei einem Biegewinkel von ca. 45 bis 50° erreicht ist. Diese minimale Biegekraft N_min beträgt bspw. 0,5 bis 0,8 Newton.
Nach Durchlauf dieses Minimums N_min steigt bei weiterer Biegung der Knackfeder 14 die Biegekraft N wiederum leicht an, dies beispielsweise bis zum Erreichen einer Biegekraft N_end von ca. 1,5 bis 1,8 Newton bei einem Biegewinkel W von ca. 90°.
Der Vorteil der so profilierten Knackfeder besteht darin, daß die Reduzierung der Biegekraft N bereits bei sehr kleinen Winkeln - bevorzugt weniger als 10° - realisiert wird. Hierdurch ist eine gewünschte hohe Beaufschlagungskraft auf die Verschlußklappe 7 in der Dichtstellung, d.h. in der Verschlußstellung gegeben. Durch den Abfall der Biegekraft N nach Durchlauf des Maximalpunktes N_max ist für die weitere Biegung der Knackfeder 14 eine wesentlich geringere Öffnungskraft erforderlich. Diese Federcharakteristik der Knackfeder 14 wird genutzt, um die Verschlußklappe 7 als einen kombinierten Hygiene- und Betriebsverschluß auszubilden. Eine solche Kombination erfordert eine hohe Dichtkraft in der Verschlußstellung gemäß Fig. 2. Zum Öffnen der Verschlußklappe 7, d.h. zum Verschwenken derselben in die Öffnungsstellung, soll die Rückschließkraft hingegen abnehmen.
Die Verlagerung der Verschlußklappe 7 erfolgt durch eine von außen auf diese einwirkende Kraft, welche in den Darstellungen durch den Pfeil P angedeutet ist. Diese Kraft P kann durch geeignete Vorrichtungen im Staubsauger erfolgen. So kann die Verschlußklappe 7 mechanisch mit Bedienungselementen des Staubsaugers gekoppelt sein, so bspw. mit dem Leistungssteller. Die Betätigung der Verschlußklappe kann mit Hilfe elektromechanischer oder pneumatisch angetriebener Hilfsvorrichtungen erfolgen. Des weiteren können im Staubsauger vorhandene Energiequellen, wie Elektromagnetismus, Rotation, Wärme, bewegte Masse oder Druckpotentiale für die Betätigung der Verschlußklappe genutzt werden.
Darüber hinaus ist auch die Aussteuerung der Verschlußklappe 7 lediglich durch Druckbeaufschlagung des ohnehin anstehenden Saugluftstromes möglich.
In Fig. 2 ist die Verschlußstellung der Verschlußklappe 7 dargestellt, wie sie bei ausgeschaltetem Staubsauger vorliegt. Die hohe Rückstellkraft der Knackfeder 14 drängt die Verschlußklappe 7 in den Dichtsitz, wodurch die in dem Staubbeutel 3 gesammelten Partikel sicher gefangen sind. Die Verschlußklappe 7 bildet hierbei eine Kombination aus Hygiene- und Betriebsverschluß. Es können weder bei in den Staubsauger eingesetztem Filterbeutel 1 Partikel bspw. durch Erschütterungen aus dem Filterbeutel 1 austreten, noch können diese bei einem Wechsel des Filterbeutels 1 bspw. durch Druckbeaufschlagung auf den gefüllten Staubbeutel 3 ausgedrückt werden.
Der beim Einschalten des Staubsaugers anstehende hohe Druck vor der Verschlußklappe 7 bewirkt eine Schwenkverlagerung derselben entgegen der Rückschließkraft der Knackfeder 14. Bei Erreichen eines Biegewinkels von 5 bis 10° knickt die Knackfeder 14 in dessen Biegezone 15 nahezu schlagartig um, wobei sich im Bereich dieser Biegezone 15 im Querschnitt ein im wesentlicher geradliniger Verlauf des Federbandes 13 einstellt.
Mit Öffnen der Verschlußklappe 7 ist zugleich eine Druckabnahme verbunden, welcher Druck jedoch aufgrund der Federcharakteristik der Knackfeder 14 weiterhin ausreicht, die Klappe 7 weiter in die Öffnungsendstellung gemäß Fig. 4 zu verlagern.
Beim Ausschalten des Staubsaugers und dem damit einhergehenden Zusammenbruch des Druckes verlagert die Knackfeder 14 selbsttätig aufgrund der gegebenen Rückschließkraft die Verschlußklappe 7 wieder in die, die Durchtrittsöffnung 4 abdeckende Verschlußstellung gemäß Fig. 2.
Eine alternative Lösung zur Bildung eines kombinierten Hygiene- und Betriebsverschlusses ist in den Figuren 8 bis 10 dargestellt. Hierbei ist die Knackfeder 14 zugleich die Verschlußklappe 7, wozu die Verschlußklappe 7 als im Querschnitt sphärisch gekrümmtes Elastomerteil gebildet ist.
Die Elastomer-Verschlußklappe 7 ist ähnlich wie die Verschlußklappe 7 des zuvorbeschriebenen Ausführungsbeispieles aus einer mittleren, hier elastomeren Lage freigeschnitten und weist eine muschelartige Form auf, dies bei nach unten, in das Staubbeutelinnere weisenden Krümmung.
Diese Elastomer-Verschlußklappe 7 besitzt eine vergleichbare Federcharakteristik zu dem zuvorbeschriebenen Federband 13 auf, so eine hohe Rückschließkraft in einem relativ kleinen Winkelbereich nahe der Verschlußstellung und eine nahezu schlagartig abnehmende Rückschließkraft bei Überschreiten eines Maximums und dabei einhergehendem Umknicken im Bereich der Biegezone 15.
Bei eingeschaltetem Sauggebläse des Staubsaugers baut sich auch hier ein Druckgefälle auf, welches dazu führt, daß sich die Elastomer-Verschlußklappe 7 nach innen verbiegt. Durch die ausgeprägte Form derselben, ähnlich einer Muschel, stellt sich ab einem bestimmten Druckgefälle der gewünschte "Knackfroscheffekt" ein. Bei einem Erreichen einer genügend großen Kraft auf die Verschlußklappe 7, die bspw. durch den Impuls der Saugströmung erreicht wird, klappt die Verschlußklappe 7 um, wonach der Luftwiderstand sich verringert. Nach Abstellen des Sauggebläses schwenkt die Verschlußklappe 7 selbsttätig in die Ausgangsposition wieder zurück.
In den Figuren 11 bis 16 sind zwei alternative Ausgestaltungen zur automatischen Betätigung eines Filterbeutelverschlusses, bevorzugt einer Verschlußklappe 7 nach einem der zuvorbeschriebenen Ausführungsbeispiele dargestellt.
So wird das in dem Staubsauger vorhandene Druckpotential, bspw. an der Druckseite des Gebläses 16 genutzt, welches mit Hilfe eines Faltenbalges 17 und einem Kolben 18 in eine Schiebekraft oder ein Drehmoment umgesetzt wird.
Im Falle der Umsetzung in eine Schiebekraft gemäß den Figuren 11 bis 13 ist an dem Kolben 18 ein, ein Stellelement 25 bildender Stößel 19 angeordnet, welcher die Verschlußklappe 7 bevorzugt senkrecht zu deren Ebenenerstreckung von oben nahe der in der Gelenkzone 11 gebildeten Schwenkachse beaufschlagt. Die Höhe des zur Verfügung stehenden Druckpotentials und die Größe der Kolbenfläche und der zur Betätigung notwendige Weg sind so bemessen, daß die über den Stößel 19 auf die Verschlußklappe 7 aufgebrachte Kraft groß genug ist, um diese zu öffnen, wobei das Öffnung der Verschlußklappe 7 weiter bevorzugt durch eine Federcharakteristik derselben oder einer zugeordneten Feder gemäß den zuvorbeschriebenen Ausführungsbeispielen unterstützt wird.
Während des Betriebs des Staubsaugers wird die Verschlußklappe 7 durch die aus dem anfallenden Druckpotential geschöpften Kraft offengehalten, so daß die Strömung keinen Druckverlust erleidet (vgl. Fig. 13). Die zum Öffnen benötigte Kraft arbeitet hierbei gegen die Federkraft der Verschlußklappe 7, welche zu einer ausreichenden Dichtwirkung nach dem Ausschalten des Gerätes, d.h. dem Wegfall des Druckpotentials, führt.
Die Anordnung ist hierbei, wie in Fig. 12 zu erkennen, so gewählt, daß der Faltenbalg 17 seitlich versetzt zu einem auf die Halteplatte 2 anzusetzenden Saugstutzen 20 angeordnet ist und der mit dem Faltenbalg 17 zusammenwirkende Stößel 19 über eine starre Queranbindung 21 innerhalb des Saugstutzens 20 angeordnet ist. Die Durchdringungszone im Bereich des Saugstutzens 20 ist hierbei dichtend verschlossen.
Eine alternative Ausführung ist in den Figuren 14 bis 16 dargestellt, bei welcher das Druckpotential in ein Drehmoment umgesetzt wird. Hierbei bewegt der Kolben 18 des Faltenbalges 17 einen parallel zur Halteplatte 2 ausgerichteten Stößel 22, an dessen freiem Ende ein, um eine Drehachse 23 schwenkender, ein Stellelement 25 bildender Öffnungshebel 24 angelenkt ist. Der Öffnungshebel 24 erstreckt sich auf der dem Stößel 22 abgewandten Seite der Schwenkachse 23 parallel oberhalb der Verschlußklappe 7.
Beim Einschalten des Staubsaugers wird die Horizontalverlagerung des Stößels 22 umgesetzt in eine Schwenkverlagerung des Öffnungshebels 24, welcher mit seinem freien Ende die Verschlußklappe 7 beaufschlagt und diese in die Öffnungsstellung entgegen ihrer Rückschließkraft bewegt.
Diese pneumatische Beaufschlagung eines Verschlußteiles 6 ist auch bei einem Schiebeverschluß anwendbar, wobei hierbei das vorhandene Druckpotential mit Hilfe des Kolbens und des Faltenbalges in eine Schiebekraft umgesetzt wird. Auch diese Öffnungsbewegung erfolgt entgegen einer Federkraft dieses Schieber-Verschlußteiles, welche Federkraft beim Ausschalten des Gerätes das Verschlußteil selbsttätig wieder in die Verschlußstellung verlagert.

Claims

Filterbeutel (1) für einen Staubsauger mit einer Halteplatte (2) und einem mit der Halteplatte (2) verbundenen Staubbeutel (3), wobei in der Halteplatte (2) eine Durchtrittsöffnung zur Beladung des Staubbeutels (3) im Staubsauger ausgebildet ist, welche Durchtrittsöffnung (4) mittels eines Verschlussteiles (6) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil (6) im Zuge der Verlagerung in die Verschlussstellung einer Überfallwirkung unterliegt und dass im Zuge der Öffnungsbewegung des Verschlussteiles (6) ein Abfall der Rückschließkraft (N) erfolgt.
Filterbeutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückschließkraft (N) im Zuge der Öffnungsbewegung ein Minimum (N_min) durchläuft.
Filterbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil (6) mit einer Knackfeder (14) zusammenwirkt.
Filterbeutel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Knackfeder (14) als ein, eine sphärische Auswölbung aufweisendes Federband (13) ausgebildet ist.
Filterbeutel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil (6) eine Verschlussklappe (7) ist.
Filterbeutel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder zugleich die Verschlussklappe (7) bildet.
Filterbeutel nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (7) als sphärisch gekrümmtes Elastomerteil gebildet ist.
Filterbeutel nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussklappe (7) auf der Innenseite der Halteplatte (2) angeordnet ist.
Staubsauger mit darin angeordnetem Filterbeutel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil (6) aus der Verschlussstellung in die Öffnungsstellung durch ein staubsaugerseitig angeordnetes Stellteil (25) bewegbar ist.
Staubsauger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellteil (25) pneumatisch beaufschlagt ist.
Staubsauger nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellteil (25) durch einen Faltenbalg (17) beaufschlagt ist.
Staubsauer nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung des Verschlussteiles (6) als Verschlussklappe (7) das Stellteil (25) nahe einer Schwenkachse der Verschlussklappe (7) auf diese einwirkt.