EP1480545B1 - Federanordnung für eine verschlussklappe einer filtertüte - Google Patents

Federanordnung für eine verschlussklappe einer filtertüte Download PDF

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EP1480545B1
EP1480545B1 EP03743383A EP03743383A EP1480545B1 EP 1480545 B1 EP1480545 B1 EP 1480545B1 EP 03743383 A EP03743383 A EP 03743383A EP 03743383 A EP03743383 A EP 03743383A EP 1480545 B1 EP1480545 B1 EP 1480545B1
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/14—Bags or the like; Rigid filtering receptacles; Attachment of, or closures for, bags or receptacles
    • A47L9/1427—Means for mounting or attaching bags or filtering receptacles in suction cleaners; Adapters
    • A47L9/1436—Connecting plates, e.g. collars, end closures
    • A47L9/1445—Connecting plates, e.g. collars, end closures with closure means
    • A47L9/1454—Self-sealing closures, e.g. valves

Definitions

  • the invention relates to a filter bag with a flap and a spring element in the form of a preloaded tension spring which is mounted on the side of the flap on which it extends over the hinge and is loaded when opening the flap on train.
  • auxiliary devices for supporting the flap opening are known, the z. B. by means of a membrane over lever open the door.
  • the object of the invention is to provide a spring arrangement which allows a wide opening without large increase in force, so that the spring is not heavily loaded.
  • LSR Liquid Silicon Rubber
  • the contour of the spring element should be relatively flat so that it can easily be bent around the hinge of the flap.
  • a very flat and a degressive characteristic can be achieved, yet at the beginning by the effective lever arm, a high closure force can be generated.
  • the fulcrum the shutter is selected suitable and also a depression in the hinge is present, also a characteristic is possible, which goes into the negative region. This means that the closing force is less than 0 and thus the flap remains open.
  • the neutral (middle) fiber of the spring element must snap through in the region of the hinge on the other side of the axis of rotation.
  • a recess is mounted in the closure flap, in which the spring element completely immersed in the open state, so that no edge or elevation, which could hinder the flow, protrudes beyond the closure flap.
  • a seal can be attached to the spring element, which acts between the closure flap and the filter bag.
  • Fig. 1 shows a spring element 10 according to the invention, installed in a filter bag 12.
  • the flat spring element 10 is attached at its one end to the filter bag 12 and at its other end to a closure cap 14. Shown is an opening angle of the cap 14 of about 45 °.
  • Fig. 2 shows the built-in filter bag 12 spring element 10 in the state in which the flap 14 is closed.
  • Fig.1 and 2 shows Fig. 8 the prior art, in which a leaf spring 16 is used.
  • the leaf spring 16 has a crown (curvature in cross-section), so that the spring force decreases again after a certain opening angle. Shown here is an opening angle of the flap 14 of about 45 °.
  • the leaf spring 16 is effective as a bending spring. It is advantageous that the flow is not hindered in this embodiment by the leaf spring 16, since the air flows past on the other side of the closure flap 14.
  • the disadvantage is the heavy load on the leaf spring 16 upon wide opening of the closure flap 14.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of the spring element 10 according to the invention, installed in the filter bag 12, wherein the flap 14 occupies the closed position. It can be seen that by a relation to the inner surface of the filter bag 12 and the closed flap 14 and its axis of rotation increased arrangement of at least one of the attachment points of the tension spring 10, the spring force with a lever arm with respect to the hinge axis acts as a torque that contributes to a safe closing of the Flap 14 leads.
  • Fig. 4 shows the spring element after Fig. 3 At this small opening angle, the spring element 10 is not yet on the hinge, but extends in the region of the hinge, regardless of any attachment to the attachment points and outside the area of the hinge, clear over it.
  • Fig. 5 shows the spring element 10 after 3 and 4 at an opening angle of the flap 14 of about 70 °. It can be seen that with this large opening angle, the spring element 10 bends about the hinge of the closure flap 14. A further opening of the closure flap 14 only leads to a very small increase in the torque and the spring load.
  • Fig. 6 shows one opposite Fig. 5 modified version at an opening angle of the flap 14 also about 70 °.
  • a recess in the hinge and in the flap 14 is present, in which the spring element 10 can dip. Depending on the size of this depression, it comes from a certain opening angle to a torque in the opening direction, so that the flap 14 remains open.
  • the neutral fiber of the spring element 10 lies below the axis of rotation of the hinge of the closure flap 14.
  • Fig. 7 shows possible characteristics of the spring element 10 according to the invention.
  • A denotes a curve which drops to a low level.
  • Another curve B drops to 0 and then rises again slightly. The point where the curves drop to zero or to the minimum can be determined simply by the geometry of the spring element attachment and the choice of spring.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filters For Electric Vacuum Cleaners (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Bag Frames (AREA)
  • Packages (AREA)

Description

  • Die Erfindung befaßt sich mit einer Filtertüte mit einer Verschlußklappe und einem Federelement in Form einer vorbelasteten Zugfeder, die auf derjenigen Seite der Verschlußklappe angebracht ist, auf welcher sie sich über deren Scharnier erstreckt und beim Öffnen der Verschlußklappe auf Zug belastet wird.
  • Es gibt Filtertüten mit Verschlußklappen, die nur beim Öffnen des Staubsaugers zum Wechseln der Filtertüten verschlossen werden. Dies geschieht entweder manuell durch Verschieben einer Verschlußlasche oder gemäß DE-U-296 15 163 automatisch durch eine Feder.
  • Gemäß DE-A-44 15 350 und DE-U-88 01 638 ist es bei Staubsaugern bekannt, daß während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs die Filtertüte oben und der Eintritt in die Filtertüte unten oder beide horizontal angeordnet sind. Bei diesen Staubsaugern muß die Filtertüte nicht nur beim Wechseln der Filtertüte verschlossen werden, sondern auch bei jedem Ausschalten des Saugers. Dies verhindert, daß bei ausgeschaltetem Gerät Staub aus der Tüte wieder durch das Saugrohr auf den Boden fällt. Da in den Filtertüten auch feiner Staub vorhanden ist, ist eine relativ hohe Mindestverschlußkraft notwendig, damit kein Staub herausfällt. Dieser hohe Anfangswert der Federkraft kann beim Einschalten des Staubsaugers relativ leicht überwunden werden, da bei geschlossener Verschlußklappe eine große Druckdifferenz an der Klappe zu einer großen Öffnungskraft führt.
  • Die Kraft muß dann aber wieder abfallen und sollte auch bei großen Öffnungswinkeln bis 90° nicht so stark ansteigen, damit der Unterdruck die Verschlußklappe sicher geöffnet halten kann. Diese Funktion ist bei den vorstehend genannten, bekannten Ausführungen nicht vorhanden. Dort liegt jeweils ein gummielastisches Federelement flach an der Außenwand der Filtertüte und der Verschlussklappe an, die beim Öffnen in die Filtertüte hinein verschwenkt. Bei dem Aufschwenken der Verschlussklappe wird das als Zugfeder wirkende Federelement im Bereich des Gelenks gedehnt, so daß die Schließkraft vergrößert wird. Der Hebelarm, mit dem die Federkraft auf die Verschlußklappe wirkt, verändert sich dabei nicht oder nur unwesentlich, da das Federelement während der gesamten Schwenkbewegung seine flache Anlage an der Wand der Filtertüte und an der Verschlußklappe beibehält.
  • Weiterhin sind Hilfseinrichtungen zur Unterstützung der Klappenöffnung bekannt, die z. B. mittels einer Membran über Hebel die Klappe öffnen.
  • Oft werden auch z. B. gemäß DE-A-199 48 909 bombierte Blattfedern verwendet, die bei einem gewissen Durchbiegen eine Degression besitzen. Die Federn schnappen durch. (Dieser Effekt wird beim Knackfrosch verwendet). Bei weiterer Öffnung der Klappe steigt aber auch bei diesen Federn die Federkraft kontinuierlich weiter an. Außerdem erhöht jedes weitere Öffnen die Biegebelastung der Feder. Beim derzeitigen Stand der Technik kommt es dann bei großen Öffnungswinkeln zu großen Federkräften und außerdem zu sehr großen Belastungen der Blattfeder. Diese großen Belastungen führen häufig zu einer vorzeitigen Ermüdung und Beschädigung der Blattfeder.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Federanordnung zu schaffen, die ein weites Öffnen ohne großen Kraftanstieg ermöglicht, so daß die Feder dabei nicht stark belastet wird.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen.
  • Es ist vorzugsweise als Federelement ein elastisches Gummi- oder Silikonformteil (LSR = Liquid Silicon Rubber) vorgesehen, welches auf Zug belastet wird, z. B. ein O-Ring. Die Kontur des Federelementes sollte verhältnismäßig flach sein, damit es leicht um das Scharnier der Verschlußklappe gebogen werden kann. Durch geeignete Wahl der Befestigungsstellen der Feder mit Bezug auf den Drehpunkt der Klappe kann eine sehr flache und auch eine degressive Kennlinie erreicht werden, wobei trotzdem am Anfang durch den wirksamen Hebelarm eine hohe Verschlußkraft erzeugt werden kann. Wenn der Drehpunkt der Verschlußklappe geeignet gewählt wird und außerdem eine Vertiefung im Scharnier vorhanden ist, ist auch eine Kennlinie möglich, die in den negativen Bereich geht. Das bedeutet, daß die Schließkraft kleiner als 0 wird und somit die Verschlußklappe offen stehen bleibt. Dazu muß die neutrale (mittlere) Faser des Federelementes im Bereich des Scharniers auf die andere Seite von dessen Drehachse durchschnappen.
  • In weiterer bevorzugter Ausführung der Erfindung ist in der Verschlußklappe eine Vertiefung angebracht, in die das Federelement im geöffneten Zustand vollständig eintaucht, so daß keine Kante oder Erhebung, die die Strömung behindern könnte, über die Verschlußklappe vorsteht. Außerdem kann an dem Federelement eine Dichtung angebracht sein, die zwischen der Verschlußklappe und der Filtertüte wirkt. In allen Fällen ist es zweckmäßig, für das Federelement einen Werkstoff zu wählen, der ein Anhaften von Schmutz erschwert oder verhindert. Insbesondere im zuletzt genannten Fall ist es vorteilhaft, wenn das Federelement die Verschlußklappe vollständig überdeckt.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Federelement 10, eingebaut in eine Filtertüte 12. Das flache Federelement 10 ist mit seinem einen Ende an der Filtertüte 12 und mit seinem anderen Ende an einer Verschlußkappe 14 befestigt. Gezeigt ist ein Öffnungswinkel der Verschlußkappe 14 von ca. 45°.
  • Fig. 2 zeigt das in der Filtertüte 12 eingebaute Federelement 10 in dem Zustand, bei dem die Verschlußklappe 14 geschlossen ist.
  • Im Vergleich zu einer erfindungsgemäßen Ausführung nach Fig.1 und 2 zeigt Fig. 8 den Stand der Technik, bei dem eine Blattfeder 16 verwendet wird. Die Blattfeder 16 hat eine Bombierung (Wölbung im Querschnitt), damit die Federkraft nach einem gewissen Öffnungswinkel wieder absinkt. Gezeigt ist hier ein Öffnungswinkel der Verschlußklappe 14 von ca.45°. Die Blattfeder 16 ist als Biegefeder wirksam. Vorteilhaft ist, daß die Strömung bei dieser Ausführung durch die Blattfeder 16 nicht behindert wird, da die Luft auf der anderen Seite der Verschlußklappe 14 vorbeiströmt. Nachteilig ist aber die starke Belastung der Blattfeder 16 bei weitem Öffnen der Verschlußklappe 14.
  • Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung das erfindungsgemäße Federelement 10, eingebaut in die Filtertüte 12, wobei die Verschlußklappe 14 die geschlossene Stellung einnimmt. Man erkennt, daß durch eine gegenüber der inneren Oberfläche der Filtertüte 12 und der geschlossenen Klappe 14 sowie deren Drehachse erhöhte Anordnung wenigstens einer der Befestigungsstellen der Zugfeder 10 die Federkraft mit einem Hebelarm mit Bezug auf die Scharnierachse als Drehmoment wirkt, das zu einem sicheren Schließen der Klappe 14 führt.
  • Fig. 4 zeigt das Federelement nach Fig. 3 bei einem geringen Öffnungswinkel der Verschlußklappe 14. Bei diesem geringen Öffnungswinkel liegt das Federelement 10 noch nicht auf dem Scharnier auf, sondern erstreckt sich im Bereich des Scharniers, unabhängig von einer eventuellen Anlage an den Befestigungsstellen und außerhalb des Bereichs des Scharniers, frei über dieses hinweg.
  • Fig. 5 zeigt das Federelement 10 nach Fig. 3 und 4 bei einem Öffnungswinkel der Verschlußklappe 14 von ca. 70°. Man erkennt, daß sich bei diesem großen Öffnungswinkel das Federelement 10 um das Scharnier der Verschlußklappe 14 biegt. Ein weiteres Öffnen der Verschlußklappe 14 führt nur noch zu einer sehr geringen Erhöhung des Drehmoments und der Federbelastung.
  • Fig. 6 zeigt eine gegenüber Fig. 5 abgewandelte Version bei einem Öffnungswinkel der Verschlußklappe 14 von ebenfalls ca. 70°. Bei dieser Version ist eine Vertiefung im Scharnier und in der Verschlußklappe 14 vorhanden, in die das Federelement 10 eintauchen kann. Je nach Größe dieser Vertiefung kommt es ab einem bestimmten Öffnungswinkel zu einem Drehmoment in Öffnungsrichtung, so daß die Verschlußklappe 14 offen bleibt. Die neutrale Faser des Federelementes 10 liegt unter der Drehachse des Scharniers der Verschlußklappe 14.
  • Fig. 7 zeigt mögliche Kennlinien des erfindungsgemäßen Federelementes 10. Mit A ist eine Kurve bezeichnet, die auf ein niedriges Niveau abfällt. Eine andere Kurve B fällt bis auf 0 ab und steigt dann wieder etwas an. Der Punkt, wo die Kurven auf 0 bzw. auf das Minimum abfallen, kann einfach durch die Geometrie der Federelementbefestigung und die Wahl der Feder festgelegt werden.

Claims (9)

  1. Staubsaugerfiltertüte mit einer Verschlußklappe und einem Federelement (10) in Form einer vorbelasteten Zugfeder, die auf derjenigen Seite der Verschlußklappe (14) angebracht ist, auf welcher sie sich über deren Scharnier erstreckt und beim Öffnen der Verschlußklappe (14) auf Zug belastet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstellen des Federelementes (10) derart an der Verschlußklappe (14) und an der Filtertüte (12) angeordnet sind, daß es sich bis zu einem bestimmten Öffnungswinkel der Verschlußklappe (14) frei über das Scharnier erstreckt und bei einem größeren Öffnungswinkel in Anlage an einer auf oder neben der Scharnierachse angeordneten Kante oder Fläche abgebogen ist.
  2. Staubsaugerfiltertüte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) eine so geringe Biegesteifigkeit besitzt, daß es mit im Verhältnis zum Schließmoment der Verschlußklappe (14) wesentlich kleineren Rückstellmoment an dem Scharnier der Verschlußklappe (14) biegbar ist.
  3. Staubsaugerfiltertüte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) aus einem Gummiwerkstoff, aus einem Silikonformteil (LSR) oder aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) besteht.
  4. Staubsaugerfiltertüte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verschlußklappe (14) eine Vertiefung angebracht ist, in die das Federelement (10) im geöffnetem Zustand vollständig eintaucht, so daß keine Kante oder Erhebung über die Verschlußklappe (14) hervorsteht, die die Strömung behindert.
  5. Staubsaugerfiltertüte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) aus einem Werkstoff besteht, der ein Anhaften von Schmutz verhindert, und daß das Federelement (10) die Verschlußklappe (14) vollständig überdeckt.
  6. Staubsaugerfiltertüte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Federelement (10) eine Dichtung angebracht ist, die zwischen der Verschlußklappe (14) und der Filtertüte (12) wirkt.
  7. Staubsaugerfiltertüte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) als O-Ring ausgeführt ist.
  8. Staubsaugerfiltertüte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (10) eine degressive Kennlinie des auf die Verschlußklappe (14) wirkenden Schließmoments bewirkt, das bei einem bestimmten Öffnungswinkel bis auf ein Drehmoment von 0 Nm absinkt.
  9. Staubsaugerfiltertüte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einen bestimmten Öffnungswinkel das in Schließrichtung auf die Verschlußklappe (14) wirkende Drehmoment unter 0 Nm absinkt und dadurch die Verschlußklappe (14) weiter bis zu einem Anschlag öffnet, der durch Anliegen des Federelementes (10) auf der Verschlußklappe (14) oder durch einen externen Anschlag gebildet ist.
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