EP3417751A1 - Filteranordnung mit einem flachfilter - Google Patents

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EP3417751A1
EP3417751A1 EP18170546.8A EP18170546A EP3417751A1 EP 3417751 A1 EP3417751 A1 EP 3417751A1 EP 18170546 A EP18170546 A EP 18170546A EP 3417751 A1 EP3417751 A1 EP 3417751A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
air
air inlet
air outlet
flat
Prior art date
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Granted
Application number
EP18170546.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3417751B1 (de
Inventor
Stefan Hassfurter
Veronika Kirsch
Markus Kühnel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Hausgeraete GmbH
Publication of EP3417751A1 publication Critical patent/EP3417751A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3417751B1 publication Critical patent/EP3417751B1/de
Active legal-status Critical Current
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Classifications

    • 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
    • A47L9/12—Dry filters
    • A47L9/122—Dry filters flat
    • 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
    • A47L2201/00—Robotic cleaning machines, i.e. with automatic control of the travelling movement or the cleaning operation

Definitions

  • the invention relates to a filter arrangement. Furthermore, the invention relates to a vacuum cleaner and a cleaning robot with such a filter arrangement.
  • the European patent EP 1 474 025 B1 describes a filter housing comprising an inlet for receiving an air flow, a cavity for receiving a filter and a filter disposed in the cavity.
  • the filter housing has an airflow passage extending between the inlet and the filter cavity.
  • At least one wall is positioned in the air flow passage to divide the air flow passage into a plurality of separate elongate channels, each wall extending to or contacting an upstream surface of the filter, such that each channel has a separate portion upstream thereof lying surface of the filter communicates.
  • the air flow passage extends along the channels in a direction inclined to the upstream surface of the filter.
  • a hand-held vacuum cleaner is described according to the cyclone principle having superimposed first and second filters to filter a working air flow both on the inlet side and on the outlet side of a vacuum motor.
  • the first and second filters may be mounted in a common frame in the housing of the vacuum cleaner, wherein the first and second filters may be superposed on each other.
  • the US patent US 8 424 153 B2 describes a handheld vacuum cleaner having a compact cylindrical outlet filter assembly that is easily accessible to a user.
  • the filter is removably mounted in the housing between an exhaust outlet and a suction source.
  • the cleaning robot dust container comprises a container wall surrounding the dust container, a first side, a second side, a dust particle and air inlet opening disposed in the first side of the dust container, an air outlet opening provided in the second side of the dust container Dust container is arranged and a filter which is mounted in the dust container so that the air flow through the dust container passes through the filter.
  • the German patent application DE 10 2015 105 059 A1 discloses a filter assembly with a filter and a filter receptacle into which the filter, disposed in a cassette, is insertable in a longitudinal direction.
  • the filter assembly includes means for retaining dirt particles deposited on the dirty side.
  • the US patent US 4 710 297 A discloses an air filter having a pleated, in some embodiments annular, filter medium.
  • a radial air inlet relative to the axis of the ring and a central axial air outlet are provided.
  • the filter medium is not annular, but straight, and inlet and outlet are on opposite narrow sides of the filter medium.
  • US patent publication US 2005/0 138 763 A1 discloses a cyclone vacuum cleaner with a flat, pleated filter, with air passing on a narrow side of the filter, passing from one side of the filter to the other side of the filter and then through the filter, substantially over its entire area.
  • the filter assembly comprises a filter frame for receiving a flat filter and the flat filter, wherein the flat filter has an air inlet side and an opposite to the air inlet side arranged air outlet side.
  • the filter arrangement comprises an air inlet region which adjoins the air inlet side of the flat filter and is fluidically connected to an air inlet opening via an air inlet channel, and an air outlet region which adjoins the air outlet side of the flat filter and is fluidically connected to an air outlet opening via an air outlet channel.
  • the flat filter can be traversed by air from the air inlet area to the air outlet area.
  • the flat filter extends in the axial direction over at least 60% of the axial extent of at least one of the air inlet opening and the air outlet opening.
  • the filter arrangement has a flat filter, wherein the axial direction of the filter arrangement corresponds to the axial direction of the flat filter.
  • the flat filter defines a plane, and the axial direction is the direction perpendicular to the filter plane.
  • the filter arrangement has an air inlet opening, via which the filter arrangement, the air to be filtered can be supplied.
  • the filter arrangement has an air outlet opening through which the filtered air flows out.
  • the flat filter extends in the axial direction over at least 60% of the axial extent of at least one of the air inlet opening and the air outlet opening.
  • a vacuum cleaner according to the invention comprises a filter arrangement described above.
  • a cleaning robot according to the invention comprises a filter arrangement as described above.
  • the space requirement in the axial direction is a critical parameter in the design of the device because of the driving behavior of a cleaning robot.
  • a cleaning robot is a cleaning apparatus capable of automatically moving relative to a surface to be cleaned or an object to be cleaned, and wholly or partially cleaning the surface or the object.
  • the cleaning robot is equipped with one or more cleaning devices.
  • the cleaning robot may be equipped with fixed or driven brushes, rollers, wipers, cloths or other cleaning equipment.
  • the cleaning robot can comprise a vacuum cleaner, for example a wet vacuum or a dry vacuum cleaner or a combined wet / dry vacuum cleaner.
  • a cleaning robot is usually equipped with a chassis.
  • the landing gear can be controlled, for example, by a controller operating in the Cleaning robot or outside the cleaning robot may be present.
  • the controller draws data provided by one or more sensors which, at least in part, may be present in the cleaning robot or outside the cleaning robot.
  • Typical sensors include a mechanical collision sensor, a camera, an ultrasonic sensor, an infrared sensor, a distance sensor, an acceleration sensor, and a compass.
  • a cleaning robot may include or may be operatively connected to one or more mapping means.
  • Mapping means comprise, in particular, devices for receiving, storing or evaluating geometrical properties of the room in which the cleaning robot is to work or work. The mapping means can advantageously contribute to a planned navigation of the cleaning robot in the room. Rooms can be outside or inside, z. B. interiors of buildings such as living spaces or household spaces, be.
  • a cleaning robot is usually accumulator-operated. So that the accumulator of such a cleaning robot can be reloaded after a cleaning phase, a charging station separate from the cleaning robot can be provided.
  • the cleaning robot can be designed so that it automatically starts the charging station for charging the battery and / or automatically connects to the charging station.
  • a cleaning robot may, for example, comprise a vacuum cleaner, wherein the vacuum cleaner may be configured as a wet vacuum cleaner, as a dry vacuum cleaner or as a combined wet / dry vacuum cleaner.
  • the cleaning robot may comprise a wet vacuum and be adapted to apply liquid to a surface to be cleaned or an object to be cleaned and to suck the liquid by means of the wet vacuum again.
  • the cleaning robot may include other cleaning devices such as brushes, rollers, wipers, cloths or other cleaning devices.
  • the cleaning action of the vacuum cleaner is supported by these additional cleaning devices.
  • a vacuum cleaner in the sense of the present invention is a device which can generate a suction air flow which acts on an object, usually a surface, for example a floor surface, in order to remove particles, such as dirt or moisture Dust particles, but also liquids, for example, from the object by being detected by the Saugluftstrom and entrained (hereinafter also referred to as "suction").
  • a vacuum cleaner can achieve such a cleaning effect.
  • the vacuum cleaner is usually equipped with a suction fan for generating a suction air flow, wherein a suction port of the vacuum cleaner is in flow communication with the suction side of the suction fan.
  • the suction port is typically designed so that it over the object to be cleaned, for. B. a floor surface, can be performed to the particles, for. As dust or dirt to suck.
  • the suction fan is usually in fluid communication with at least one dust separator, such as a generally interchangeable dust filter bag, a filter device or a centrifugal separator. Dirt particles taken up by the suction air stream are generally collected in a dust collecting chamber, with the dust filter usually being present in the dust collection chamber in the case of a vacuum cleaner with a dust filter bag.
  • Cleaning robots that are equipped with a vacuum cleaner, collect dirt and dust usually in a arranged in the cleaning robot dust collector.
  • the space available on the cleaning robot is usually limited, so that the space provided for the dust collector is limited.
  • the cleaning robot can be designed so that it automatically starts to pick up the dust, the dust collection station and / or automatically connects to the dust collection station.
  • the dust collecting station can be designed as a dust collecting station connected to a charging station or as a dust collecting station separate from a charging station.
  • the filter assembly is configured to guide the air along a flow path extending from the air inlet passage via the air inlet region through the flat filter into the air outlet region and the air outlet channel.
  • the incoming air thus passes, for example, via the air inlet opening and the air inlet channel to the air inlet region and is guided from there through the flat filter to the air outlet region. From the air outlet region, the filtered air is then led out of the filter arrangement via the air outlet channel and the air outlet opening.
  • the flat filter extends in the axial direction over at least 70% of the axial extent of at least one of the air inlet opening and the air outlet opening. Further preferably, the flat filter extends in the axial direction over at least 80% of the axial extent of at least one of the air inlet opening and the air outlet opening.
  • the flat filter extends in the axial direction over at least 60% of the axial extent of the air inlet opening and over at least 60% of the axial extent of the air outlet opening. Further preferably, the flat filter extends in the axial direction over at least 80% of the axial extent of the air inlet opening and over at least 80% of the axial extent of the air outlet opening. If both the air inlet opening and the air outlet opening viewed in the axial direction is arranged at the height of the flat filter, this results in a particularly space-saving variant.
  • the flat filter and at least one of the air inlet opening and the air outlet opening are arranged in an axial region of the filter arrangement which lies within the axial extent of the filter frame.
  • the air inlet opening, the air outlet opening and the flat filter are arranged in an axial region of the filter arrangement, which lies within the axial extent of the filter frame. Relative to the axial direction of the flat filter, the air inlet opening, the Air outlet opening and the flat filter arranged substantially at the same height.
  • At least one of the air inlet passage and the air outlet passage is disposed in an axial region of the filter assembly that is within the axial extent of the filter frame.
  • the air inlet duct and the air outlet duct can be accommodated within the axial area of the filter frame. In this way, the entire fluid distribution of the air streams within the filter assembly can be performed within the narrow axial range dictated by the filter frame.
  • the axial extent of the filter frame is less than one third of the diameter of the flat filter.
  • the filter frame with the flat filter can therefore be built so that little space is required in the axial direction.
  • the air inlet opening extends in the axial direction over at least 80% of the axial extent of the air outlet opening.
  • the air inlet opening and the air outlet opening are thus arranged, for example, substantially at the same height, so there is a substantial overlap between the air inlet opening and the air outlet opening in relation to the axial extent.
  • the cross-sectional area of the air inlet opening differs by less than 20% from the cross-sectional area of the air outlet opening.
  • the cross-section with which air enters the filter arrangement thus corresponds essentially to the cross-section with which the air exits the filter arrangement. This allows a uniform flow through the filter assembly.
  • the centers of the air inlet opening and the air outlet opening in the axial direction are substantially at the same axial height of the filter assembly.
  • the center of the air inlet opening relative to the center of the air outlet opening has an offset in the axial direction of less than 1 cm.
  • the offset in the axial direction is less than 0.6 cm.
  • the offset in the axial direction is less than 0.4 cm.
  • the flat filter and at least one of the air inlet opening and the air outlet opening are arranged in or on the filter frame.
  • the air inlet opening, the air outlet opening and the flat filter are arranged in or on the filter frame.
  • the filter frame is a central component of the filter arrangement, wherein the filter frame is designed in particular for holding the flat filter and for the flow guidance of the inflowing and the outflowing air flow.
  • At least a part of the wall of the air inlet channel is formed by the filter frame.
  • at least part of the wall of the air outlet channel is formed by the filter frame. Parts of the filter frame thus also serve as a wall for at least one of the air inlet duct and the air outlet duct.
  • At least one of the air inlet opening and the air outlet opening is arranged laterally on the filter arrangement.
  • at least one of the air inlet opening and the air outlet opening is arranged laterally on the filter frame.
  • the air inlet opening is arranged laterally on the filter frame, while the air outlet opening can be located, for example, in the upper or lower region of the filter arrangement.
  • the air outlet opening for example, be arranged laterally on the filter frame, while the air inlet opening at a another location of the filter assembly is provided.
  • both the air inlet opening and the air outlet opening are arranged laterally on the filter frame, so that both the air supply and the air discharge can take place from the side of the filter arrangement.
  • the air inlet opening and the air outlet opening are both arranged in a common plane laterally on the filter arrangement.
  • the sealing of the air supply and air discharge of the filter assembly is significantly simplified.
  • the inlet opening and the outlet opening are pressed against seals, for example.
  • both openings are arranged in one plane, it is only necessary to apply a force in one direction, which is therefore easier to produce.
  • the air inlet opening and the air outlet opening are provided with a common seal.
  • fewer components are needed, and the assembly is simplified.
  • an airflow flowing into the air inlet opening has a dominant flow component in a direction perpendicular to the axial direction.
  • the flow direction of an air stream entering the air inlet duct is directed substantially perpendicular to the axial direction.
  • an air flow flowing out of the air outlet opening has a dominant flow component in a direction perpendicular to the axial direction.
  • the purified air stream emerging laterally from the filter arrangement may, for example, be directed perpendicular to the axial direction or obliquely to the axial direction.
  • the flow direction of an air flow emerging from the air outlet channel is directed substantially perpendicular to the axial direction.
  • an airflow flowing into the air inlet opening is directed substantially opposite to a outflowing out of the air outlet opening Airflow.
  • the filter assembly comprises a filter housing, wherein the filter frame divides the filter housing into an upper housing volume and a lower housing volume.
  • the filter frame is disposed in the upper half of the filter housing.
  • the lower housing volume of the filter assembly is formed as Staubabscheideraum.
  • a separation of dust and dirt can be carried out.
  • the separation of dust and dirt is preferably carried out before the air filtering in order to minimize the burden on the air filter. The preceding dust and dirt separation ensures that the flat filter only comparatively rarely needs to be cleaned or replaced.
  • the lower housing volume of the filter housing comprises a dust collector.
  • the dust collector is removably attached to the filter frame. Inside the dust collector dust and dirt can be collected.
  • the dust collector is designed as a removable dust collector, so that it can be emptied from time to time. Due to the compact design of the filter assembly, a dust collector with a larger volume can be provided.
  • the wall of the air inlet channel is designed to direct an inflowing air flow in the direction of the lower housing volume. This results in a flow path in which the incoming air is first directed down to the lower housing volume, where a first deposition of dirt and dust occurs. Subsequently, the air flow over a large area from bottom to top is passed through the flat filter to further filter the air flow. From the upper housing volume, the air is then led to the outside via the air outlet duct and the air outlet opening.
  • a part of the wall of the air inlet channel is designed as a guide surface, which is designed to deflect an inflowing air flow in the direction of the lower housing volume.
  • dust is separated in the lower housing volume of the filter housing. Due to the preferably sharp deflection of the incoming air flow together with the gravitational effect entrained by the air flow dust and dirt particles in the lower housing volume of the filter assembly are deposited before the pre-cleaned air flow flows from bottom to top through the flat filter.
  • the flat filter preferably has an air inlet surface and an air outlet surface arranged parallel to the air inlet surface.
  • the flat filter is arranged in the filter arrangement substantially in the horizontal direction.
  • the flat filter is traversed in the axial direction from the air inlet region to the air outlet area with air.
  • the flat filter comprises a filter material, wherein the filter material is one of the following: foam, nonwoven, pleated filter material.
  • the flat filter is designed as a folded filter.
  • the flat filter is designed as a multilayer filter structure with at least two different filter layers. In this way, different filters for different functionalities can be provided.
  • the flat filter comprises at least one of the following: a HEPA filter, an activated carbon filter, an odor filter.
  • an additional coarse dirt filter is arranged on the air inlet side of the flat filter.
  • This coarse dirt filter is used, for example, to remove lint and coarse dirt from the air flow before the air flow flows through the flat filter. As a result, the dust and dirt loading of the flat filter can be kept low.
  • the coarse dirt filter is preferably designed as a replaceable filter.
  • the flat filter is circular or elliptical or rectangular.
  • a part of a filter surface of the flat filter is formed as an area free from the filter material, wherein at least one of the air inlet passage and the air outlet passage is arranged in the area free of the filter material.
  • the flat filter is designed as a circular filter, wherein a sector of the flat filter is formed as a free area of the filter material, wherein in the filter material free sector at least one of the air inlet channel and the air outlet channel is arranged.
  • the filter material-free sector preferably extends over an angle of more than 10 °, more preferably over more than 20 °, more preferably over more than 30 °.
  • the filter material-free sector preferably extends over an angle of less than 60 °, more preferably over an angle of less than 50 °, more preferably over an angle of less than 40 °.
  • the flat filter is designed as a circular filter, wherein a sector of the flat filter is formed as a filter material-free area, wherein in the filter material-free sector at least one of the air inlet channel and the air outlet channel is arranged.
  • the flat filter in the filter frame is arranged laterally offset from the center of the filter frame, so that in addition to the flat filter, a region is formed in which at least one of the air inlet duct and the air outlet duct is arranged.
  • a region is formed in which at least one of the air inlet duct and the air outlet duct is arranged.
  • the cleaning robot comprises a receptacle for the filter assembly.
  • the cleaning robot has seals arranged laterally in the receptacle for forming substantially airtight connections between a supply channel on the side of the cleaning robot and the air inlet channel and between the air outlet channel and a discharge channel on the side of the cleaning robot.
  • the filter assembly 1 is designed to remove dirt and dust particles from an air laden with dirt and dust, for example from the suction air of a vacuum cleaner.
  • the filter assembly 1 comprises a filter frame 2 which is adapted to support a flat filter 3 for filtering the suction air.
  • the flat filter 3 is a folded filter preferably made of folded filter paper with a plurality of filter pleats extending outwardly from a central region 4.
  • an air inlet channel 5 and an air outlet channel 6 are arranged in addition to the flat filter 3.
  • a sector-shaped region 7 is recessed.
  • the air inlet channel 5 Within the sector-shaped area 7 of the air inlet channel 5 is arranged, which can be fed from an air inlet opening 8 in the direction of the arrow 9 with dirt-laden air.
  • the air inlet channel 5 is fluidly connected to the lower portion of the filter assembly 1.
  • a curved guide surface 11 At the viewed in the axial direction 10 upper side of the air inlet channel 5, a curved guide surface 11 is arranged, which directs the incoming air down to the dust collector 12 out.
  • the terms “top” and “bottom” are to be understood that dirt and dust due to gravity in the lower part of the filter assembly 1, so collected in the dust collection container 12 during normal operation of the filter assembly.
  • the air inlet opening 8 is arranged together with an air outlet opening 13 of the air outlet channel 6 in a side wall of the filter frame 2, so that the air inlet opening 8 and the air outlet opening 13 are arranged in a common plane laterally on the filter assembly 1. Viewed in the axial direction 10, the air inlet opening 8 is at the same height as the air outlet opening 13. Purified air can be guided from the upper region of the filter arrangement 1 to the air outlet opening 13 via the air outlet channel 6 and exit there in the direction of the arrow 14. In this case, the air outlet channel 6 has a curved lower guide surface 15 for guiding the air.
  • a dust collecting container 12 is arranged, which can be connected, for example, with a connection region 16 on the underside of the filter frame 2.
  • locking lugs 17 may be attached or formed, which engage in recesses on the connection portion 16 and form a bayonet lock together with these recesses.
  • the dust collector 12 encloses the lower housing volume of the filter assembly 1.
  • a lid 18 is placed, which closes the upper housing volume.
  • the lid 18 is provided with a handle handle 19, with which the entire filter assembly 1 can be removed from the vacuum cleaner.
  • lateral locking tabs 20 are integrally formed or mounted, which can engage in corresponding recesses on the side of the vacuum cleaner and lock the filter assembly 1.
  • the flow path of the air through the filter arrangement 1 will be described below.
  • the dust-laden air is supplied through the air inlet opening 8 in the direction of the arrow 9 to the air inlet channel 5 and deflected by the curved guide surface 11 comparatively sharp down to the dust collector 12 out. Due to gravity, at least a portion of the entrained by the air flow dirt and dust particles in the dust collector 12 is deposited, with dirt and dust accumulate at the bottom of the dust collector 12. After the impact on the bottom of the dust collecting container 12, the incoming air is diverted upward. The air enters at the bottom of the flat filter 3 and flows through the flat filter 3 in the axial direction 10 from bottom to top, wherein the purified air exits at the top of the flat filter 3.
  • the air flow Since the coarse dirt carried by the air flow is deposited at the bottom of the dust collection container 12 before flowing through the flat filter 3, the air flow only carries a certain residual amount of dust and dirt with it. These dust and dirt particles are filtered away by the flat filter 3.
  • the flat filter 3 is flowed through in the direction from bottom to top uniformly and over a large area. This has the advantage that a large amount of air can be filtered at low speed, so that the pressure drop across the flat filter 3 is low. Due to the slow large-scale flow through the filter material, the noise in the filter assembly 1 is kept low. Because of the preceding deposition of coarse dirt accumulates at the bottom of the flat filter 3 over time not too much dust, so that the bottom of the flat filter 3 only comparatively rarely needs to be cleaned.
  • the purified air exits at the top of the flat filter 3 and passes over the above the flat filter. 3
  • the purified air flow is guided by means of the curved guide surface 15 to the air outlet opening 13 and exits there in the direction of the arrow 14.
  • the filter arrangement 1 shown both the supply of polluted air and the discharge of purified air from the side at the level of the filter frame 2.
  • the air inlet opening 8 with the adjoining air inlet duct 5, the air outlet opening 13 with the air outlet 6 and the flat filter. 3 When viewed in the axial direction 10, all are arranged within a comparatively small axial section within the filter frame 2. In this way, in particular in the axial direction 10, a space-saving design of the filter arrangement 1 is achieved.
  • the advantage of this is that for a given height of the filter assembly 1 due to the small footprint of the filter frame 2 accordingly more space for the dust collector 12 can be provided. Especially with cleaning robots, the available height for the filter assembly 1 is limited because of the driving behavior.
  • the available installation space can be used as much as possible for the dust collecting container 12 so that it can absorb comparatively much dust and dirt before an emptying is necessary.
  • the compact design of the filter assembly 1 is achieved by a multiple deflection of the air streams.
  • the air entering the filter assembly 1 has a dominant component perpendicular to the axial direction 10
  • the purified air is diverted through the lid 18 and guided through the air outlet channel 6, wherein the exiting air exits laterally and thus has a dominant flow component perpendicular to the axial direction 10.
  • both the supply and the discharge of the air takes place from the side at the height of the flat filter 3.
  • only one of the air inlet opening 8 and the air outlet opening 13 at the height of the flat filter 3 may be provided, whereas the other Air opening could be arranged for example at the lower end or at the upper end of the filter assembly 1.
  • Another advantage of the filter assembly 1 is that the air inlet opening 8 and the air outlet opening 13 are arranged on one side of the filter frame 2 in a common plane.
  • the fluidic contacting of the air inlet channel 5 and the air outlet channel 6 is facilitated by the vacuum cleaner.
  • a larger common sealing element can be used to seal the air inlet opening 8 and the air outlet opening 13 with respect to the corresponding channels on the vacuum cleaner side instead of two individual sealing elements.
  • FIGS. 1 and 2 shown filter assembly 1 Another peculiarity of the flow path in the in FIGS. 1 and 2 shown filter assembly 1 is that the direction indicated by the arrows 9 and 14 inflow and outflow are oppositely oriented to each other. Both the inflow direction and the outflow direction are oriented perpendicular to the axial direction 10 of the filter assembly 1.
  • the inflowing air flow and / or the outflowing air flow could each be oriented obliquely to the axial direction 10, wherein also in these cases, the dominant component of the inflow and outflow is oriented perpendicular to the axial direction 10, in addition due to the oblique coupling a comparatively smaller component in the axial direction 10 added.
  • FIG. 3 is a front view of the filter frame 2 is shown.
  • the connection area 16 for the dust collector 12 is shown.
  • the respective centers of the air inlet opening 8 and the air outlet opening 13 are mounted in the axial direction 10 at the same height.
  • the advantage of a compact design can also be achieved if the air inlet opening 8 and the air outlet opening 13 are arranged in the axial direction 10 with a certain height offset 21 to each other.
  • This possible height offset 21 is shown by means of a double arrow. As long as the height offset 21 is below 1 cm, more preferably below 4 mm, the overall height of the filter frame 2 is still low enough to achieve the advantages of the invention.
  • FIG. 4 shows a view of the underside of the filter frame 2.
  • the flat filter 3 can be seen from the air inlet surface.
  • folded paper is used as the filter material for the flat filter 3, the filter folds extending from the central area 4 to the outside.
  • a sector-shaped area 7 is provided in the flat filter 3, in which there is no filter material.
  • the air flowing in the direction of the arrow 9 passes through the air inlet opening 8 in the air inlet channel 5 and is guided by the guide surface 11 in the direction of the bottom of the dust collecting container 12.
  • the dust collecting container 12 can be detachably fastened, for example by means of a bayonet closure, to the connection region 16 of the filter frame 2.
  • the air outlet channel 6 can be seen with the air outlet opening 13, from which the air flows in the direction of the arrow 14.
  • the space provided in the filter frame 2 flat filter 3 may be circular, elliptical or rectangular.
  • a circular design is especially suitable for folded filter material.
  • the folds are arranged around the central region 4 and lie directly against the sector-shaped region 7.
  • filter materials for example, fleece or foam.
  • the flat filter 3 may be sandwiched, and various filter materials may be combined. In this way it is possible, for example, different filter layers for the realization of different properties to combine with each other.
  • the flat filter may comprise, for example, a HEPA filter layer, an activated carbon filter layer or an odor filter layer.
  • This protective filter located upstream of the flat filter 3 acts as a coarse dirt filter and prevents, for example, wool mice and lint from getting to the flat filter 3. Through this upstream protection filter, the cleaning of the flat filter 3 is simplified because coarse dirt does not attach to the filter material of the flat filter 3.
  • FIG. 5 the filter frame 2 is shown with the flat filter 3 in plan view, wherein the filter folds of the flat filter 3 extending radially outwardly from the central region 4 can be seen.
  • FIG. 5 again the sector-shaped area 7 for the air inlet channel 5 can be seen, followed by the filter folds of the flat filter 3 on both sides.
  • FIG. 5 to see that the entire flat filter 3 is shifted within the filter frame 2 relative to the center of the filter frame 2 by a certain lateral offset 22 to the left to make room for the air outlet channel 6 on the right side.
  • the central region 4 of the flat filter 3 is therefore not located in the middle of the filter frame 2, but is laterally offset from the center of the filter frame 2.
  • This eccentric arrangement of the flat filter 3 creates space for the air outlet channel 6, which discharges the air purified after flowing through the flat filter 3 and discharges it through the air outlet opening 13 in the direction of the arrow 14.
  • the sector-shaped region 7 preferably extends over an angular range of more than 10 °, more preferably over an angular range of more than 20 ° and more preferably over an angular range of more than 30 °.
  • the sector-shaped region 7 preferably extends over an angular range of less than 60 °, more preferably less than 50 °, more preferably less than 40 °.
  • FIG. 6 shows a cross section through a cleaning robot 23, in which a filter assembly 1 of the in the FIGS. 1 to 5 shown type is used.
  • the filter assembly 1 is particularly suitable for use in a cleaning robot 23, because it provides a dust collector 12 with sufficiently large volume despite the low design.
  • the application of the described filter arrangement 1 is not limited to cleaning robots, but the filter assembly can also be used in other environments, for example in conventional vacuum cleaners.
  • the cleaning robot 23 has a receptacle 24 for the filter assembly 1, in which the filter assembly 1 is inserted from above and then locked, for example by pivoting the handle handle 19.
  • the cleaning robot 23 is equipped with a seal for the air inlet opening 8 and the air outlet opening 13 of the filter arrangement 1.
  • FIG. 6 shows a cross section through a cleaning robot 23, in which a filter assembly 1 of the in the FIGS. 1 to 5 shown type is used.
  • the filter assembly 1 is particularly suitable for use in a cleaning robot 23, because it provides a dust collector 12 with sufficiently large volume despite the low
  • a connection between the air supply channel 25 of the cleaning robot 23 and the air inlet channel 5 of the filter assembly 1 is made via the air inlet opening 8.
  • the incoming air is directed according to the arrow 26 through the guide surface 11 to the bottom of the dust collection container 12, wherein coarse dirt is deposited.
  • the air flow is deflected at the bottom of the dust collection container 12 and then flows through the flat filter 3 in the axial direction 10 from bottom to top.
  • the purified air is supplied to an air discharge channel of the cleaning robot 23, but in FIG. 6 not shown. The purified air is then discharged to the outside via this air discharge channel.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

Es wird eine Filteranordnung (1) beschrieben, die einen Filterrahmen (2) zur Aufnahme eines Flachfilters (3) und das Flachfilter (3) aufweist, wobei das Flachfilter (3) eine Lufteintrittsseite und eine gegenüberliegend zur Lufteintrittsseite angeordnete Luftaustrittsseite aufweist. Die Filteranordnung (1) umfasst einen Lufteinlassbereich, der an die Lufteintrittsseite des Flachfilters (3) angrenzt und über einen Lufteinlasskanal (5) mit einer Lufteintrittsöffnung (8) fluidisch verbunden ist, sowie einen Luftauslassbereich, der an die Luftaustrittsseite des Flachfilters (3)angrenzt und über einen Luftauslasskanal (6) mit einer Luftaustrittsöffnung (13) fluidisch verbunden ist. Das Flachfilter (3) ist vom Lufteinlassbereich zum Luftauslassbereich mit Luft durchströmbar. Das Flachfilter (3) erstreckt sich in axialer Richtung über mindestens 60% der axialen Ausdehnung von mindestens einer von der Lufteintrittsöffnung (8) und der Luftaustrittsöffnung (13).

Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Staubsauger sowie einen Reinigungsroboter mit einer derartigen Filteranordnung.
    • Hintergrund der Erfindung
  • Das europäische Patent EP 1 474 025 B1 beschreibt ein Filtergehäuse, das einen Einlass zum Empfangen einer Luftströmung, einen Hohlraum zur Aufnahme eines Filters und einen in dem Hohlraum angeordneten Filter umfasst. Das Filtergehäuse weist einen Luftströmungsdurchgang auf, der sich zwischen dem Einlass und dem Filterhohlraum erstreckt. Wenigstens eine Wand ist in dem Luftströmungsdurchgang so positioniert, dass sie den Luftströmungsdurchgang in eine Vielzahl von getrennten länglichen Kanälen aufteilt, wobei jede Wand sich an eine stromaufwärts liegende Oberfläche des Filters erstreckt oder diese kontaktiert, derart, dass jeder Kanal mit einem getrennten Abschnitt der stromaufwärts liegenden Oberfläche des Filter kommuniziert. Dabei erstreckt sich der Luftströmungsdurchgang entlang der Kanäle in einer Richtung, die zu der stromaufwärts liegenden Oberfläche des Filters geneigt ist.
  • In der US-Patentanmeldung US 2009 / 0 300 872 A1 ist ein Handstaubsauger nach dem Cyclonprinzip beschrieben, der überlagerte erste und zweite Filter aufweist, um einen Arbeitsluftstrom sowohl auf der Einlassseite als auch auf der Auslassseite eines Vakuummotors zu filtern. Der erste und der zweite Filter können in einem gemeinsamen Rahmen im Gehäuse des Staubsaugers montiert werden, wobei der erste und zweite Filter überlagert zueinander angeordnet sein können.
  • Das US-Patent US 8 424 153 B2 beschreibt einen Handstaubsauger, der eine kompakte zylindrische Auslassfilteranordnung aufweist, die für einen Benutzer leicht zugänglich ist. Das Filter ist in dem Gehäuse zwischen einer Abluftauslassöffnung und einer Saugquelle herausnehmbar angebracht.
  • In der US-Patentanmeldung US 2017 /0 020 355 A1 ist ein Staubbehälter für einen Reinigungsroboter beschrieben. Der Staubbehälter für den Reinigungsroboter umfasst eine Behälterwand, die den Staubbehälter umgibt, eine erste Seite, eine zweite Seite, eine Einlassöffnung für Staubpartikel und Luft, die in der ersten Seite des Staubbehälters angeordnet ist, eine Auslassöffnung für Luft, die in der zweiten Seite des Staubbehälters angeordnet ist und einen Filter, der in dem Staubbehälter so angebracht ist, dass sich der Luftstrom durch den Staubbehälter den Filter passiert.
  • Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2015 105 059 A1 offenbart eine Filteranordnung mit einem Filter und einer Filteraufnahme, in die der Filter, angeordnet in einer Kassette, in einer Längsrichtung einschiebbar ist. Die Filteranordnung umfasst eine Einrichtung zum Zurückhalten von an der Schmutzseite abgeschiedenen Schmutzpartikeln.
  • Das US-Patent US 4 710 297 A offenbart einen Luftfilter, der ein plissiertes, in einigen Ausführungsformen ringförmig angeordnetes Filtermedium aufweist. Außerdem ist ein bezogen auf die Achse des Rings radialer Lufteinlass und ein zentraler axialer Luftauslass vorgesehen. In einer anderen Ausführungsform verläuft das Filtermedium nicht ringförmig, sondern gerade, und Ein- und Auslass befinden sich an gegenüberliegenden schmalen Seiten des Filtermediums.
  • Die US-Offenlegungsschrift US 2005 / 0 138 763 A1 offenbart einen Cyclonstaubsauger mit einem flachen, plissierten Filter, wobei Luft an einer schmalen Seite des Filters vorbei von einer Seite des Filters auf die andere Seite des Filters und dann durch den Filter und zwar im Wesentlichen über seiner gesamte Fläche geführt wird.
    • Der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine kompakte Filteranordnung zum Filtern von Luft bereitzustellen, die in axialer Richtung eine Verringerung der Bauhöhe ermöglicht.
  • Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine kompakte Filteranordnung zur Reinigung der Abluft bereitzustellen, welche sich insbesondere für den Einsatz in einem Reinigungsroboter eignet.
    • Erfindungsgemäße Lösung
  • Die Bezugszeichen in sämtlichen Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern.
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch Bereitstellen einer Filteranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Filteranordnung weist einen Filterrahmen zur Aufnahme eines Flachfilters und das Flachfilter auf, wobei das Flachfilter eine Lufteintrittsseite und eine gegenüberliegend zur Lufteintrittsseite angeordnete Luftaustrittsseite aufweist. Die Filteranordnung umfasst einen Lufteinlassbereich, der an die Lufteintrittsseite des Flachfilters angrenzt und über einen Lufteinlasskanal mit einer Lufteintrittsöffnung fluidisch verbunden ist, sowie einen Luftauslassbereich, der an die Luftaustrittsseite des Flachfilters angrenzt und über einen Luftauslasskanal mit einer Luftaustrittsöffnung fluidisch verbunden ist. Das Flachfilter ist vom Lufteinlassbereich zum Luftauslassbereich mit Luft durchströmbar. Das Flachfilter erstreckt sich in axialer Richtung über mindestens 60% der axialen Ausdehnung von mindestens einer von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung.
  • Die Filteranordnung weist ein Flachfilter auf, wobei die axiale Richtung der Filteranordnung der axialen Richtung des Flachfilters entspricht. Durch das Flachfilter wird eine Ebene festgelegt, und bei der axialen Richtung handelt es sich um die Richtung senkrecht zur Filterebene. Die Filteranordnung weist eine Lufteintrittsöffnung auf, über die der Filteranordnung die zu filternde Luft zugeführt werden kann. Darüber hinaus weist die Filteranordnung eine Luftaustrittsöffnung auf, durch die die gefilterte Luft ausströmt. Das Flachfilter erstreckt sich in axialer Richtung über mindestens 60% der axialen Ausdehnung von mindestens einer von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung. Dies bedeutet, dass mindestens eine von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung in Bezug auf die axiale Ausdehnung weitgehend mit der axialen Ausdehnung des Flachfilters überlappt, also beispielsweise im Wesentlichen auf derselben Höhe wie der Flachfilter in Bezug auf die axiale Richtung angeordnet ist. Dadurch ergibt sich in axialer Richtung eine besonders platzsparende Bauweise, da mindestens eine von Luftzuführung und Luftabführung auf derselben Höhe erfolgt, auf der das Flachfilter selbst angeordnet ist, so dass in axialer Richtung kein zusätzlicher Platzbedarf für die jeweilige Lufteintrittsöffnung oder Luftaustrittsöffnung entsteht. Dabei ergibt sich der Vorteil einer Platzersparnis bereits dann, wenn eine der beiden Öffnungen auf der Höhe des Flachfilters angeordnet ist. Beispielsweise kann die Lufteintrittsöffnung etwa auf der axialen Höhe des Flachfilters angeordnet sein, während die Luftaustrittsöffnung weiter oben oder unten an der Filteranordnung angeordnet ist. Durch diese Bauform wird eine besonders kompakte Filteranordnung realisiert, die insbesondere für den Einsatz in Staubsaugern und besonders bevorzugt in Reinigungsrobotern geeignet ist, aber nicht auf den Einsatz in Staubsaugern und Reinigungsrobotern beschränkt ist.
  • Ein erfindungsgemäßer Staubsauger umfasst eine oben beschriebene Filteranordnung. Insbesondere umfasst ein erfindungsgemäßer Reinigungsroboter eine oben beschriebene Filteranordnung. In Reinigungsrobotern ist wegen des Unterfahrverhaltens eines Reinigungsroboters der Platzbedarf in axialer Richtung ein kritischer Parameter bei der Auslegung des Geräts. Durch die erfindungsgemäß ermöglichte Platzersparnis kann innerhalb eines Reinigungsroboters beispielsweise Platz für eine größere Staubsammelbox geschaffen werden.
  • Ein Reinigungsroboter ist ein Reinigungsgerät, das in der Lage ist, sich selbsttätig relativ zu einer zu reinigenden Fläche oder zu einem zu reinigenden Objekt zu bewegen und die Fläche oder das Objekt ganz oder teilweise zu reinigen. Hierzu ist der Reinigungsroboter mit einer oder mehreren Reinigungseinrichtungen ausgestattet. Beispielsweise kann der Reinigungsroboter mit feststehenden oder angetriebenen Bürsten, Walzen, Wischern, Tüchern oder anderen Reinigungseinrichtungen ausgerüstet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Reinigungsroboter einen Staubsauger umfassen, beispielsweise einen Nasssauger oder einen Trockensauger oder einen kombinierten Nass-/Trockensauger.
  • Ein Reinigungsroboter ist in der Regel mit einem Fahrwerk ausgestattet. Das Fahrwerk kann beispielsweise durch eine Steuerung gesteuert werden, die in dem Reinigungsroboter oder außerhalb des Reinigungsroboters vorliegen kann. Die Steuerung zieht zum Steuern des Fahrwerks beispielsweise Daten heran, die von einem oder mehreren Sensoren bereitgestellt werden, die, wenigstens zum Teil, in dem Reinigungsroboter oder außerhalb des Reinigungsroboters vorliegen können. Zu typischen Sensoren zählen ein mechanischer Kollisionssensor, eine Kamera, ein Ultraschallsensor, ein Infrarotsensor, ein Abstandssensor, ein Beschleunigungssensor und ein Kompass. Ein Reinigungsroboter kann ein oder mehrere Kartiermittel umfassen oder damit in Funktionsverbindung stehen. Kartiermittel umfassen insbesondere Vorrichtungen zur Aufnahme, zum Speichern oder zum Auswerten von geometrischen Eigenschaften des Raums, in denen der Reinigungsroboter arbeitet oder arbeiten soll. Die Kartiermittel können vorteilhafterweise zu einem planvollen Navigieren des Reinigungsroboters in dem Raum beitragen. Räume können Außen- oder Innenräume, z. B. Innenräume von Gebäuden wie etwa Wohnräume oder Haushaltsräume, sein.
  • Ein Reinigungsroboter ist in der Regel akkumulatorbetrieben. Damit der Akkumulator eines solchen Reinigungsroboters nach einer Reinigungsphase wieder geladen werden kann, kann eine von dem Reinigungsroboter separate Ladestation vorgesehen sein. Der Reinigungsroboter kann so ausgelegt sein, dass er zum Aufladen des Akkumulators die Ladestation selbsttätig anfährt und/oder sich selbstständig mit der Ladestation verbindet.
  • Ein Reinigungsroboter kann beispielsweise einen Staubsauger umfassen, wobei der Staubsauger als Nasssauger, als Trockensauger oder als kombinierter Nass-/Trockensauger ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann der Reinigungsroboter einen Nasssauger umfassen und dazu ausgebildet sein, Flüssigkeit auf eine zu reinigende Fläche oder ein zu reinigendes Objekt aufzubringen und die Flüssigkeit mittels des Nasssaugers wieder abzusaugen. Zusätzlich zu dem Staubsauger kann der Reinigungsroboter weitere Reinigungseinrichtungen wie beispielsweise Bürsten, Walzen, Wischer, Tücher oder andere Reinigungseinrichtungen umfassen. Vorzugsweise wird die Reinigungswirkung des Staubsaugers durch diese zusätzlichen Reinigungseinrichtungen unterstützt.
  • Ein Staubsauger im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die einen Saugluftstrom erzeugen kann, der auf ein Objekt, gewöhnlich eine Fläche, zum Beispiel eine Fußbodenfläche, einwirkt, um Partikel wie beispielsweise Schmutz- oder Staubpartikel, aber beispielsweise auch Flüssigkeiten, von dem Objekt aufzunehmen, indem sie von dem Saugluftstrom erfasst und mitgerissen (im Folgenden auch als "Ansaugen" bezeichnet) werden. Vorteilhafterweise kann ein Staubsauger so eine Reinigungswirkung erzielen.
  • Der Staubsauger ist in der Regel mit einem Sauggebläse zur Erzeugung eines Saugluftstroms ausgestattet, wobei eine Ansaugöffnung des Staubsaugers mit der Ansaugseite des Sauggebläses in Strömungsverbindung steht. Die Ansaugöffnung ist typischerweise so ausgelegt, dass sie über das zu reinigende Objekt, z. B. eine Fußbodenfläche, geführt werden kann, um die Partikel, z. B. Staub oder Schmutz, anzusaugen. Das Sauggebläse steht gewöhnlicherweise mit mindestens einer Staubabscheideeinrichtung, beispielsweise einem, in der Regel austauschbaren, Staubfilterbeutel, einer Filtervorrichtung oder einem Fliehkraftabscheider in Strömungsverbindung. Vom Saugluftstrom aufgenommenen Schmutzpartikel werden in der Regel in einem Staubsammelraum gesammelt, wobei bei einem Staubsauger mit Staubfilterbeutel gewöhnlicherweise der Staubfilter im Staubsammelraum vorliegt.
  • Reinigungsroboter, die mit einem Staubsauger ausgestattet sind, sammeln Schmutz und Staub in der Regel in einem im Reinigungsroboter angeordneten Staubsammelbehälter. Der auf dem Reinigungsroboter zur Verfügung stehende Platz ist meist begrenzt, so dass auch der für den Staubsammelbehälter vorgesehene Platz beschränkt ist. Insofern ist es vorteilhaft, eine Staubsammelstation vorzusehen, an die Staub und Schmutz aus dem Staubsammelbehälter des Reinigungsroboters von Zeit zu Zeit abgegeben werden können. Der Reinigungsroboter kann so ausgelegt sein, dass er zum Abgeben des Staubs die Staubsammelstation selbsttätig anfährt und/oder sich selbstständig mit der Staubsammelstation verbindet. Dabei kann die Staubsammelstation als mit einer Ladestation verbundene Staubsammelstation oder als von einer Ladestation getrennte Staubsammelstation ausgebildet sein.
    • Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung
  • Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Vorzugsweise ist die Filteranordnung dazu ausgelegt, die Luft entlang eines Strömungspfads zu führen, der sich vom Lufteinlasskanal über den Lufteinlassbereich durch das Flachfilter in den Luftauslassbereich und zum Luftauslasskanal erstreckt. Die einströmende Luft gelangt also beispielsweise über die Lufteintrittsöffnung und den Lufteinlasskanal zum Lufteinlassbereich und wird von dort durch den Flachfilter hindurch zum Luftauslassbereich geführt. Vom Luftauslassbereich aus wird die gefilterte Luft dann über den Luftauslasskanal und die Luftaustrittsöffnung aus der Filteranordnung herausgeführt.
  • Vorzugsweise erstreckt sich das Flachfilter in axialer Richtung über mindestens 70% der axialen Ausdehnung von mindestens einer von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung. Weiter vorzugsweise erstreckt sich das Flachfilter in axialer Richtung über mindestens 80% der axialen Ausdehnung von mindestens einer von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung.
  • Vorzugsweise erstreckt sich das Flachfilter in axialer Richtung über mindestens 60% der axialen Ausdehnung von der Lufteintrittsöffnung und über mindestens 60% der axialen Ausdehnung der Luftaustrittsöffnung. Weiter vorzugsweise erstreckt sich das Flachfilter in axialer Richtung über mindestens 80% der axialen Ausdehnung von der Lufteintrittsöffnung und über mindestens 80% der axialen Ausdehnung der Luftaustrittsöffnung. Wenn sowohl die Lufteintrittsöffnung als auch die Luftaustrittsöffnung in axialer Richtung betrachtet auf der Höhe des Flachfilters angeordnet ist, ergibt sich eine besonders platzsparende Variante.
  • Vorzugsweise sind das Flachfilter und mindestens eine von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung in einem axialen Bereich der Filteranordnung angeordnet, der innerhalb der axialen Ausdehnung des Filterrahmens liegt. Vorzugsweise sind die Lufteintrittsöffnung, die Luftaustrittsöffnung und das Flachfilter in einem axialen Bereich der Filteranordnung angeordnet, der innerhalb der axialen Ausdehnung des Filterrahmens liegt. Bezogen auf die axiale Richtung des Flachfilters sind die Lufteintrittsöffnung, die Luftaustrittsöffnung und das Flachfilter im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet. Dadurch ergibt sich ein Strömungspfad, bei dem die einströmende Luft beispielsweise über einen Lufteinlasskanal eingeführt wird, der im Wesentlichen auf derselben Höhe wie das Flachfilter liegt, dann nach unten geführt, von unten durch den Flachfilter geführt und anschließend über eine Luftaustrittsöffnung ausgegeben wird, die wiederum im Wesentlichen auf derselben axialen Höhe wie das Flachfilter liegt. Durch die Anordnung der Lufteintrittsöffnung, der Luftaustrittsöffnung und des Flachfilters innerhalb des vergleichsweise schmalen axialen Bereichs, der durch den Filterrahmen vorgegeben ist, wird eine platzsparende Anordnung erzielt. In axialer Richtung wird für die Lufteintrittsöffnung und die Luftaustrittsöffnung kein zusätzlicher Platz in axialer Richtung benötigt. Dadurch kann die Filteranordnung insbesondere in axialer Richtung platzsparend gebaut werden. Durch diese platzsparende Auslegung kann dann beispielsweise für einen unterhalb des Filterrahmens vorgesehenen Staubsammelraum mehr Platz in axialer Richtung bereitgestellt werden, so dass sich das Sammelvolumen vergrößert.
  • Vorzugsweise ist mindestens einer von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal in einem axialen Bereich der Filteranordnung angeordnet, der innerhalb der axialen Ausdehnung des Filterrahmens liegt. Auch der Lufteinlasskanal und der Luftauslasskanal können innerhalb des axialen Bereichs des Filterrahmens untergebracht werden. Auf diese Weise kann die gesamte fluidische Verteilung der Luftströme innerhalb der Filteranordnung innerhalb des durch den Filterrahmen vorgegebenen schmalen axialen Bereichs durchgeführt werden.
  • Die axiale Ausdehnung des Filterrahmens beträgt weniger als ein Drittel des Durchmessers des Flachfilters. Der Filterrahmen mit dem Flachfilter kann also so gebaut werden, dass in axialer Richtung wenig Platz beansprucht wird.
  • Vorzugsweise erstreckt sich die Lufteintrittsöffnung in axialer Richtung über mindestens 80% der axialen Ausdehnung der Luftaustrittsöffnung. Die Lufteintrittsöffnung und die Luftaustrittsöffnung sind also beispielsweise im Wesentlichen auf derselben Höhe angeordnet, so sich in Bezug auf die axiale Ausdehnung ein weitgehender Überlapp zwischen der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung ergibt.
  • Vorzugsweise unterscheidet sich die Querschnittsfläche der Lufteintrittsöffnung um weniger als 20% von der Querschnittsfläche der Luftaustrittsöffnung. Der Querschnitt, mit dem Luft in die Filteranordnung eintritt, entspricht also im Wesentlichen dem Querschnitt, mit dem die Luft aus der Filteranordnung austritt. Dadurch wird eine gleichmäßige Durchströmung der Filteranordnung ermöglicht.
  • Vorzugsweise befinden sich die Mittelpunkte von Lufteintrittsöffnung und Luftaustrittsöffnung in axialer Richtung betrachtet im Wesentlichen auf derselben axialen Höhe der Filteranordnung. Vorzugsweise weist der Mittelpunkt der Lufteintrittsöffnung relativ zum Mittelpunkt der Luftaustrittsöffnung einen Versatz in axialer Richtung von weniger als 1 cm auf. Weiter vorzugsweise ist der Versatz in axialer Richtung geringer als 0,6 cm. Weiter vorzugsweise ist der Versatz in axialer Richtung geringer als 0,4 cm.
  • Vorzugsweise sind das Flachfilter sowie mindestens eine von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung im oder am Filterrahmen angeordnet. Vorzugsweise sind die Lufteintrittsöffnung, die Luftaustrittsöffnung und das Flachfilter im oder am Filterrahmen angeordnet. Bei dem Filterrahmen handelt es sich um ein zentrales Bauteil der Filteranordnung, wobei der Filterrahmen insbesondere für die Halterung des Flachfilters und für die Strömungsführung des einströmenden und des ausströmenden Luftstroms ausgebildet ist.
  • Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Wandung des Lufteinlasskanals durch den Filterrahmen gebildet. Vorzugsweise ist zumindest ein Teil der Wandung des Luftauslasskanals durch den Filterrahmen gebildet. Teile des Filterrahmens dienen also zugleich als Wandung für mindestens einen von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal.
  • Vorzugsweise ist mindestens eine von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung seitlich an der Filteranordnung angeordnet. Vorzugsweise ist mindestens eine von der Lufteintrittsöffnung und der Luftaustrittsöffnung seitlich am Filterrahmen angeordnet. Eine Platzersparnis in axialer Richtung ergibt sich bereits dann, wenn beispielsweise die Lufteintrittsöffnung seitlich am Filterrahmen angeordnet ist, während die Luftaustrittsöffnung sich beispielsweise im oberen oder unteren Bereich der Filteranordnung befinden kann. Umgekehrt kann die Luftaustrittsöffnung beispielsweise seitlich am Filterrahmen angeordnet sein, während die Lufteintrittsöffnung an einer anderen Stelle der Filteranordnung vorgesehen ist. Vorzugsweise sind sowohl die Lufteintrittsöffnung als auch die Luftaustrittsöffnung seitlich am Filterrahmen angeordnet, so dass sowohl die Luftzufuhr als auch die Luftabfuhr von der Seite der Filteranordnung aus erfolgen können.
  • Vorzugsweise sind die Lufteintrittsöffnung und die Luftaustrittsöffnung beide in einer gemeinsamen Ebene seitlich an der Filteranordnung angeordnet. Dadurch wird die Abdichtung der Luftzuführung und Luftabführung der Filteranordnung deutlich vereinfacht. Um eine Abdichtung zu erzielen, werden die Eintrittsöffnung und die Austrittsöffnung beispielsweise gegen Dichtungen gepresst. Wenn beide Öffnungen in einer Ebene angeordnet sind, muss lediglich in einer Richtung eine Kraft aufgebracht werden, die deswegen leichter zu erzeugen ist.
  • Vorzugsweise sind die Lufteintrittsöffnung und die Luftaustrittsöffnung mit einer gemeinsamen Dichtung versehen. Dadurch werden weniger Bauteile benötigt, und die Montage wird vereinfacht.
  • Vorzugsweise weist eine in die Lufteintrittsöffnung einströmende Luftströmung eine dominierende Strömungskomponente in einer zur axialen Richtung senkrechten Richtung auf. Beispielsweise kann die Zufuhr des einströmenden Luftstroms von der Seite her senkrecht zur axialen Richtung oder schräg zur axialen Richtung erfolgen. Vorzugsweise ist die Strömungsrichtung eines in den Lufteinlasskanal eintretenden Luftstroms im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung gerichtet.
  • Vorzugsweise weist eine aus der Luftaustrittsöffnung ausströmende Luftströmung eine dominierende Strömungskomponente in einer zur axialen Richtung senkrechten Richtung auf. Der seitlich aus der Filteranordnung austretende gereinigte Luftstrom kann beispielsweise senkrecht zur axialen Richtung oder aber schräg zur axialen Richtung gerichtet sein. Vorzugsweise ist die Strömungsrichtung eines aus dem Luftauslasskanal austretenden Luftstroms im Wesentlichen senkrecht zur axialen Richtung gerichtet.
  • Vorzugsweise ist ein in die Lufteintrittsöffnung einströmender Luftstrom im Wesentlichen entgegengesetzt gerichtet zu einem aus der Luftaustrittsöffnung ausströmenden Luftstrom. Richtungsmäßig entsprechen sich die beiden Luftströme also, sind aber entgegengesetzt zueinander gerichtet.
  • Vorzugsweise weist die Filteranordnung ein Filtergehäuse auf, wobei der Filterrahmen das Filtergehäuse in ein oberes Gehäusevolumen und ein unteres Gehäusevolumen unterteilt. Vorzugsweise ist der Filterrahmen in der oberen Hälfte des Filtergehäuses angeordnet.
  • Vorzugsweise ist das untere Gehäusevolumen der Filteranordnung als Staubabscheideraum ausgebildet. Innerhalb der Filteranordnung kann zusätzlich zur Filterung eine Abscheidung von Staub und Schmutz durchgeführt werden. Dabei wird die Abscheidung von Staub und Schmutz vorzugsweise vor der Luftfilterung durchgeführt, um den Luftfilter möglichst wenig zu belasten. Durch die vorhergehende Staub- und Schmutzabscheidung wird erreicht, dass das Flachfilter nur vergleichsweise selten gereinigt oder ausgetauscht werden muss.
  • Vorzugsweise umfasst das untere Gehäusevolumen des Filtergehäuses einen Staubsammelbehälter. Vorzugsweise ist der Staubsammelbehälter abnehmbar am Filterrahmen befestigt. Innerhalb des Staubsammelbehälters kann Staub und Schmutz aufgefangen werden. Der Staubsammelbehälter ist als abnehmbarer Staubsammelbehälter ausgebildet, so dass er von Zeit zu Zeit entleert werden kann. Durch die kompakte Bauform der Filteranordnung kann ein Staubsammelbehälter mit größerem Volumen bereitgestellt werden.
  • Vorzugsweise ist die Wandung des Lufteinlasskanals dazu ausgebildet, einen einströmenden Luftstrom in Richtung zum unteren Gehäusevolumen zu lenken. Dadurch ergibt sich ein Strömungspfad, bei dem die einströmende Luft zunächst nach unten zum unteren Gehäusevolumen gelenkt wird, wo eine erste Abscheidung von Schmutz und Staub erfolgt. Anschließend wird der Luftstrom großflächig von unten nach oben durch das Flachfilter geführt, um den Luftstrom weiter zu filtern. Vom oberen Gehäusevolumen aus wird die Luft dann über den Luftauslasskanal und die Luftaustrittsöffnung nach außen geführt.
  • Vorzugsweise ist ein Teil der Wandung des Lufteinlasskanals als Führungsfläche ausgebildet, die dazu ausgelegt ist, einen einströmenden Luftstrom in Richtung zum unteren Gehäusevolumen umzulenken. Vorzugsweise erfolgt infolge der Umlenkung des einströmenden Luftstroms durch die Führungsfläche eine Staubabscheidung im unteren Gehäusevolumen des Filtergehäuses. Durch die vorzugsweise scharfe Umlenkung des einströmenden Luftstroms zusammen mit der Schwerkraftwirkung werden die vom Luftstrom mitgeführten Staub- und Schmutzpartikel im unteren Gehäusevolumen der Filteranordnung abgeschieden, bevor der vorgereinigte Luftstrom von unten nach oben durch das Flachfilter strömt.
  • Vorzugsweise weist das Flachfilter eine Lufteintrittsfläche und eine parallel zur Lufteintrittsfläche angeordnete Luftaustrittsfläche auf. Vorzugsweise ist das Flachfilter in der Filteranordnung im Wesentlichen in horizontaler Richtung angeordnet. Vorzugsweise wird das Flachfilter in axialer Richtung vom Lufteinlassbereich zum Luftauslassbereich mit Luft durchströmt.
  • Vorzugsweise umfasst das Flachfilter ein Filtermaterial, wobei es sich bei dem Filtermaterial um eines von folgenden handelt: Schaumstoff, Vlies, gefaltetes Filtermaterial. Vorzugsweise ist das Flachfilter als Faltenfilter ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist das Flachfilter als mehrlagige Filterstruktur mit mindestens zwei unterschiedlichen Filterlagen ausgebildet. Auf diese Weise können unterschiedliche Filter für unterschiedliche Funktionalitäten bereitgestellt werden. Vorzugsweise umfasst das Flachfilter mindestens eines von folgenden: ein HEPA-Filter, ein Aktivkohlefilter, ein Geruchsfilter.
  • Vorzugsweise ist an der Lufteintrittsseite des Flachfilters ein zusätzliches Grobschmutzfilter angeordnet. Dieses Grobschmutzfilter dient beispielsweise dazu, Flusen und Grobschmutz aus dem Luftstrom zu entfernen, bevor der Luftstrom durch das Flachfilter strömt. Dadurch kann die Staub- und Schmutzbeladung des Flachfilters gering gehalten werden. Das Grobschmutzfilter ist vorzugsweise als auswechselbares Filter ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist das Flachfilter kreisförmig oder ellipsenförmig oder rechteckförmig ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist ein Teil einer Filterfläche des Flachfilters als von Filtermaterial freier Bereich ausgebildet, wobei im von Filtermaterial freien Bereich mindestens einer von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, mindestens einen von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal im Wesentlichen auf derselben axialen Höhe wie das Flachfilter auszubilden. Vorzugsweise ist das Flachfilter als kreisförmiges Filter ausgeführt, wobei ein Sektor des Flachfilters als vom Filtermaterial freier Bereich ausgebildet ist, wobei im vom Filtermaterial freien Sektor mindestens einer von dem Lufteinlasskanal und dem Luftauslasskanal angeordnet ist. Der von Filtermaterial freie Sektor erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkel von mehr als 10°, weiter vorzugsweise über mehr als 20°, weiter vorzugsweise über mehr als 30°. Der von Filtermaterial freie Sektor erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkel von weniger als 60°, weiter vorzugsweise über einen Winkel von weniger als 50°, weiter vorzugsweise über einen Winkel von weniger als 40°. Vorzugsweise ist das Flachfilter als kreisförmiges Filter ausgeführt, wobei ein Sektor des Flachfilters als von Filtermaterial freier Bereich ausgebildet ist, wobei im von Filtermaterial freien Sektor mindestens einer von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal angeordnet ist.
  • Vorzugsweise ist das Flachfilter im Filterrahmen seitlich versetzt zum Mittelpunkt des Filterrahmens angeordnet, so dass neben dem Flachfilter ein Bereich entsteht, in dem mindestens einer von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal angeordnet ist. Durch diese Anordnung des Flachfilters kann auf der axialen Höhe des Flachfilters zusätzlich mindestens einer von Lufteinlasskanal und Luftauslasskanal untergebracht werden.
  • Vorzugsweise umfasst der Reinigungsroboter eine Aufnahme für die Filteranordnung. Vorzugsweise weist der Reinigungsroboter seitlich in der Aufnahme angeordnete Dichtungen zur Ausbildung von im Wesentlichen luftdichten Verbindungen zwischen einem Zuführungskanal auf Seiten des Reinigungsroboters und dem Lufteinlasskanal und zwischen dem Luftauslasskanal und einem Abführungskanal auf Seiten des Reinigungsroboters auf. Indem die Filteranordnung in die Aufnahme des Reinigungsroboters eingesetzt und gegen die Dichtungen gedrückt wird, wird eine im Wesentlichen luftdichte Verbindung zu dem Zuführkanal und dem Abführkanal des Reinigungsroboters ausgebildet.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, auf welche die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.
  • Es zeigt schematisch:
    • Figur 1
    zeigt eine erste Ansicht einer Filteranordnung.
    Figur 2
    zeigt eine zweite Ansicht der Filteranordnung.
    Figur 3
    zeigt eine Vorderansicht des Filterrahmens mit einer Lufteintrittsöffnung und einer Luftaustrittsöffnung.
    Figur 4
    zeigt eine Ansicht des Filterrahmens mit einem Flachfilter von der Unterseite aus.
    Figur 5
    zeigt eine Draufsicht auf den Filterrahmen und das Flachfilter.
    Figur 6
    zeigt einen Querschnitt durch einen Reinigungsroboter, in den eine Filteranordnung eingesetzt ist.
    Detaillierte Beschreibung von Ausführungen der Erfindung
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
  • In den Figuren 1 und 2 sind zwei Ansichten einer Filteranordnung gezeigt. Die Filteranordnung 1 ist dazu ausgelegt, Schmutz- und Staubpartikel aus einer mit Schmutz und Staub beladenen Luft zu entfernen, beispielsweise aus der Saugluft eines Staubsaugers. Die Filteranordnung 1 umfasst einen Filterrahmen 2, der dazu ausgelegt ist, ein Flachfilter 3 zum Filtern der Saugluft zu haltern. Bei dem gezeigten Beispiel handelt es sich bei dem Flachfilter 3 um ein vorzugsweise aus gefaltetem Filterpapier bestehendes Faltenfilter mit einer Vielzahl von Filterfalten, die sich von einem Zentralbereich 4 aus nach außen erstrecken. Innerhalb des Filterrahmens 2 sind zusätzlich zu dem Flachfilter 3 auch ein Lufteinlasskanal 5 sowie ein Luftauslasskanal 6 angeordnet. Zur Unterbringung des Lufteinlasskanals 5 ist ein sektorförmiger Bereich 7 ausgespart. Innerhalb des sektorförmigen Bereichs 7 ist der Lufteinlasskanal 5 angeordnet, der von einer Lufteintrittsöffnung 8 aus in Richtung des Pfeils 9 mit schmutzbeladener Luft beschickt werden kann. Der Lufteinlasskanal 5 ist fluidisch mit dem unteren Bereich der Filteranordnung 1 verbunden. An der in axialer Richtung 10 betrachteten oberen Seite des Lufteinlasskanals 5 ist eine gekrümmte Führungsfläche 11 angeordnet, die die einströmende Luft nach unten zum Staubsammelbehälter 12 hin lenkt. In Hinblick auf die Filteranordnung 1 sind die Begriffe "oben" und "unten" so zu verstehen, dass bei bestimmungsgemäßem Betrieb der Filteranordnung 1 Schmutz und Staub infolge der Schwerkraft im unteren Bereich der Filteranordnung 1, also im Staubsammelbehälter 12 aufgefangen werden.
  • Die Lufteintrittsöffnung 8 ist zusammen mit einer Luftaustrittsöffnung 13 des Luftauslasskanals 6 in einer Seitenwand des Filterrahmens 2 angeordnet, so dass die Lufteintrittsöffnung 8 und die Luftaustrittsöffnung 13 in einer gemeinsamen Ebene seitlich an der Filteranordnung 1 angeordnet sind. In axialer Richtung 10 betrachtet befindet sich die Lufteintrittsöffnung 8 auf derselben Höhe wie die Luftaustrittsöffnung 13. Über den Luftauslasskanal 6 kann gereinigte Luft aus dem oberen Bereich der Filteranordnung 1 zur Luftaustrittsöffnung 13 geführt werden und dort in Richtung des Pfeils 14 austreten. Dabei weist der Luftauslasskanal 6 eine gekrümmte untere Führungsfläche 15 zur Führung der Luft auf.
  • Unterhalb des Filterrahmens 2 ist ein Staubsammelbehälter 12 angeordnet, der beispielsweise mit einem Anschlussbereich 16 an der Unterseite des Filterrahmens 2 verbunden werden kann. Beispielsweise können an der Innenseite des Staubsammelbehälters 12 Rastnasen 17 angebracht oder angeformt sein, die in Ausnehmungen am Anschlussbereich 16 eingreifen und zusammen mit diesen Ausnehmungen einen Bajonettverschluss bilden. Der Staubsammelbehälter 12 umschließt das untere Gehäusevolumen der Filteranordnung 1. An der Oberseite der Filteranordnung 1 wird ein Deckel 18 aufgesetzt, der das obere Gehäusevolumen abschließt. Der Deckel 18 ist mit einem Henkelgriff 19 versehen, mit dem die gesamte Filteranordnung 1 aus dem Staubsauger entnommen werden kann. An den Henkelgriff 19 sind seitliche Arretiernasen 20 angeformt oder angebracht, die in zugehörige Ausnehmungen auf Seiten des Staubsaugers eingreifen können und die Filteranordnung 1 verriegeln.
  • Im Folgenden wird der Strömungspfad der Luft durch die Filteranordnung 1 beschrieben. Die staubbeladene Luft wird durch die Lufteintrittsöffnung 8 hindurch in Richtung des Pfeils 9 dem Lufteinlasskanal 5 zugeführt und durch die gekrümmte Führungsfläche 11 vergleichsweise scharf nach unten zum Staubsammelbehälter 12 hin umgelenkt. Infolge der Schwerkraft wird zumindest ein Teil der vom Luftstrom mitgeführten Schmutz- und Staubteilchen im Staubsammelbehälter 12 abgeschieden, wobei sich Schmutz und Staub am Boden des Staubsammelbehälters 12 ansammeln. Nach dem Aufprall auf den Boden des Staubsammelbehälters 12 wird die einströmende Luft nach oben hin umgeleitet. Die Luft tritt an der Unterseite in das Flachfilter 3 ein und durchströmt das Flachfilter 3 in axialer Richtung 10 von unten nach oben, wobei die gereinigte Luft an der Oberseite des Flachfilters 3 austritt. Da der vom Luftstrom mitgeführte Grobschmutz bereits vor dem Durchströmen des Flachfilters 3 am Boden des Staubsammelbehälters 12 abgeschieden wird, führt der Luftstrom nur mehr eine gewisse Restmenge an Staub und Schmutz mit sich. Diese Staub- und Schmutzpartikel werden durch das Flachfilter 3 weggefiltert. Dabei wird das Flachfilter 3 in Richtung von unten nach oben gleichmäßig und großflächig durchströmt. Dies hat den Vorteil, dass eine große Luftmenge bei geringer Geschwindigkeit gefiltert werden kann, so dass der Druckabfall über das Flachfilter 3 hinweg gering ist. Durch die langsame großflächige Durchströmung des Filtermaterials wird die Geräuschentwicklung in der Filteranordnung 1 gering gehalten. Wegen der vorangehenden Abscheidung von Grobschmutz sammelt sich an der Unterseite des Flachfilters 3 im Lauf der Zeit nicht allzu viel Staub an, so dass die Unterseite des Flachfilters 3 nur vergleichsweise selten gereinigt werden muss. Die gereinigte Luft tritt an der Oberseite des Flachfilters 3 aus und gelangt über den oberhalb des Flachfilters 3 befindlichen Luftauslassbereich zum Luftauslasskanal 6. Im Luftauslasskanal 6 wird der gereinigte Luftstrom mittels der gekrümmten Führungsfläche 15 zur Luftaustrittsöffnung 13 geführt und tritt dort in Richtung des Pfeils 14 aus.
  • Bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Filteranordnung 1 erfolgt sowohl die Zufuhr von verschmutzter Luft als auch die Abfuhr von gereinigter Luft von der Seite aus auf Höhe des Filterrahmens 2. Vorzugsweise sind die Lufteintrittsöffnung 8 mit dem sich anschließenden Lufteinlasskanal 5, die Luftaustrittsöffnung 13 mit dem Luftauslasskanal 6 sowie das Flachfilter 3 in axialer Richtung 10 betrachtet alle innerhalb eines vergleichsweise kleinen axialen Abschnitts innerhalb des Filterrahmens 2 angeordnet. Auf diese Weise wird insbesondere in axialer Richtung 10 eine platzsparende Bauform der Filteranordnung 1 erreicht. Der Vorteil hiervon ist, dass bei einer gegebenen Bauhöhe der Filteranordnung 1 infolge des geringen Platzbedarfs für den Filterrahmen 2 dementsprechend mehr Platz für den Staubsammelbehälter 12 zur Verfügung gestellt werden kann. Insbesondere bei Reinigungsrobotern ist wegen des Unterfahrverhaltens die zur Verfügung stehende Bauhöhe für die Filteranordnung 1 begrenzt. Indem die Luftzufuhr, die Luftabfuhr und das Flachfilter 3 alle innerhalb des relativ schmalen axialen Bereichs untergebracht werden können, kann der zur Verfügung stehende Bauraum so weitgehend wie möglich für den Staubsammelbehälter 12 verwendet werden, so dass dieser vergleichsweise viel Staub und Schmutz aufnehmen kann, bevor eine Entleerung notwendig wird. Die kompakte Bauform der Filteranordnung 1 wird durch eine mehrfache Umlenkung der Luftströme erreicht. Dabei weist die in die Filteranordnung 1 eintretende Luft eine dominierende Komponente senkrecht zur axialen Richtung 10 auf, wird dann zum Boden des Staubsammelbehälters 12 geleitet, dort umgelenkt und durchströmt dann in axialer Richtung 10 das Flachfilter 3. Die gereinigte Luft wird durch den Deckel 18 umgeleitet und durch den Luftauslasskanal 6 geführt, wobei die austretende Luft seitlich austritt und somit eine dominierende Strömungskomponente senkrecht zur axialen Richtung 10 aufweist.
  • Bei der Filteranordnung 1 erfolgt sowohl die Zuführung als auch die Abführung der Luft von der Seite her auf der Höhe des Flachfilters 3. Alternativ dazu könnte jedoch auch nur eine von Lufteintrittsöffnung 8 und Luftaustrittsöffnung 13 auf der Höhe des Flachfilters 3 vorgesehen sein, wohingegen die andere Luftöffnung beispielsweise am unteren Ende oder am oberen Ende der Filteranordnung 1 angeordnet sein könnte. Auch wenn nur eine der beiden Luftöffnungen auf Höhe des Flachfilters 3 angeordnet ist, ergibt sich bereits ein Vorteil bei der Bauhöhe. Besonders bevorzugt ist es aber, wenn sowohl die Lufteintrittsöffnung 8 als auch die Luftaustrittsöffnung 13 als auch das Flachfilter 3 selbst innerhalb eines eng begrenzten axialen Bereichs der Filteranordnung 1 angeordnet sind, weil sich in diesem Fall eine besonders kompakte Bauform ergibt.
  • Ein weiterer Vorteil der Filteranordnung 1 ist, dass die Lufteintrittsöffnung 8 und die Luftaustrittsöffnung 13 auf einer Seite des Filterrahmens 2 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird die fluidische Kontaktierung des Lufteinlasskanals 5 und des Luftauslasskanals 6 vom Staubsauger aus erleichtert. Zum Abdichten der Lufteintrittsöffnung 8 und der Luftaustrittsöffnung 13 gegenüber den entsprechenden Luftzufuhr- und Luftabfuhrkanälen auf Staubsaugerseite ist es erforderlich, den Filterrahmen 2 mit einer gewissen Kraft gegen die auf Staubsaugerseite vorgesehen Dichtungselemente zu pressen. Diese zum Abdichten erforderliche Anpresskraft ist in einer Richtung wesentlich einfacher zu erzeugen als in mehreren Richtungen. Darüber hinaus kann zum Abdichten der Lufteintrittsöffnung 8 und der Luftaustrittsöffnung 13 gegenüber den entsprechenden Kanälen auf Staubsaugerseite anstelle von zwei einzelnen Dichtungselementen ein größeres gemeinsames Dichtungselement eingesetzt werden. Dies bedeutet einen geringeren Teilepreis und geringere Montagekosten. Eine weitere Besonderheit des Strömungspfads bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Filteranordnung 1 ist, dass die mit den Pfeilen 9 und 14 bezeichnete Einströmrichtung und Ausströmrichtung entgegengesetzt gleich zueinander orientiert sind. Sowohl die Einströmrichtung als auch die Ausströmrichtung ist dabei senkrecht zur axialen Richtung 10 der Filteranordnung 1 orientiert. Alternativ dazu könnten der einströmende Luftstrom und/oder der ausströmende Luftstrom jeweils schräg zur axialen Richtung 10 orientiert sein, wobei auch in diesen Fällen die dominierende Komponente der Einströmrichtung und der Ausströmrichtung jeweils senkrecht zur axialen Richtung 10 orientiert ist, wobei zusätzlich wegen der schrägen Einkoppelung eine vergleichsweise kleinere Komponente in axialer Richtung 10 hinzukommt.
  • In Figur 3 ist eine Vorderansicht des Filterrahmens 2 gezeigt. Zu erkennen sind die Lufteintrittsöffnung 8 für den Lufteinlasskanal 5 sowie die Luftaustrittsöffnung 13 für den Luftauslasskanal 6, welche in axialer Richtung 10 betrachtet auf derselben Höhe angeordnet sind. Innerhalb der Lufteintrittsöffnung 8 ist die Kontur der Führungsfläche 11 des Lufteinlasskanals 5 zu erkennen, welche die einströmende Luft nach unten zum Staubsammelbehälter 12 hin lenkt. Außerdem ist in Figur 3 der Anschlussbereich 16 für den Staubsammelbehälter 12 gezeigt. In Figur 3 sind die jeweiligen Mittelpunkte der Lufteintrittsöffnung 8 und der Luftaustrittsöffnung 13 in axialer Richtung 10 auf derselben Höhe angebracht. Der Vorteil einer kompakten Bauform lässt sich jedoch auch dann erzielen, wenn die Lufteintrittsöffnung 8 und die Luftaustrittsöffnung 13 in axialer Richtung 10 mit einem gewissen Höhenversatz 21 zueinander angeordnet sind. In Figur 3 ist dieser mögliche Höhenversatz 21 mittels eines Doppelpfeils dargestellt. Solange der Höhenversatz 21 unterhalb von 1 cm, weiter vorzugsweise unterhalb von 4 mm liegt, ist die Gesamthöhe des Filterrahmens 2 immer noch gering genug, um die erfindungsgemäßen Vorteile zu erzielen.
  • Figur 4 zeigt eine Ansicht der Unterseite des Filterrahmens 2. Bei dem dargestellten Beispiel ist das Flachfilter 3 von der Lufteintrittsfläche aus zu erkennen. Dabei wird als Filtermaterial für das Flachfilter 3 gefaltetes Papier verwendet, wobei sich die Filterfalten von dem Zentralbereich 4 aus nach außen erstrecken. Um Platz für den Lufteinlasskanal 5 zu schaffen, ist in dem Flachfilter 3 ein sektorförmiger Bereich 7 vorgesehen, in der sich kein Filtermaterial befindet. Die in Richtung des Pfeils 9 einströmende Luft gelangt über die Lufteintrittsöffnung 8 in den Lufteinlasskanal 5 und wird durch die Führungsfläche 11 in Richtung zum Boden des Staubsammelbehälters 12 gelenkt. Der Staubsammelbehälter 12 kann beispielsweise mittels eines Bajonettverschlusses abnehmbar am Anschlussbereich 16 des Filterrahmens 2 befestigt werden. Außerdem ist in Figur 4 der Luftauslasskanal 6 mit der Luftaustrittsöffnung 13 zu erkennen, aus der die Luft in Richtung des Pfeils 14 ausströmt.
  • Das im Filterrahmen 2 vorgesehene Flachfilter 3 kann kreisförmig, elliptisch oder rechteckig ausgebildet sein. Eine kreisförmige Gestaltung ist vor allem für gefaltetes Filtermaterial geeignet. Hier sind die Falten um den Zentralbereich 4 herum angeordnet und liegen direkt an dem sektorförmigen Bereich 7 an. Neben gefaltetem Papier können als Filtermaterialien beispielsweise auch Vlies oder Schaumstoff verwendet werden. Darüber hinaus kann das Flachfilter 3 sandwichartig aufgebaut sein, wobei verschiedene Filtermaterialien kombiniert werden können. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, verschiedene Filterschichten zur Realisierung von verschiedenen Eigenschaften miteinander zu kombinieren. Das Flachfilter kann beispielsweise eine HEPA-Filterschicht, eine Aktivkohlefilterschicht oder ein Geruchsfilterschicht umfassen.
  • Vorzugsweise kann das Flachfilter 3 an der Unterseite, also an der in Figur 4 gezeigten Lufteintrittsfläche des Flachfilters 3, mit einem abnehmbaren Schutzfilter ausgestattet sein. Dieses dem Flachfilter 3 vorgelagerte Schutzfilter wirkt als Grobschmutzfilter und verhindert, dass beispielsweise Wollmäuse und Flusen an das Flachfilter 3 gelangen. Durch dieses vorgeschaltete Schutzfilter wird die Reinigung des Flachfilters 3 vereinfacht, weil sich Grobschmutz nicht am Filtermaterial des Flachfilters 3 festsetzt.
  • In Figur 5 ist der Filterrahmen 2 mit dem Flachfilter 3 in Draufsicht gezeigt, wobei die vom Zentralbereich 4 aus radial nach außen verlaufenden Filterfalten des Flachfilters 3 zu erkennen sind. In Figur 5 ist wieder der sektorförmige Bereich 7 für den Lufteinlasskanal 5 zu erkennen, an den sich an beiden Seiten die Filterfalten des Flachfilters 3 anschließen. Darüber hinaus ist in Figur 5 zu sehen, dass der gesamte Flachfilter 3 innerhalb des Filterrahmens 2 relativ zur Mitte des Filterrahmens 2 um einen gewissen seitlichen Versatz 22 nach links verschoben ist, um auf der rechten Seite Platz für den Luftauslasskanal 6 zu schaffen. Der Zentralbereich 4 des Flachfilters 3 befindet sich also nicht in der Mitte des Filterrahmens 2, sondern ist seitlich versetzt zur Mitte des Filterrahmens 2 angeordnet. Durch diese exzentrische Anordnung des Flachfilters 3 entsteht Platz für den Luftauslasskanal 6, der die nach dem Durchströmen des Flachfilters 3 gereinigte Luft abführt und durch die Luftaustrittsöffnung 13 hindurch in Richtung des Pfeils 14 ausgibt. Der sektorförmige Bereich 7 erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkelbereich von mehr als 10°, weiter vorzugsweise über einen Winkelbereich von mehr als 20° und weiter vorzugsweise über einen Winkelbereich von mehr als 30°. Der sektorförmige Bereich 7 erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkelbereich von weniger als 60°, weiter vorzugsweise über weniger als 50°, weiter vorzugsweise weniger als 40°. Indem der Lufteinlasskanal 5 in einem derart ausgebildeten sektorförmigen Bereich 7 angeordnet wird, ergibt sich ein effektives Verhältnis von aktiver Filterfläche zur nicht aktiven Filterfläche. Insgesamt kann durch die in Figur 5 gezeigte Ausführung des Flachfilters 3 ein Luftfilter von großer Fläche realisiert werden, das eine großflächige Durchströmung mit Luft ermöglicht. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt, so dass ein geräuscharmer Betrieb ermöglicht wird.
  • Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch einen Reinigungsroboter 23, in den eine Filteranordnung 1 der in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Art eingesetzt ist. Die Filteranordnung 1 eignet sich insbesondere für den Einsatz in einem Reinigungsroboter 23, weil sie trotz der niedrigen Bauform einen Staubsammelbehälter 12 mit ausreichend großem Volumen bereitstellt. Die Anwendung der beschriebenen Filteranordnung 1 ist allerdings nicht auf Reinigungsroboter beschränkt, vielmehr kann die Filteranordnung auch in anderen Einsatzumgebungen eingesetzt werden, beispielsweise in herkömmlichen Staubsaugern. Der Reinigungsroboter 23 weist eine Aufnahme 24 für die Filteranordnung 1 auf, in die die Filteranordnung 1 von oben eingesetzt und dann beispielsweise durch Verschwenken des Henkelgriffs 19 arretiert wird. Der Reinigungsroboter 23 ist mit einer Dichtung für die Lufteintrittsöffnung 8 und die Luftaustrittsöffnung 13 der Filteranordnung 1 ausgerüstet. Wie im Querschnitt von Figur 6 zu erkennen ist, wird über die Lufteintrittsöffnung 8 eine Verbindung zwischen dem Luftzufuhrkanal 25 des Reinigungsroboters 23 und dem Lufteinlasskanal 5 der Filteranordnung 1 hergestellt. Die einströmende Luft wird entsprechend dem Pfeil 26 durch die Führungsfläche 11 zum Boden des Staubsammelbehälters 12 gelenkt, wobei Grobschmutz abgeschieden wird. Die Luftströmung wird am Boden des Staubsammelbehälters 12 umgelenkt und durchströmt dann das Flachfilter 3 in axialer Richtung 10 von unten nach oben. Über den Luftauslasskanal 6 und die Luftaustrittsöffnung 13 der Filteranordnung 1 wird die gereinigte Luft einem Luftabfuhrkanal des Reinigungsroboters 23 zugeführt, der jedoch in Figur 6 nicht gezeigt ist. Über diesen Luftabfuhrkanal wird die gereinigte Luft dann nach außen abgegeben.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Filteranordnung
    2
    Filterrahmen
    3
    Flachfilter
    4
    Zentralbereich
    5
    Lufteinlasskanal
    6
    Luftauslasskanal
    7
    sektorförmiger Bereich
    8
    Lufteintrittsöffnung
    9
    Pfeil
    10
    axiale Richtung
    11
    gekrümmte Führungsfläche
    12
    Staubsammelbehälter
    13
    Luftaustrittsöffnung
    14
    Pfeil
    15
    gekrümmte Führungsfläche
    16
    Anschlussbereich
    17
    Rastnasen
    18
    Deckel
    19
    Henkelgriff
    20
    Arretiernasen
    21
    Versatz
    22
    seitlicher Versatz
    23
    Reinigungsroboter
    24
    Aufnahme
    25
    Luftzufuhrkanal
    26
    Pfeil

Claims (15)

  1. Eine Filteranordnung (1), welche aufweist einen Filterrahmen (2) zur Aufnahme eines Flachfilters (3), das Flachfilter (3), das eine Lufteintrittsseite und eine gegenüberliegend zur Lufteintrittsseite angeordnete Luftaustrittsseite aufweist, einen Lufteinlassbereich, der an die Lufteintrittsseite des Flachfilters (3) angrenzt und über einen Lufteinlasskanal (5) mit einer Lufteintrittsöffnung (8) fluidisch verbunden ist, einen Luftauslassbereich, der an die Luftaustrittsseite des Flachfilters (3) angrenzt und über einen Luftauslasskanal (6) mit einer Luftaustrittsöffnung (13) fluidisch verbunden ist, wobei das Flachfilter (3) vom Lufteinlassbereich zum Luftauslassbereich mit Luft durchströmbar ist und wobei sich das Flachfilter (3) in axialer Richtung (10) über mindestens 60% der axialen Ausdehnung von mindestens einer von der Lufteintrittsöffnung (8) und der Luftaustrittsöffnung (13) erstreck, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterrahmen (2) in axialer Richtung des Flachfilters (3) eine Ausdehnung von weniger als einem Drittel des Durchmessers des Flachfilters aufweist.
  2. Filteranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteintrittsöffnung (8), die Luftaustrittsöffnung (13) und das Flachfilter (3) in einem axialen Bereich der Filteranordnung (1) angeordnet sind, der innerhalb der axialen Ausdehnung des Filterrahmens (2) liegt.
  3. Filteranordnung (1) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer von Lufteinlasskanal (5) und Luftauslasskanal (6) in einem axialen Bereich der Filteranordnung (1) angeordnet ist, der innerhalb der axialen Ausdehnung des Filterrahmens (2) liegt.
  4. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lufteintrittsöffnung (8) in axialer Richtung (10) über mindestens 80% der axialen Ausdehnung der Luftaustrittsöffnung (13) erstreckt.
  5. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt der Lufteintrittsöffnung (8) relativ zum Mittelpunkt der Luftaustrittsöffnung (13) einen Versatz (21) in axialer Richtung (10) von weniger als 1 cm aufweist.
  6. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteintrittsöffnung (8), die Luftaustrittsöffnung (13) und das Flachfilter (3) im oder am Filterrahmen (2) angeordnet sind.
  7. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine von der Lufteintrittsöffnung (8) und der Luftaustrittsöffnung (13) seitlich am Filterrahmen (2) angeordnet sind.
  8. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteintrittsöffnung (8) und die Luftaustrittsöffnung (13) beide in einer gemeinsamen Ebene seitlich an der Filteranordnung (1) angeordnet sind.
  9. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine in die Lufteintrittsöffnung (8) einströmende Luftströmung eine dominierende Strömungskomponente in einer zur axialen Richtung (10) senkrechten Richtung aufweist.
  10. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus der Luftaustrittsöffnung (13) ausströmende Luftströmung eine dominierende Strömungskomponente in einer zur axialen Richtung (10) senkrechten Richtung aufweist.
  11. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Lufteintrittsöffnung (8) einströmender Luftstrom im Wesentlichen entgegengesetzt gerichtet zu einem aus der Luftaustrittsöffnung (13) ausströmenden Luftstrom ist.
  12. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (1) ein Filtergehäuse aufweist, wobei der Filterrahmen (2) das Filtergehäuse in ein oberes Gehäusevolumen und ein unteres Gehäusevolumen unterteilt.
  13. Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Gehäusevolumen der Filteranordnung (1) als Staubabscheideraum ausgebildet ist.
  14. Ein Staubsauger, der eine Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.
  15. Ein Reinigungsroboter (23), der eine Filteranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.
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