EP3517011B1 - Filteranordnung zur schallreduzierung für einen staubsauger - Google Patents

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EP3517011B1
EP3517011B1 EP19152483.4A EP19152483A EP3517011B1 EP 3517011 B1 EP3517011 B1 EP 3517011B1 EP 19152483 A EP19152483 A EP 19152483A EP 3517011 B1 EP3517011 B1 EP 3517011B1
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EP
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filter
area
filter assembly
air
region
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EP3517011A1 (de
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Benedikt Bach
Nicolas Seidel
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BSH Hausgeraete GmbH
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BSH Hausgeraete GmbH
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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
    • A47L9/12—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
    • 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
    • A47L9/0081—Means for exhaust-air diffusion; Means for sound or vibration damping

Definitions

  • the present invention relates to a noise reducing filter assembly for a vacuum cleaner according to the preamble of claim 1 and a vacuum cleaner provided therewith according to claim 13.
  • vibrations can be generated and transmitted by different objects and/or by an air flow. Furthermore, vibrations can be reflected from surfaces. This phenomenon is called an echo, whereby an amplitude of the vibration and thus a volume of the vibration that can be perceived by humans can be reflected or amplified. Depending on the frequency and amplitude, the sound can be perceived by humans as a loud, unpleasant and annoying noise.
  • an air flow generated by a motor/fan unit is generated, which picks up dust and dirt and directs it into a housing containing the motor/fan unit, in which it is cleaned.
  • the dirt-enriched air is cleaned in the housing.
  • the cleaned air then flows through/around the motor/blower unit in order to cool it. Only in this way is a construction for current transportable devices possible.
  • airborne noise is produced - similar to the noise that occurs when the window is opened in a car at full speed.
  • Designers reduce airborne noise by removing obstacles such as sharp edges and slight bends in the airflow path.
  • the invention is essentially characterized in that an exhaust opening is covered in a vacuum cleaner housing by a protective cover, and that under the or A filter is arranged in the protective cover, through which the air emerging from the exhaust opening flows.
  • this filter layer is provided with a layer of air-impermeable material, preferably polyethylene, above the area of the exhaust opening. This layer may be provided on the bottom or top of the filter sheet or may be coplanar with the filter sheet.
  • the layer of air-impermeable material requires a smaller flow area for the exiting air, so that the vacuum cleaner has to be operated with a higher energy consumption, which in turn leads to an increase in the running noise of the motor-blower unit
  • the U.S. 3,882,961A discloses an air filtering, sound deadening muffler for a vacuum induction motor, the muffler including a muffler box and a multi-layered muffler filler.
  • the layers of the silencer filler consist of cross-linked polyurethane foam with different pore densities. Air is directed through the muffler from the least dense to the densest layer.
  • WO 2008/065 404 A2 discloses a filter assembly for a vacuum cleaner, comprising a vacuum cleaner filter assembly having a HEPA filter and a pre-filter for mounting in a vacuum cleaner chamber and being removably attached to the assembly by a pull tab.
  • a channel between the filters is configured to minimize dust contacting the line side of the HEPA filter when removing the pre-filter.
  • An intermediate filter in the line offers further protection of the HEPA filter during removal and cleaning of the pre-filter and provides sound absorption.
  • the invention is based on the object of providing a compact filter arrangement for a vacuum cleaner which enables improved noise reduction while at the same time maintaining or increasing its filter performance.
  • the filter arrangement for noise reduction for a vacuum cleaner has a flat design and comprises a first filter area of a filter and at least one additional filter area that differs from the first filter area, with the first filter area and the at least one additional filter area partially overlapping and/or adjoining one another at least partially adjoining one another, the filter areas forming a regular inflow area and a regular outflow area plane-parallel to the inflow area for air flowing through the filter arrangement, so that the first filter area and the at least one further filter area on the inflow area and/or on the outflow area are adjacent air-permeable Define sub-areas that are differ from each other by at least one predetermined property.
  • the filter arrangement can be optimally adapted to the needs of the user or to a noise to be dampened and/or a required cleaning and/or suction power by using a specific filter area or a material with a desired flow resistance and/or a sound-insulating effect of the air is selected for a specific partial area. Due to the flat design of the filter arrangement, a filter can be installed in a space-saving manner.
  • the special nature of the shape of a regular inflow surface or outflow surface does not offer any corners in its longitudinal extent, so that it offers little or no turbulence possibilities for an air flow. Furthermore, sound waves are not scattered in any direction.
  • the term "property of a filter area" of a filter arrangement or a filter is understood to mean a special feature or property of the filter or filter material that can be differentiated in terms of a material composition and production, a geometry, an electromechanical and chemical property and mode of action.
  • inflow surface or the outflow surface facing away from it means that surface through which the air flows corresponds to a surface area of the filter, with the surface area of the inflow area being equal to an area of the outflow area facing away from it within the meaning of the invention.
  • these filters which form a regular surface, are oriented essentially perpendicular to a flow direction of the air to be filtered according to the following embodiments.
  • the flow direction of the air always means the direction of the air flow from the higher to the relatively lower pressure.
  • This essentially means a direction from the inflow surface to an outflow surface facing away from the air flowing through the filter arrangement.
  • both the inflow area and the outflow area facing away from it are basically as large as the throughflow area of the filter. As a result, essentially the entire filter surface that can be flowed through is used.
  • a surface or surface extent has two extents or dimensions with its length and width and its shape is defined by an outline.
  • planarity or planicity refers to the spatial arrangement - i.e. in the three-dimensional space of points in one plane; the points are then plane - in mathematics: coplanar. Two flat surfaces that are parallel are called plane-parallel within the meaning of the invention.
  • Adjacent to one another is understood in the context of the invention to mean that two or more partial areas are partially arranged adjacent to one another in the same inflow area or outflow area and in this way form a composite flow area in the longitudinal extension of the filter area.
  • overlapping is understood to mean that two or more filter areas of the flow-through surface partially cover or overlap or overlap.
  • partially enclosing means adjoining and/or delimiting a filter area from at least one side of its surface, with complete enclosing an all-round delimitation or enveloping of its surface is understood.
  • a filter arrangement In conventional filter arrangements, flat filter layers are arranged one above the other in the manner of a sandwich, perpendicular to a flow direction. Such a filter arrangement thus has the same filter properties over the entire flow area.
  • a filter arrangement according to the invention has individual filter areas or partial areas whose filter properties differ from those of an adjacent filter area.
  • a filter can be put together in this way, which can have specific but different features depending on a filter area or the area extent of its partial area.
  • a filter or the filter surface of the filter arrangement can be composed of concentric rings that adjoin one another.
  • two rectangular filter areas for example, partially overlap one another.
  • a further aspect of the invention relates to a vacuum cleaner with at least one filter arrangement for noise reduction, the vacuum cleaner comprising: a dust separation unit which is designed to separate contaminants from an intake air flow; a motor-fan assembly configured to generate the airflow; and at least one opening, which is arranged before and/or after the motor-fan device and through which opening the air flow can be passed.
  • the filter arrangement is upstream and/or downstream of the motor/fan device of the vacuum cleaner in the flow direction of the air flow.
  • the sound emitted to the outside can be greatly reduced by means of the filter arrangement.
  • the filter arrangement according to the invention enables a significant noise reduction when used in a vacuum cleaner equipped with it, without restricting the suction and/or cleaning performance of the Having to put up with the vacuum cleaner.
  • the filter arrangement according to the invention is therefore particularly suitable for low-power vacuum cleaner devices in which the suction power is already greatly reduced due to the low power of the motor-blower device.
  • the user-friendliness of devices equipped with such a filter arrangement is improved, since noises due to the operation of the vacuum cleaner's motor-fan device and unpleasant noises caused by the air flowing in the vacuum cleaner are muffled or completely avoided will.
  • At least one property of a material of the respective filter area of the filter arrangement has a predetermined flow resistance.
  • the interaction between the air permeability of the filter arrangement and a so-called pressure difference, which is caused by the flow resistance of the filter, is important.
  • a relatively higher pressure builds up upstream of the filter assembly than downstream of the filter where the pressure is relatively lower.
  • a low pressure difference in connection with a high air permeability or a low flow resistance of the filter reduces the expenditure of energy that is necessary to convey a certain amount of air through the filter arrangement.
  • a flow field of the air flowing through and/or a sound distribution field are not homogeneous. This means that the pressure and flow rate of the air and the distribution of the sound are not the same everywhere or run evenly.
  • the energy efficiency of the filter or of a vacuum cleaner operated with it can be increased through a targeted selection of the material for a specific filter area depending on a desired flow resistance of the filter and at the same time permanent cost savings can be guaranteed when operating the vacuum cleaner with such a filter arrangement.
  • By adjusting the flow resistance when choosing the material a minimum volume flow of the air that is to be cleaned and thus a specific cleaning performance of the vacuum cleaner can be ensured.
  • At least one predetermined property of a material of the respective filter area is selected depending on a specific sound frequency to be absorbed or a sound frequency spectrum.
  • the filter arrangement can be optimally adapted to the needs of the user or to the sound to be dampened.
  • Certain soundproofing materials filter the polluted air and dampen or absorb different sound frequencies at the same time. This is particularly important for noise reduction at frequencies below 2000 kHz.
  • At least one predetermined property of the material of the respective filter area is selected as a function of a specific sound frequency to be reflected or a sound frequency spectrum.
  • the filter arrangement can act like a diffuser or reflector of sound waves.
  • the sound waves can be directed in this way and their amplitude and frequency can be determined so that they counteract structure-borne noise caused by the motor/blower unit by dampening or canceling it out.
  • At least one filter region of the filter is designed to be essentially soundproof. Soundproof means that no sound of a certain sound spectrum penetrates from one area to another.
  • a filter arrangement is particularly suitable for a filter that is downstream of a motor-fan unit and is arranged in front of an air outlet opening from the vacuum cleaner, since it reflects it again in the direction of the motor-fan unit shortly before the sound exits and the Sound does not escape or only indirectly to the outside.
  • an airtight and/or soundproof filter area is arranged in such a way that the speed of the air flow is slowed down again shortly before exiting the vacuum cleaner housing.
  • the first filter arrangement has a different thickness and/or extent than the at least one further filter arrangement.
  • the individual filter areas can also be specifically adapted to the flow field or the velocity field of the air impinging on the filter arrangement, with the aim of achieving a homogeneous flow field of the air after it has passed through the filter.
  • the first filter area expediently differs from the at least one further filter area with regard to its geometric shape.
  • a proportion of the area extent of the partial area and/or thickness of the first filter area is 5% to 95% of the proportion of the area extent of the partial area and/or the thickness of the at least one further filter area.
  • a portion of the areal extent and/or thickness of the first filter area is preferably 25% to 75% and particularly preferably 40% to 60% of the portion of the areal extent of the partial area and/or the thickness of the at least one further filter area.
  • the individual filter areas can accordingly be specially adapted to a specific flow field or velocity field of the air impinging on the filter arrangement be adjusted.
  • the filter areas can be circular, elliptical, rectangular, trapezoidal or ring-shaped.
  • the filter arrangement can also be part of a filter device that has the shape of a cuboid, truncated cone or cylinder—as occurs, for example, in vacuum cleaners with centrifugal separators.
  • the filter arrangement preferably has a thickness of 2 millimeters to 50 millimeters.
  • the thickness of the filter arrangement can be optimally adapted to the requirements of the user.
  • thin filters are made from so-called felt materials, while thicker filters are usually made from foam.
  • the filter materials in a filter arrangement can be formed from a single type of material or from different materials.
  • the first filter area has a different density than the at least one further filter area.
  • a higher density of a filter area causes at the same time an increase in the flow resistance through the filter area with higher density.
  • the density of the filter area is also dependent on the desired degree of air purification. In conjunction with a targeted selection of the thickness and density of the filter area, the flow field of the air hitting the filter arrangement can be influenced even more differentiated and better, so that turbulence can be minimized after passing through the filter arrangement, which also has a noise-reducing and energy-saving effect.
  • the flow resistance of individual filter areas of the filter arrangement is distributed/arranged according to an advantageous embodiment, so that the flow resistance is directly proportional to a distribution of the flow velocity in the flow field of the air flow, which corresponds to the flow area of the filter arrangement.
  • the first filter area can have a lower air permeability or a higher flow resistance than the at least one additional filter area and/or the first filter area can have a higher sound impedance than the at least one additional filter area or a higher degree of sound absorption or sound reflection.
  • An expedient embodiment of the filter arrangement has at least two different materials perpendicularly to the direction of the air flow flowing through it in an overlapping area of the first and the at least one further filter area.
  • the overlapping area can be arranged and selected depending on a desired flow resistance.
  • the overlapping area is advantageously arranged perpendicularly to the direction of the air flow flowing through it.
  • an overlapping of the two filter areas is advantageous because this avoids gaps when the two filter areas are connected, which would severely impair the function of the filter arrangement.
  • the filter arrangement can also be mechanically more heavily loaded for a short time, since the individual filter areas can move relative to one another in the overlapping area without the filter function being impaired as a result.
  • the filter arrangement has an air-permeable wall in a transition area between the first filter area and the at least one second filter area. This enables a precise separation of the filter areas of the filter arrangement. Furthermore, the air-permeable wall acts as reinforcement and/or stiffening of the filter arrangement. At the same time, the wall itself forms an air-permeable filter area, acting like a further filter area.
  • the air-permeable wall forms a frame around the material of a filter area.
  • the air-permeable wall forms a frame enclosing the filter material of the filter area and/or as a holder of the filter material is formed.
  • the filter arrangement comprises at least one sound-damping material from the group consisting of polyurethane, polyethylene, polystyrene, polypropylene and melamine, preferably foams of the material.
  • foams of the material are inexpensive to manufacture and process and have a long service life and usability due to their durability.
  • the materials of the filter are produced as fleece, woven and knitted fabrics or by foaming.
  • the vacuum cleaner expediently has a filter arrangement with at least one partial surface which is covered by a first. filter area and at least one further adjacent filter area, which differs from the first filter area, is defined on an inflow surface and/or on an outflow surface of the filter arrangement, the partial surface at least partially covering the opening at a predetermined distance from the opening. Only partial coverage of the area of the flow cross section of the air through the opening can be chosen if structural or acoustic conditions make this necessary.
  • the filter arrangement can also be arranged at an angle or offset relative to a position of the opening. Depending on the filter material selected, a large overlap of the opening allows particularly good sound insulation.
  • a denser filter material or a lower-power motor/fan unit can be selected than with small flow areas.
  • the size of the partial area of the filter arrangement in the vacuum cleaner is 50% or preferably 100% or particularly preferably 200% of the size of the opening.
  • a size of the partial area can in principle also be selected to be greater than 200% or smaller than 50% of the size of the opening.
  • the choice of the size of the sub-area can also be chosen depending on the predetermined distance of the filter arrangement from the opening.
  • the filter arrangement or the vacuum cleaner connected thereto the filter arrangement is at least partially elastically mounted in the vacuum cleaner according to an advantageous embodiment.
  • the filter arrangement is at least partially elastically mounted in the vacuum cleaner according to an advantageous embodiment.
  • the present embodiments of the invention which provide a combination of several filter areas of a filter with different properties, can achieve an efficient reduction in noise while at the same time maintaining or increasing the suction power of a vacuum cleaner equipped therewith.
  • user-friendliness and customer satisfaction are significantly increased.
  • the drawing shows an advantageous embodiment of a vacuum cleaner 100 with a filter assembly 10 mountable therein according to an advantageous embodiment.
  • the filter arrangement 10 is arranged in front of an opening 13 which leads from a dust separation unit 11 into a motor/fan unit 12 of the vacuum cleaner 100.
  • the filter arrangement 10 is mounted in a holder 14 of the vacuum cleaner 100 in front of the opening 13 .
  • the holder 14 for supporting the filter assembly 10 can be designed to be elastic so that it dampens sound waves that can be caused by vibrations in the filter assembly 10, the motor/fan unit 12 or the vacuum cleaner 100.
  • the filter assembly 10 shown in the embodiment of the vacuum cleaner 100 has a rectangular shape.
  • the filter arrangement can assume a circular, elliptical or any desired polygonal shape. Due to the flat design and the material used for the filter arrangement 10, it can be cut to any desired size according to a particular embodiment, so that it can be used flexibly in different vacuum cleaners 100 or in special openings 13 for conducting an air flow.
  • a conventional vacuum cleaner 100 for filter bags is shown, but the invention is not limited to this, but also includes bagless vacuum cleaners or vacuum cleaners which have a centrifugal separator.
  • the filter arrangement 10 can additionally or alternatively be arranged on further openings 13 through which air can flow or is directed, for example in an outlet area of the vacuum cleaner 100, which is located downstream of the motor/blower unit 12 in the direction of the air flow and through which the air or the sound can escape to the outside.
  • the filter arrangement 10 is preferably arranged perpendicular to a flow direction of the air.
  • the filter arrangement 10 according to a further preferred embodiment--not shown here--can be arranged at a predetermined angle to the direction of the air flowing towards the filter arrangement 10.
  • the sound can be guided in a specific direction and/or an air resistance can be influenced by the filter arrangement 10 .
  • properties of a flow field or a velocity field of the air impinging on the filter or the filter arrangement 10 can be influenced in a targeted manner.
  • noise emissions from the vacuum cleaner 100 equipped with the filter arrangement 10 can be determined on the basis of further properties of the Filter assembly 10 affect.
  • a filter arrangement 10 according to the invention with a plurality of filter regions 1, 2, 3, 4, 5 of the filter arrangement is shown in a plan view of an inflow surface 6 of the filter arrangement 10.
  • both the inflow surface 6 and the outflow surface 7 facing away from it are basically as large as a flow-through surface of the filter.
  • the inflow surface 6 of the filter arrangement 10 has an essentially rectangular shape. It comprises a first filter area 1 of a filter 1, which differs from a further filter area 2, 3, 4, 5, here a second filter area 2, by at least one predetermined property.
  • the first filter area 1 and the at least one further filter area 2, 3, 4, 5 define adjacent sub-areas on the inflow surface 6 and/or on the outflow surface 7, which, for example, have different properties in terms of sound insulation and/or flow resistance.
  • the filter areas 1 and 2 can differ in the type of their material composition, in terms of their physical and chemical properties, their shape and type of manufacture.
  • the properties of the individual filter areas 1, 2, 3, 4 and 5 are preferably chosen such that they have a a vacuum cleaner 100 or a specific flow and sound field of the air, so that the most energy-efficient and effective cleaning of the polluted air is possible and, additionally or alternatively, a sound emanating from the vacuum cleaner 100 or from the air flowing through the filter arrangement 10 is damped .
  • a first filter area 1 of the filter arrangement 10 is preferably arranged directly in front of or behind the opening 13 of the motor/fan unit 12 of the vacuum cleaner 100 .
  • the first filter area 1 of the filter arrangement 10 is designed to be more airtight and stiffer than the second filter area 2 of the filter arrangement 10.
  • the filter area 1 of the filter arrangement 10 is encompassed by the second filter area 2 . It is thus possible with the filter arrangement 10, for example, to specifically reflect and/or absorb the sound waves carried along in the air flow.
  • Particularly expedient embodiments of the filter arrangement 10 have sound-absorbing materials from the group consisting of polyurethane, polyethylene, polystyrene, polypropylene and melamine. The materials are preferably used as foams as foams.
  • the filter area 1 is delimited by a wall 8 in a transition area to the filter area 2 .
  • the wall 8 acts here as an independent frame for the filter area 1 and as the wall 8 itself represents an air-permeable filter area. This is particularly advantageous if only one filter area 1 or 2 of the filter arrangement 10 is to be specifically replaced. The reason for this can be, for example, uneven wear of the two filter areas 1, 2 of the filter arrangement 10.
  • the filter arrangement 10 can be flexibly adapted to changed noise emissions and sound waves from the vacuum cleaner 100 or the motor/blower unit 12 .
  • a partial area of the inflow surface 6 and/or on the outflow surface 7 can be specifically adapted, since the partial area has a predetermined selected property.
  • this size can also be selected as a function of the overall size of the filter arrangement 10 .
  • a size of the partial area of the filter arrangement 10 in the vacuum cleaner 100 is particularly preferably selected to be between 50% and 200% of a size of the opening 13 .
  • a size of the sub-area can in principle also be chosen to be larger than 200% or smaller than 50% of the size of the opening 13 .
  • the size of the partial area can also be selected as a function of the predetermined distance of the filter arrangement from the opening 13 .
  • the larger the distance between the filter arrangement 10 and the opening 13 is selected the larger the size of the partial area should be selected relative to the size of the area of the opening 13 .
  • In the present example according to 1 corresponds to the area of the opening 13 - not shown - approximately the circular sub-area, which is given by the first filter area 1.
  • a low power consumption of the vacuum cleaner 100 or a small installation space in the vacuum cleaner 100 requires that the distance between the opening 13 and the filter arrangement 10 turns out to be smaller. At the same time, a smaller distance also leads to higher flow-related noises, which can be suppressed or minimized by means of a targeted choice of the size of the sub-area. In general, distances between 5 mm and 20 mm are expediently selected.
  • FIG. 3 For further illustration, several exemplary embodiments 3a, 3b, 3c, 3d and 3e of an advantageous embodiment of the filter arrangement 10 and its filter areas 1, 2, 3, 4 and 5 are shown in a sectional view along an imaginary section line AA from/in 2 shown.
  • the filter assembly 10 from 3 shows further exemplary embodiments with the filter arrangement 10 from FIG 2 similar filter arrangement 10.
  • a first filter area 1 is not completely encompassed or surrounded by the further filter area 2, 3, as is the case in the exemplary embodiment of FIG 2 is shown.
  • the individual filter areas 1, 2, 3, 4 and 5 can correspond to different materials in the present exemplary embodiments 3a, 3b, 3c, 3d and 3e.
  • the exemplary embodiments 3a to 3e of the embodiment in 3 is that they have a regular flow area 6 in common.
  • the individual filter areas 1, 2, 3, 4 and 5 do not form stepped surfaces.
  • the filter areas 1, 2, 3, 4, 5 of the flow-through surface of the filter arrangement 10 are formed in such a way that they partially overlap one another and/or at least partially enclose one another.
  • the filter or the filter arrangement 10 can be optimally adapted to the needs of the user in terms of a sound to be dampened and/or a required cleaning and/or Suction power can be adjusted by selecting a material with a desired flow resistance and/or a required soundproofing effect of the air for at least one specific filter area 1, 2, 3, 4, 5 of the filter assembly.
  • the first exemplary embodiment 3a shows a particularly simple implementation of the filter arrangement 10 using only two filter areas 1, 2.
  • the two filter areas 1, 2 have different materials, for example, whose density and/or flow resistance and/or elasticity differ from one another.
  • the denser a material is, the higher its flow resistance and the higher its degree of reflection of sound waves.
  • the more elastic a material is, the more sound it can absorb.
  • the advantages applicable to the exemplary embodiment 3a also apply to the further exemplary embodiments 3b, 3c, 3d and 3e.
  • a further exemplary embodiment 3b shows a variant of exemplary embodiment 3a, in which the first filter area 1 can be almost completely surrounded by the second filter area 2.
  • FIG. The special arrangement can be understood in analogy to the theory of electricity in the area of the partial overlapping of the filter areas 1, 2 as a series connection or addition of specific properties.
  • the flow properties and sound properties of the air can be influenced in an even more targeted manner using a predetermined geometric shape and thickness of the second filter area 2 .
  • the fatter one certain filter area - here filter area 2 - is made of the same material in comparison to another filter area 2, the higher, for example, its sound-insulating effect and/or the higher the air flow resistance opposing an air flow pulling through the filter arrangement.
  • the exemplary embodiment 3b can be used particularly advantageously, the combination of the first filter area 1 with the second filter area 2 making up for the lack of thickness in a partial area of the second filter area 2 can compensate.
  • the individual exemplary embodiments 3a to 3e essentially have a constant thickness. Thickness is the distance from the inflow surface 6 to the outflow surface 7 that the air flowing through the filter arrangement covers.
  • the inflow area 6 and the outflow area 7 facing away from it are basically as large as the throughflow area of the air.
  • a proportion of the surface area of the partial surface and/or thickness of the first filter area 1 is between 5% and 95%, preferably between 25% and 75% and particularly preferably between 40% and 60% of the Proportion of the surface area of the partial surface and/or thickness of the at least one further filter area 2, 3, 4, 5 can be selected.
  • the exemplary embodiment 3c shows a further possibility of combining three filter areas 1, 2 and 3 in a further advantageous arrangement.
  • the first filter area 1 is embedded in the second filter area 2 .
  • This exemplary embodiment can be characterized as a variant of the exemplary embodiment that has been expanded by a filter area 3 2 be seen.
  • further filter areas 1, 3, 4, 5 are accommodated or integrated in the second filter area 2.
  • the individual further filter areas 1, 3, 4, 5 can be understood as concentric circles or rectangles etc. adjoining one another in parallel.
  • Such an arrangement of the filter areas 1, 3, 4, 5 can be advantageous for certain frequencies and/or sound patterns in combination with different flow resistances of the material of the filter areas 1, 3, 4, 5.
  • further filter areas 1, 3 and 2 are embedded in a second filter area 2 in the manner of a shell, like an onion in the filter area 2.
  • the thickness of the exemplary embodiments 3a to 3e of the filter arrangement 10 has been chosen to be qualitatively constant. It should be noted at this point that, for example, the thickness of an exhaust filter of a vacuum cleaner 100 can be up to 50 millimeters, while other filter combinations only have a thickness of 2 millimeters. Furthermore, the individual filter areas 1, 2, 3, 4, 5 can also be arranged at an angle to one another within an adjacent filter area 1, 2, 3, 4, 5.
  • the advantages of the respective exemplary embodiments can in part be transferred to one another and linked to one another.
  • the filter arrangement 10 can be optimally adapted to the needs of the user or to the noise to be dampened and/or a required cleaning and/or suction power
  • a material with a desired flow resistance of the air is selected.

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine schallreduzierende Filteranordnung für einen Staubsauger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen damit versehenen Staubsauger gemäß dem Anspruch 13.
    • STAND DER TECHNIK
  • Aus physikalischer Sicht ist Schall nichts anderes als die Erzeugung und Übertragung von Schwingungen. Diese Schwingungen können durch unterschiedliche Gegenstände und/oder durch eine Luftströmung erzeugt und übertragen werden. Weiter können Schwingungen von Flächen reflektiert werden. Dieses Phänomen nennt man Echo, wobei dadurch eine Amplitude der Schwingung und damit eine vom Menschen wahrnehmbare Lautstärke der Schwingung reflektiert oder verstärkt werden kann. Je nach Frequenz und Amplitude kann der Schall vom Menschen als lautes unangenehmes und störendes Geräusch empfunden werden.
  • Schon seit längerer Zeit versuchen Entwickler, deswegen eine von Staubsaugern ausgehende Geräuschemission zu minimieren, um dadurch die Benutzerfreundlichkeit und die Anwendungsmöglichkeit zu erhöhen. Besonders bei der Verwendung von Staubsaugern in einem Umfeld, in dem viele Personen von dem störenden Schall betroffen sind, beispielsweise in einem Mehrfamilienhaus, einem Bürogebäude oder auch in Abhängigkeit von der Tageszeit, ist eine Reduktion der davon ausgehenden störenden Geräusche zwingend notwendig.
  • Bei einer herkömmlichen Bauweise von Staubsaugern wird ein von einer Motor-Gebläse-Einheit erzeugter Luftstrom erzeugt, der Staub und Schmutz aufnimmt und in ein die Motor-Gebläse-Einheit enthaltendes Gehäuse durchleitet, in welchem sie gereinigt wird. Bei einer verkleinerten Bauweise, wie sie bei Handstaubsaugern üblich ist, wird die mit Schmutz angereicherte Luft im Gehäuse gereinigt. Danach durchströmt/umströmt die gereinigte Luft die Motor-Gebläse-Einheit, um sie zu kühlen. Nur so ist eine Bauweise für gegenwärtige transportable Geräte möglich. Wenn Luft durch ein Staubsauger-Gerät strömt, entsteht Luftschall - ähnlich dem Geräusch, das sich einstellt, wenn bei voller Fahrt in einem Auto das Fenster geöffnet wird. Entwickler reduzieren den Luftschall, indem sie Hindernisse wie scharfe Kanten und leichte Biegungen im Verlauf des Luftstroms entfernen. Dadurch werden Verwirbelungen im Luftstrom vermieden, die für die Entstehung von Luftschall verantwortlich sein können. Bei herkömmlichen Staubsaugern werden deswegen High-Performance-Düsen eingesetzt und Verbindungen besonders gut abgedichtet und an den Luftstrom grenzende Flächen geglättet. Zusätzlich wurden die Luftwege im Ausblasbereich derart verbessert, dass die Luft langsamer und somit leiser strömt.
  • Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die DE 10 2011 007 204 A1 bekannt, bei der neben der Reduktion von Staub- und Geruchsbelästigungen beim Ausblasen von Abluft mittels einer Motor-Gebläse-Einheit durch eine stromabwärts dazu angeordnete Filteranordnung einer Geräuschbelastung Rechnung getragen wird, die durch diffuse Luftverwirbelungen beziehungsweise turbulente Strömungsverhältnisse bedingt wird. Dabei wird an einer stromaufwärtigen Seite eines luftdurchlässigen und schallabsorbierenden Schaumfilters ein Abluftstrom in ein luftdurchlässiges und schallabsorbierendes Schaumfilter geleitet, wobei an einer stromabwärtigen Seite des Schaumfilters eine das Schaumfilter zumindest teilweise abdeckende luftundurchlässige Prallfläche angeordnet ist, so dass der Abluftstrom in dem Schaumfilter aus seiner Hauptströmungsrichtung abgelenkt werden kann. Somit erfolgt eine Geräuschreduzierung lediglich im Ausblasbereich, wobei eine abdeckende luftundurchlässige Prallfläche einen Teil des Filters überdeckt.
  • Eine ähnliche Lösung ist aus der Druckschrift CH 409 267 A bekannt. Die Erfindung ist im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausblasöffnung in einem Staubsaugergehäuse durch einen Schutzdeckel abgedeckt ist, und dass unter dem oder im Schutzdeckel ein Filter angeordnet ist, durch das die aus der Ausblasöffnung austretende Luft strömt. Um zu verhindern, dass die Luft aus der Ausblasöffnung unmittelbar durch die dünne obere Filterlage strömt und um eine bessere Luftverteilung zu erhalten, ist diese Filterlage oberhalb des Bereiches der Ausblasöffnung mit einer Schicht aus luftundurchlässigem Material, vorzugweise Polyäthylen, versehen. Diese Schicht kann an der Unterseite oder der Oberseite der Filterlage vorgesehen werden oder kann mit der Filterlage in gleicher Ebene liegen. Allerdings bedingt die Schicht aus luftundurchlässigem Material eine geringere Durchströmungsfläche für die austretende Luft, so dass der Staubsauger mit höheren Energieaufwand betrieben werden muss, was wiederum zu einer Erhöhung der Laufgeräusche der Motor-Gebläse-Einheit führt
  • Eine weitere Filteranordnung mit geräuschdämmender Wirkung ist aus der Druckschrift DE 43 15 712 A1 bekannt, bei der zwei in Form einer treppenförmigen Pyramide übereinanderliegende Filterlagen angeordnet sind, wodurch sich die Filterlagen nur teilweise überlappen. Die Treppenform wird durch einen mehrfach abstufbaren korbartigen Aufsatz bestimmt, in dem die einzelnen Filterlagen zu einem Sandwichfilter kombiniert werden. Da die Einströmungsfläche der Filteranordnung nicht auch der Ausströmungsfläche der sie durchströmenden Luft entspricht, kann eine durch so eine Filteranordnung gebildete Durchströmungsfläche nicht vollständig genutzt werden.
  • Die US 3 882 961 A offenbart einen luftfilternden, schalldämpfenden Schalldämpfer für einen Vakuum-Induktionsmotor, wobei der Schalldämpfer einen Schalldämpferkasten und einen mehrschichtigen Schalldämpferfüllstoff beinhaltet. Dabei bestehen die Schichten des Schalldämpferfüllstoffs aus vernetztem Polyurethanschaum mit unterschiedlichen Porendichten. Die Luft wird durch den Schalldämpfer von der am wenigsten dichten bis zur dichtesten Schicht geleitet.
  • Weiter offenbart die WO 2008/ 065 404 A2 eine Filteranordnung für einen Staubsauger, wobei diese eine Staubsaugerfilteranordnung mit einen HEPA-Filter und einen Vorfilter zur Montage in einer Staubsaugerkammer aufweist und diese abnehmbar an der Anordnung mittels einer Zuglasche befestigt ist. Ein Kanal zwischen den Filtern ist konfiguriert, um den Staub zu minimieren, der beim Entfernen des Vorfilters mit der Leitungsseite des HEPA-Filters in Berührung kommt. Ein Zwischenfilter in der Leitung bietet einen weiteren Schutz des HEPA-Filters während der Entnahme und Reinigung des Vorfilters und sorgt für eine Schallabsorption.
  • Demnach sind die vorhandenen Lösungen zur Reduzierung von unangenehmen Geräuschen beziehungsweise vom Schall noch nicht ganz ausgereift und bieten noch ein weites verbesserungswürdiges Betätigungsfeld.
    • DER ERFINDUNG ZUGRUNDE LIEGENDE AUFGABE
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine kompakte Filteranordnung für einen Staubsauger bereitzustellen, die eine verbesserte Schallreduzierung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung oder Erhöhung ihrer Filterleistung ermöglicht. Darüber hinaus ist es ein Anliegen der Erfindung, einen Staubsauger mit der erfindungsgemäßen Filteranordnung bereitzustellen, der bei der Aufrechterhaltung oder Erhöhung einer Reinigungsleistung und/oder einer Saugleistung des Staubsaugers gleichzeitig geräuscharm arbeitet.
    • ERFINDUNGSGEMÄßE LÖSUNG
  • Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt mit einer Filteranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem damit versehenen Staubsauger mit den Merkmalen des Anspruchs 13.
  • Erfindungsgemäß ist die Filteranordnung zur Schallreduzierung für einen Staubsauger eben ausgestaltet und umfasst einen ersten Filterbereich eines Filters und zumindest einen weiteren Filterbereich, der sich von dem ersten Filterbereich unterscheidet, wobei der erste Filterbereich und der zumindest eine weitere Filterbereich einander teilweise aneinander angrenzend überlappen und/oder zumindest teilweise aneinander angrenzend umschließen, wobei die Filterbereiche eine reguläre Einströmungsfläche und eine zu der Einströmungsfläche planparallele reguläre Ausströmungsfläche für eine die Filteranordnung durchströmende Luft bilden, so dass der erste Filterbereich und der zumindest eine weitere Filterbereich auf der Einströmungsfläche und/oder auf der Ausströmungsfläche benachbarte luftdurchlässige Teilflächen definieren, die sich voneinander durch zumindest eine vorherbestimmte Eigenschaft unterscheidet. Durch eine gezielte Kombination von Eigenschaften und/oder einer Anordnung von Filterbereichen beziehungsweise Teilflächen kann die Filteranordnung optimal auf die Bedürfnisse des Benutzers beziehungsweise an einen zu dämpfenden Schall und/oder eine erforderliche Reinigungs- und/oder Saugleistung angepasst werden, indem für einen bestimmten Filterbereich beziehungsweise eine bestimmte Teilfläche ein Material mit einem gewünschten Strömungswiderstand und/oder einer schalldämmenden Wirkung der Luft gewählt wird. Auf Grund der flachen Bauweise der Filteranordnung kann ein Filter platzsparend eingebaut werden. Die spezielle Eigenart der Form einer regulären Einströmungsfläche beziehungsweise Ausströmungsfläche bietet keine Ecken in ihrer Längserstreckung, so dass sie einer Luftströmung kaum oder keine Verwirbelungsmöglichkeiten bietet. Des Weiteren werden Schallwellen nicht in beliebige Richtungen gestreut.
  • Im Sinne der Erfindung wird unter der Begrifflichkeit "Eigenschaft eines Filterbereichs" einer Filteranordnung beziehungsweise eines Filters eine Besonderheit beziehungsweise Eigenheit des Filters oder Filtermaterials verstanden, die hinsichtlich einer stofflichen Zusammensetzung und Herstellung, einer Geometrie, einer elektromechanischen sowie chemischen Eigenschaft und Wirkungsweise unterscheidungsfähig ist.
  • Mit Hilfe des Begriffs "reguläre Fläche" oder "differenzierbare Fläche" wird der allgemein gebräuchliche Begriff der Fläche im mathematischen Kontext präzise definiert. Die Definition bedeutet anschaulich, dass man Teilflächen oder Stücke einer Ebene derart verformt, dass keine Ecken oder Kanten entstehen; beziehungsweise derart aneinander zusammenführt oder zusammensetzt, dass man an jeder Stelle des entstandenen Gebildes eine Tangentialebene anlegen kann. Im vorliegenden Fall ist diese Tangentialebene planparallel zu der Einströmungsfläche und planparallel zu der Ausströmungsfläche. Im Unterschied zur topologischen Fläche kann man auf der regulären Fläche - aufgrund der Existenz einer Tangentialebene - eine Ableitung einer Abbildung erklären; aus Wikipedia: Reguläre Fläche Zugriff am: 12.12.2017 verfügbar unter: https://de.wikipedia.org/wiki/Reguläre_Fläche.
  • Des Weiteren sei unter dem Begriff der Einströmungsfläche beziehungsweise der davon abgewandten Ausströmungsfläche jene von der Luft durchströmte Fläche gemeint, die einer Flächenausdehnung des Filters entspricht, wobei im Sinne der Erfindung die Flächenausdehnung der Einströmungsfläche einer Flächenausdehnung der davon abgewandten Ausströmungsfläche gleich ist. Ferner sind insbesondere diese Filter, die eine reguläre Fläche bilden, gemäß nachstehender Ausführungsformen im Wesentlichen senkrecht zu einer Strömungsrichtung der zu filternden Luft ausgerichtet. Mit der Strömungsrichtung der Luft ist immer die Richtung des Luftstroms vom höheren zum dazu relativ niedrigeren Druck gemeint. Damit wird im Wesentlichen eine Richtung von der Einströmungsfläche zu einer davon abgewandten Ausströmungsfläche der die Filteranordnung durchströmenden Luft verstanden. Im Sinne der Erfindung sind sowohl die Einströmungsfläche als auch die davon abgewandte Ausströmungsfläche grundsätzlich so groß wie die Durchströmungsfläche des Filters. Dadurch wird im Wesentlichen die gesamte durchströmbare Filterfläche genutzt.
  • Eine Fläche beziehungsweise Flächenausdehnung besitzt im Sinne der Erfindung mit ihrer Länge und Breite zwei Ausdehnungen beziehungsweise Dimensionen und wird durch einen Umriss in ihrer Form festgelegt. Des Weiteren bezeichnet Planarität beziehungsweise Planizität sinngemäß die räumliche Anordnung - also im dreidimensionalen Raum von Punkten in einer Ebene; die Punkte sind dann plan - in der Mathematik: komplanar. Zwei plane Flächen, die parallel sind, heißen im Sinne der Erfindung planparallel.
  • Aneinander angrenzen wird im Sinne der Erfindung so verstanden, dass zwei oder mehrere Teilflächen in derselben Einströmungsfläche beziehungsweise Ausströmungsfläche teilweise aneinander angrenzend angeordnet sind und auf diese Weise in der Längsausdehnung der Filterfläche eine zusammengesetzte Durchströmungsfläche bilden.
  • Überlappen wird im Sinne der Erfindung so verstanden, dass sich zwei oder mehrere Filterbereiche der Durchströmungsfläche teilweise decken beziehungsweise überlagern oder sich überschneiden.
  • Teilweise Umschließen bedeutet im Sinne der Erfindung ein Angrenzen und/oder Eingrenzen eines Filterbereichs von zumindest einer Seite seiner Oberfläche, wobei unter vollständigem Umschließen ein allseitiges Eingrenzen beziehungsweise Einhüllen seiner Oberfläche verstanden wird.
  • Bei herkömmlichen Filteranordnungen sind flache Filter-Lagen senkrecht zu einer Durchströmungsrichtung übereinander sandwichartig angeordnet. Eine solche Filteranordnung besitzt so über die gesamte Durchströmungsfläche hinweg gleiche Filtereigenschaften. Demgegenüber besitzt eine erfindungsgemäße Filteranordnung jedoch einzelne Filterbereiche beziehungsweise Teilflächen, deren Filtereigenschaften sich gegenüber einem denen eines benachbarten Filterbereichs unterscheiden. Je nach gewünschter Ausführungsform lässt sich auf diese Weise ein Filter zusammenstellen, das in Abhängigkeit eines Filterbereichs beziehungsweise der Flächenausdehnung seiner Teilfläche bestimmte aber unterschiedliche Merkmale aufweisen kann. Beispielsweise kann sich ein Filter beziehungsweise die Filterfläche der Filteranordnung aus konzentrischen Ringen zusammensetzen, die aneinander angrenzen. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform überlappen beispielsweise zwei rechteckige Filterbereiche einander teilweise.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Staubsauger mit zumindest einer Filteranordnung zur Schallreduzierung, wobei der Staubsauger umfasst: eine Staubabscheideeinheit, die ausgelegt ist, Verunreinigungen aus einem eingesaugten Luftstrom abzulagern; eine Motor-Gebläse-Einrichtung, die ausgelegt ist, den Luftstrom zu erzeugen; und zumindest eine Öffnung, die vor und/oder nach der Motor-Gebläse-Einrichtung angeordnet ist und durch welche Öffnung der Luftstrom durchgeleitet werden kann. Damit bei dem Staubsauger mit der Filteranordnung eine möglichst hohe Geräuschdämpfung erreicht werden kann, ist die Filteranordnung der Motor-Gebläse-Einrichtung des Staubsaugers in Strömungsrichtung des Luftstroms vorgelagert und/oder nachgelagert. Je nach Ort des Auftretens des Schalls, z.B. bei einer Einlass- und/oder Auslassöffnung der Motor-Gebläse-Einheit des Staubsaugers lässt sich der nach außen emittierte Schall mittels der Filteranordnung stark reduzieren.
  • Gegenüber herkömmlichen Filtern ermöglicht die erfindungsgemäße Filteranordnung eine wesentliche Geräuschreduzierung bei der Verwendung in einem damit versehenen Staubsauger, ohne Einschränkungen bei der Saug- und/oder Reinigungsleistung des Staubsaugers in Kauf nehmen zu müssen. Damit eignet sich die erfindungsgemäße Filteranordnung vor allem für leistungsarme Staubsauger-Geräte, bei denen die Saugleistung aufgrund der geringen Leistung der Motor-Gebläse-Einrichtung bereits stark reduziert ist. Darüber hinaus wird die Benutzerfreundlichkeit der Geräte, die mit einer solchen Filteranordnung ausgerüstet sind, verbessert, da Geräusche in Folge des Betriebs der Motor-Gebläse-Einrichtung des Staubsaugers sowie unangenehme Geräusche, die von der im Staubsauger strömenden Luft verursacht werden, gedämpft oder vollständig vermieden werden.
    • BEVORZUGE AUSGESTALTUNG DER ERFINDUNG
  • Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die für die Filteranordnung zutreffenden Vorteile gelten gleichermaßen für einen damit versehenen und betriebenen Staubsauger.
  • Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Filteranordnung weist zumindest eine Eigenschaft eines Materials des jeweiligen Filterbereichs der Filteranordnung einen vorherbestimmten Strömungswiderstand auf.
  • Beim Vorgang des Filterns ist das Zusammenspiel von Luftdurchlässigkeit der Filteranordnung und einer sogenannten Druckdifferenz von Bedeutung, die durch den Strömungswiderstand des Filters hervorgerufen wird. Vor der Filteranordnung baut sich ein relativ höherer Druck auf als hinter dem Filter, wo der Druck im relativen Vergleich dazu niedriger ist. Eine niedrige Druckdifferenz in Verbindung mit einer hohen Luftdurchlässigkeit beziehungsweise einem niedrigen Strömungswiderstand des Filters reduziert den Energieaufwand, der nötig ist, um eine bestimmte Luftmenge durch die Filteranordnung zu fördern. In einem Staubsauger sind ein Strömungsfeld der durchströmenden Luft und/oder ein Schallverteilungsfeld nicht homogen. Das bedeutet, dass Druck und Strömungsgeschwindigkeit der Luft und die Verteilung des Schalls nicht überall gleich sind oder gleichmäßig verlaufen.
  • Durch eine gezielte Auswahl des Materials für einen bestimmten Filterbereich in Abhängigkeit eines gewünschten Strömungswiderstands des Filters kann die Energieeffizienz des Filters beziehungsweise eines damit betriebenen Staubsaugers erhöht werden und gleichzeitig eine dauerhafte Kostenersparnis beim Betrieb des Staubsaugers mit einer solchen Filteranordnung gewährleistet werden. Durch eine Einstellung des Strömungswiderstandes bei der Wahl des Materials kann ein Mindest-Volumenstrom der Luft, die gereinigt werden soll und somit eine bestimmte Reinigungsleistung des Staubsaugers sichergestellt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Filteranordnung zumindest eine vorherbestimmte Eigenschaft eines Materials des jeweiligen Filterbereichs in Abhängigkeit einer bestimmten zu absorbierenden Schallfrequenz oder eines Schallfrequenzspektrums ausgewählt.
  • Durch eine gezielte Kombination und der Anordnung von Filter-Materialien für einen bestimmten Filterbereich der Filteranordnung kann die Filteranordnung optimal auf die Bedürfnisse des Benutzers beziehungsweise an den zu dämpfenden Schall angepasst werden. Bestimmte Schall-Dämm-Materialien filtern die verunreinigte Luft und dämpfen beziehungsweise absorbieren gleichzeitig unterschiedliche Schallfrequenzen. Dies ist insbesondere von Bedeutung für eine Schallreduktion bei Frequenzen von unterhalb 2000 kHz.
  • Alternativ oder zusätzlich ist bei noch einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Filteranordnung zumindest eine vorherbestimmte Eigenschaft des Materials des jeweiligen Filterbereichs in Abhängigkeit einer bestimmten zu reflektierenden Schallfrequenz oder eines Schallfrequenzspektrums ausgewählt.
  • Durch eine gezielte Auswahl des Materials und Anordnung der Filterbereiche kann die Filteranordnung wie ein Diffusor oder Reflektor von Schallwellen wirken. Durch eine Lenkung und frequenzweise Zerstreuung der Schallwellen können in einem Gehäuse des Staubsaugers unterschiedliche Abschnitte geschaffen werden, in denen der durch eine Schallquelle emittierte Schall quantitativ zu einem gewünschten Anteil aufrechterhalten wird. Zudem wird die Wirkung der Reflexion an den Wänden des Gehäuses des Staubsaugers beziehungsweise an die die Filteranordnung umgebenden Wänden teilweise aufgehoben. Darüber hinaus lassen sich die Schallwellen auf diese Weise lenken und in ihrer Amplitude und Frequenz bestimmen, so dass sie einem Körperschall, der durch die Motor-Gebläse-Einheit verursacht wird, entgegenwirken, indem sie diesen dämpfen oder aufheben.
  • Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Filteranordnung ist zumindest ein Filterbereich des Filters im Wesentlichen schalldicht ausgebildet. Schalldicht wird so verstanden, dass kein Schall eines bestimmten Schallspektrums aus einem Bereich in einen anderen Bereich dringt. So eine Filteranordnung eignet sich insbesondere bei einem Filter, der einer Motor-Gebläse-Einheit nachgeschaltet ist und vor einer LuftAustrittsöffnung aus dem Staubsauger angeordnet ist, da er kurz vor Austritt des Schalls diesen noch einmal in Richtung der Motor-Gebläse-Einheit reflektiert und den Schall gar nicht oder nur indirekt nach außen treten lässt. Bei einer weiteren Ausführungsform, ist ein luft- und/oder schallundurchlässiger Filterbereich derart angeordnet, dass die Geschwindigkeit der Luftströmung kurz vor Austritt aus dem Staubsaugergehäuse noch einmal verlangsamt wird.
  • Bei noch einer weiteren geeigneten Ausführungsform weist die erste Filteranordnung eine gegenüber der zumindest einen weiteren Filteranordnung unterschiedliche Dicke und/oder Ausdehnung auf. Dadurch können die einzelnen Filterbereiche auch gezielt an das Strömungsfeld beziehungsweise das Geschwindigkeitsfeld der auf die Filteranordnung auftreffenden Luft angepasst werden, mit dem Ziel, ein homogenes Strömungsfeld der Luft nach dem Passieren des Filters zu erreichen.
  • Zweckmäßiger Weise unterscheidet sich der erste Filterbereich von dem zumindest einen weiteren Filterbereich hinsichtlich seiner geometrischen Form. Insbesondere beträgt ein Anteil der Flächenausdehnung der Teilfläche und/oder Dicke des ersten Filterbereichs 5 % bis 95 % des Anteils der Flächenausdehnung der Teilfläche und/oder der Dicke des zumindest einen weiteren Filterbereichs. Bei weiteren Ausführungsformen beträgt ein Anteil der Flächenausdehnung und/oder Dicke des ersten Filterbereichs bevorzugt 25 % bis 75 % und besonders bevorzugt 40 % bis 60 % des Anteils der Flächenausdehnung der Teilfläche und/oder der Dicke des zumindest einen weiteren Filterbereichs. Die einzelnen Filterbereiche können demnach speziell an ein bestimmtes Strömungsfeld beziehungsweise Geschwindigkeitsfeld der auf die Filteranordnung auftreffenden Luft angepasst werden. Dadurch ist es möglich, ein nahezu homogenes Strömungsfeld der Luft nach Passieren des Filters zu erreichen, wodurch Verwirbelungen vermieden werden, die für das Entstehen unangenehmer Geräusche verantwortlich sind. Dabei können die Filterbereiche kreisförmig, elliptisch, rechteckig, trapezförmig oder ringförmig ausgestaltet sein. Je nach Einsatzgebiet kann die Filteranordnung auch Teil einer Filtervorrichtung sein, die die Form eines Quaders, Kegelstumpfes oder eines Zylinders aufweist - wie sie beispielsweise bei Staubsaugern mit Fliehkraftabscheidern vorkommt.
  • Bevorzugt weist die Filteranordnung eine Dicke von 2 Millimeter bis zu 50 Millimeter auf. Abhängig vom Strömungsfeld der Luft, dem Grad einer Verunreinigung der Luft und/oder räumlichen Rahmenbedingungen für den Einsatz der Filteranordnung kann die Dicke der Filteranordnung optimal an die Erfordernisse des Benutzers angepasst werden. Beispielsweise werden dünne Filter aus sogenannten Filzmaterialien gestaltet, dickere Filter meist aus Schaumstoffen. Im Sinne der Erfindung können bei einer Filteranordnung die Filtermaterialien sowohl aus einer einzigen Materialart als aus unterschiedlichen Materialien gebildet werden.
  • Bei noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der erste Filterbereich eine gegenüber dem zumindest einen weiteren Filterbereich unterschiedliche Dichte auf. Beispielsweise bewirkt eine höhere Dichte eines Filterbereichs gleichzeitig eine Erhöhung des Strömungswiderstandes durch den Filterbereich mit höherer Dichte. Darüber hinaus ist die Dichte des Filterbereichs auch von einem gewünschten Reinigungsgrad der Luft abhängig. Im Zusammenspiel mit einer gezielten Auswahl der Dicke und Dichte des Filterbereichs kann das Strömungsfeld der auf die Filteranordnung treffenden Luft noch differenzierter und besser beeinflusst werden, so dass Verwirbelungen nach Passieren der Filteranordnung minimiert werden können, was sich zusätzlich schallreduzierend und energieeinsparend auswirkt.
  • In anderen Worten gelingt durch eine gezielte Auswahl der Dicke und/oder Dichte des Filtermaterials bei den einzelnen Filterbereichen der Filteranordnung eine Beeinflussung eines Strömungswiderstandes in den von der Luft durchströmten Filterbereichen der Filteranordnung. Um ein homogenes Strömungsfeld nach Passieren der Filteranordnung zu erreichen, erfolgt eine Verteilung/Anordnung des Strömungswiderstandes einzelner Filterbereiche der Filteranordnung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, so dass der Strömungswiderstand direkt proportional zu einer Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit im Strömungsfeld der Luftströmung ist, die der durchströmten Fläche der Filteranordnung entspricht. Somit kann beispielsweise der erste Filterbereich eine gegenüber dem zumindest einen weiteren Filterbereich niedrigere Luftdurchlässigkeit beziehungsweise einen höheren Strömungswiderstand aufweisen und/oder der erste Filterbereich eine gegenüber dem zumindest einen weiteren Filterbereich höhere Schallimpedanz beziehungsweise einen höheren Schallabsorptionsgrad oder Schallreflexionsgrad aufweisen.
  • Eine zweckmäßige Ausführungsform der Filteranordnung weist senkrecht zur Richtung des sie durchströmenden Luftstroms in einem Überlappungsbereich des ersten und des zumindest einen weiteren Filterbereichs zumindest zwei unterschiedliche Materialien auf. Der Überlappungsbereich kann in Abhängigkeit eines gewünschten Strömungswiderstandes angeordnet und gewählt werden. Vorteilhafterweise ist der Überlappungsbereich senkrecht zur Richtung des ihn durchströmenden Luftstroms angeordnet. Darüber hinaus ist eine Überlappung der beiden Filterbereiche vorteilhaft, weil dadurch Lücken bei einer Verbindung der beiden Filterbereiche vermieden werden, die die Funktion der Filteranordnung stark beeinträchtigen würden. Zusätzlich kann die Filteranordnung auch kurzzeitig mechanisch stärker belastet werden, da sich die einzelnen Filterbereiche im Überlappungsbereich relativ zueinander bewegen können, ohne dass dadurch die Filterfunktion beeinträchtigt würde.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Filteranordnung in einem Übergangsbereich des ersten Filterbereichs und des zumindest einen zweiten Filterbereichs eine luftdurchlässige Wand auf. Dadurch ist eine genaue Trennung der Filterbereiche der Filteranordnung möglich. Ferner wirkt die luftdurchlässige Wand als Verstärkung und/oder Versteifung der Filteranordnung. Dabei bildet die Wand gleichzeitig selbst einen luftdurchlässigen Filterbereich wobei sie wie ein weiterer Filterbereich wirkt.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform bildet die luftdurchlässige Wand einen Rahmen um das Material eines Filterbereichs. Dadurch ist ein getrennter Austausch des Filtermaterials bestimmter Filterbereiche möglich, wenn die luftdurchlässige Wand einen das Filtermaterial des Filterbereichs einfassenden Rahmen bildet und/oder als Halterung des Filtermaterials ausgebildet ist. Durch flexibles Austauschen eines gewünschten Filtermaterials kann die Verwendung leicht geändert und angepasst werden.
  • Praktischer Weise umfasst die Filteranordnung gemäß einer Ausführungsform mindestens ein schalldämpfendes Material aus der Gruppe Polyurethan, Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen und Melamin, bevorzugt Schäume des Materials. Diese Materialien sind kostengünstig herzustellen und zu verarbeiten und weisen aufgrund ihrer Widerstandsfähigkeit eine lange Lebensdauer und Verwendbarkeit auf. Je nach Verwendung sind die Materialien des Filters als Vliese, Gewebe und Gewirke oder durch Aufschäumen hergestellt.
  • Der Staubsauger weist zweckmäßiger Weise eine Filteranordnung mit zumindest einer Teilfläche auf, die von einem ersten. Filterbereich und zumindest einem weiteren benachbarten Filterbereich der sich von dem ersten Filterbereich unterscheidet, auf einer Einströmungsfläche und/oder auf einer Ausströmungsfläche der Filteranordnung definiert wird, wobei die Teilfläche zumindest teilweise die Öffnung in einem vorherbestimmten Abstand von der Öffnung überdeckt. Eine nur teilweise Überdeckung der Fläche des Strömungsquerschnitts der Luft durch die Öffnung kann dann gewählt werden, wenn bauliche oder akustische Rahmenbedingungen dies erforderlich machen. Beispielsweise kann die Filteranordnung auch relativ zu einer Position der Öffnung schräg oder versetzt dazu angeordnet werden. Eine große Überdeckung der Öffnung erlaubt abhängig von einem gewählten Filtermaterial eine besonders gute Schalldämmung. Gleichzeitig ist auf Grund größeren Durchströmungsfläche der Filteranordnung ein dichteres Filtermaterial oder eine leistungsärmere Motor-Gebläse-Einheit als bei kleinen Durchströmungsflächen wählbar.
  • In Abhängigkeit der vorherstehend genannten beispielhaften Einschränkungen beziehungsweise Rahmenbedingungen beträgt eine Größe der Teilfläche der Filteranordnung in dem Staubsauger 50 % oder bevorzugt 100 % oder besonders bevorzugt 200 % einer Größe der Öffnung. Bei weiteren Ausführungsformen kann eine Größe der Teilfläche grundsätzlich auch größer als 200 % oder auch kleiner als 50 % der Größe der Öffnung gewählt werden. Die Wahl der Größe der Teilfläche kann auch in Abhängigkeit des vorherbestimmten Abstands der Filteranordnung von der Öffnung gewählt werden.
  • Um mögliche Eigenfrequenzen beziehungsweise Resonanzfrequenzen der Motor-Gebläse-Einheit, der Filteranordnung oder des damit verbundenen Staubsaugers zu minimieren, ist die Filteranordnung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform in dem Staubsauger zumindest teilweise elastisch gelagert. Dadurch wird gleichzeitig zur Reduzierung des Luftschalls auch ein von dem Staubsauger ausgehender Körperschall wirksam verringert.
  • Durch die vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung, die eine Kombination von mehreren Filterbereichen eines Filters mit unterschiedlichen Eigenschaften vorsieht, kann eine effiziente Schallreduzierung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung oder Erhöhung der Saugleistung eines damit ausgerüsteten Staubsaugers erreicht werden. Darüber hinaus werden die Benutzerfreundlichkeit und die Kundenzufriedenheit wesentlich erhöht.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend an Hand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sowie diversen Ausführungsbeispielen davon, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.
    • Fig. 1
    veranschaulicht in einer perspektivischen Ansicht das Innenleben eines Staubsaugers mit einer darin anbringbaren Filteranordnung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform;
    Fig. 2
    veranschaulicht eine Draufsicht auf eine Filteranordnung mit mehreren Filterbereichen gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform;
    Fig. 3
    veranschaulicht mehrere Ausführungsbeispiele 3a - 3e einer vorteilhaften Ausführungsform der Filteranordnung und seiner Filterbereiche in einer Schnittansicht entlang der Schnittlinie A - A.
    AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Bezugszeichen in sämtlichen Ansprüchen haben keine einschränkende Wirkung, sondern sollen lediglich deren Lesbarkeit verbessern. Gleiche Bezugszeichen in unterschiedlichen Figuren kennzeichnen gleichartige, beziehungsweise gleich wirkende Elemente.
  • Anhand der Fig. 1 der Zeichnung wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines Staubsaugers 100 mit einer darin anbringbaren Filteranordnung 10 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform dargestellt.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Filteranordnung 10 vor einer Öffnung 13 angeordnet, die aus einer Staubabscheideeinheit 11 in eine Motor-Gebläse-Einheit 12 des Staubsaugers 100 führt. Dazu wird die Filteranordnung 10 in einer Halterung 14 des Staubsaugers 100 vor der Öffnung 13 gelagert. Je nach Ausführungsform, kann die Halterung 14 zum Lagern der Filteranordnung 10 elastisch ausgebildet sein, so dass sie Schallwellen dämpft, die durch Schwingungen der Filteranordnung 10, der Motor-Gebläse-Einheit 12 oder des Staubsaugers 100 entstehen können.
  • Die im Ausführungsbeispiel des Staubsaugers 100 dargestellte Filteranordnung 10 hat eine rechteckige Form. Bei einem weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Filteranordnung 10 kann die Filteranordnung eine kreisförmige, elliptische oder eine beliebige polygonale Form einnehmen. Aufgrund der flachen Bauweise und des verwendeten Materials der Filteranordnung 10 lässt sich diese gemäß einer besonderen Ausführungsform beliebig zuschneiden, so dass sie flexibel bei verschiedenen Staubsaugern 100 beziehungsweise bei speziellen Öffnungen 13 zum Durchleiten einer Luftströmung eingesetzt werden kann. In der Fig. 1 ist ein herkömmlicher Staubsauger 100 für Filterbeutel dargestellt, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern umfasst ebenso beutellose Staubsauger, beziehungsweise Staubsauger die einen Fliehkraftabscheider aufweisen.
  • Des Weiteren kann die Filteranordnung 10 zusätzlich oder alternativ an weiteren Öffnungen 13 angeordnet werden, durch die Luft hindurchströmen kann oder geleitet wird, beispielsweise bei einem Auslassbereich des Staubsaugers 100, der der Motor-Gebläse-Einheit 12 in Richtung der Luftströmung nachgeschaltet ist und durch die die Luft, beziehungsweise der Schall nach außen dringen kann.
  • Bevorzugt wird die Filteranordnung 10 gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform senkrecht zu einer Strömungsrichtung der Luft angeordnet. In Abhängigkeit von einer Schall- und/oder der Strömungsrichtung der Luft kann die Filteranordnung 10 gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform - hier nicht gezeigt - in einem vorherbestimmten Winkel zur Richtung der auf die Filteranordnung 10 zuströmenden Luft angeordnet werden. Dadurch kann der Schall in eine bestimmte Richtung geleitet werden und/oder ein Luftwiderstand durch die Filteranordnung 10 beeinflusst werden. Mittels der Orientierung der Filteranordnung 10 zur Luftströmung kann gezielt auf Eigenschaften eines Strömungsfelds beziehungsweise eines Geschwindigkeitsfeldes der auf das Filter oder die Filteranordnung 10 auftreffenden Luft Einfluss genommen werden. Abgesehen von einer Orientierung der Filteranordnung 10 zum Luftstrom beziehungsweise einer gezielten Lagerung der Filteranordnung 10 in einem vorherbestimmten Abstand, beispielsweise vor und/oder nach einer Motor-Gebläse-Einheit 12 lässt sich eine SchallEmission des mit der Filteranordnung 10 bestückten Staubsaugers 100 anhand weiterer Eigenschaften der Filteranordnung 10 beeinflussen.
  • In der Fig. 2 wird eine erfindungsgemäße Filteranordnung 10 mit mehreren Filterbereichen 1, 2, 3, 4, 5 der Filteranordnung in einer Draufsicht auf eine Einströmungsfläche 6 der Filteranordnung 10 dargestellt. Im Sinne der Ausführungsform dargestellten sind sowohl die Einströmungsfläche 6 als auch die davon abgewandte Ausströmungsfläche 7 grundsätzlich so groß wie eine Durchströmungsfläche des Filters. Dadurch wird im Wesentlichen die gesamte durchströmbare Filterfläche genutzt. Die Einströmungsfläche 6 der Filteranordnung 10 weist eine im Wesentlichen rechteckige Form auf. Sie umfasst einen ersten Filterbereich 1 eines Filters 1, der sich durch zumindest eine vorherbestimmte Eigenschaft von einem weiteren Filterbereich 2, 3, 4, 5, hier einem zweiten Filterbereich 2 unterscheidet. Der erste Filterbereich 1 und der zumindest eine weitere Filterbereich 2, 3, 4, 5 definieren auf der Einströmungsfläche 6 und/oder auf der Ausströmungsfläche 7 benachbarte Teilflächen, die beispielsweise unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich einer Schalldämmung und/oder eines Strömungswiderstandes aufweisen. Die Filterbereiche 1 und 2 können sich in der Art ihrer Materialzusammensetzung, hinsichtlich ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften, ihrer Form und Herstellungsart unterscheiden. Die Eigenschaften der einzelnen Filterbereiche 1, 2, 3, 4 und 5 sind bevorzugt derart gewählt, dass sie eine auf einen Staubsauger 100 oder ein bestimmtes Strömungs- und Schallfeld der Luft abgestimmt sind, so dass eine möglichst energieeffiziente und effektive Reinigung der verschmutzten Luft ermöglicht wird und zusätzlich oder alternativ ein von dem Staubsauger 100 beziehungsweise ein von der die Filteranordnung 10 durchströmenden Luft ausgehender Schall gedämpft wird. Bevorzugt wird deswegen beispielsweise ein erster Filterbereich 1 der Filteranordnung 10 direkt vor oder nach der Öffnung 13 der Motor-Gebläse-Einheit 12 des Staubsaugers 100 angeordnet. Dabei ist der erste Filterbereich 1 der Filteranordnung 10 luftdichter und steifer ausgebildet als der zweite Filterbereich 2 der Filteranordnung 10. Gemäß Fig. 2 ist der Filterbereich 1 der Filteranordnung 10 von dem zweiten Filterbereich 2 umfasst. Dadurch ist es mit der Filteranordnung 10 beispielsweise möglich, die in der Luftströmung mitgeführten Schallwellen gezielt zu reflektieren und/oder zu absorbierenden. Durch eine gezielte Auswahl des Materials der Filterbereiche 1, 2 der Filteranordnung 10 können einzelne Frequenzen oder bestimmte Frequenzbereiche gedämpft oder vollständig herausgefiltert werden. Besonders zweckmäßige Ausführungsformen der Filteranordnung 10 weisen schalldämpfende Materialien aus der Gruppe Polyurethan, Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen und Melamin auf. Die Materialien werden bevorzugt Schäume als Schäume eingesetzt.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist der Filterbereich 1 in einem Übergangsbereich zum Filterbereich 2 über eine Wand 8 abgegrenzt. Die Wand 8 wirkt hier wie ein selbständiger Rahmen für den Filterbereich 1 und stellt als Wand 8 gleichzeitig selbst einen luftdurchlässigen Filterbereich dar. Dies ist dann besonders vorteilhaft, wenn nur ein Filterbereich 1 oder 2 der Filteranordnung 10 gezielt ausgewechselt werden soll. Grund dafür kann beispielsweise eine ungleichmäßige Abnutzung der beiden Filterbereiche 1, 2 der Filteranordnung 10 sein. Abgesehen davon kann die Filteranordnung 10 flexibel auf geänderte Geräuschemissionen und Schallwellen des Staubsaugers 100 beziehungsweise der Motor-Gebläse-Einheit 12 angepasst werden.
  • In Abhängigkeit von einem zur Verfügung stehenden Bauraum in dem Staubsauger 100 sowie eine aufnehmbare Leistung oder einer gewünschten Schalldämmung des Staubsaugers 100 kann eine Teilfläche der Einströmungsfläche 6 und/oder auf der Ausströmungsfläche 7 gezielt angepasst werden, da die Teilfläche über eine vorherbestimmte ausgewählte Eigenschaft verfügt. Diese Größe kann insbesondere auch in Abhängigkeit der Gesamtgröße der Filteranordnung 10 gewählt werden. Besonders bevorzugt ist eine Größe der Teilfläche der Filteranordnung 10 in dem Staubsauger 100 zwischen 50 % und 200 % einer Größe der Öffnung 13 gewählt. Bei weiteren Ausführungsformen kann eine Größe der Teilfläche grundsätzlich auch größer als 200 % oder auch kleiner als 50 % der Größe der Öffnung 13 gewählt werden. Die Wahl der Größe der Teilfläche kann auch in Abhängigkeit des vorherbestimmten Abstands der Filteranordnung von der Öffnung 13 gewählt werden. Je größer beispielsweise der Abstand der Filteranordnung 10 von der Öffnung 13 gewählt ist, desto größer sollte die Größe der Teilfläche relativ zur Größe der Fläche der Öffnung 13 gewählt werden. Im vorliegenden Beispiel gemäß Fig. 1 entspricht die Fläche der Öffnung 13 - nicht dargestellt - in etwa der kreisförmigen Teilfläche, die durch den ersten Filterbereichs 1 gegeben ist. Eine geringe Aufnahmeleistung des Staubsaugers 100 oder geringer Bauraum im Staubsauger 100 fordert, dass der Abstand zwischen der Öffnung 13 und der Filteranordnung 10 geringer ausfällt. Gleichzeitig führt ein geringerer Abstand auch zu höheren strömungsbedingten Geräuschen, die mittels einer gezielten Wahl der Größe der Teilfläche unterbunden bzw. minimiert werden können. Zweckmäßiger Weise werden im allgemeinen Abstände zwischen 5 mm und 20 mm gewählt.
  • In Fig. 3 werden zur weiteren Veranschaulichung mehrere Ausführungsbeispiele 3a, 3b 3c, 3d und 3e einer vorteilhaften Ausführungsform der Filteranordnung 10 und seiner Filterbereiche 1, 2, 3, 4 und 5 in einer Schnittansicht entlang einer fiktiven Schnittlinie A-A aus/in Fig. 2 dargestellt. Die Filteranordnung 10 aus Fig. 3 zeigt weitere Ausführungsbeispiele einer mit der Filteranordnung 10 aus der Fig. 2 ähnlichen Filteranordnung 10. Bei den Ausführungsbeispielen 3a, 3b, 3c, 3d ist ein erster Filterbereich 1 nicht von dem weiteren Filterbereich 2, 3 derart vollständig umfasst beziehungsweise umschlossen, wie dies im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 dargestellt ist.
  • Den einzelnen Filterbereichen 1, 2, 3, 4 und 5 können in den vorliegenden Ausführungsbeispielen 3a, 3b, 3c, 3d und 3e unterschiedliche Materialien entsprechen.
  • Bei herkömmlichen Filteranordnungen 10 sind flache einander vollständig sandwichartig überlagernde Filter-Filterbereiche 1, 2, 3, 4 und 5 senkrecht zu einer Durchströmungsrichtung angeordnet. Ein solches Filter, beziehungsweise eine solche Filteranordnung 10 besitzt über die gesamte Durchströmungsfläche 6 hinweg gleiche Eigenschaften hinsichtlich einer Schalldämmung und/oder eines Strömungswiderstandes der die Filteranordnung durchströmenden Luft.
  • Den Ausführungsbeispielen 3a bis 3e der Ausführungsform in Fig. 3 ist gemeinsam, dass sie eine reguläre Durchströmungsfläche 6 aufweisen. In anderen Worten gesagt bilden die einzelnen Filterbereiche 1, 2, 3, 4 und 5 keine treppenförmigen Oberflächen. Darüber hinaus sind die Filterbereiche 1, 2, 3, 4, 5 der Durchströmungsfläche der Filteranordnung 10 so gebildet, dass sie einander teilweise aneinander angrenzend überlappen und/oder zumindest teilweise aneinander angrenzend umschließen. Durch eine gezielte Kombination der Eigenschaften und/oder der Anordnung der Filterbereiche 1, 2, 3, 4, 5 kann das Filter beziehungsweise die Filteranordnung 10 optimal auf die Bedürfnisse des Benutzers hinsichtlich eines zu dämpfenden Schalls und/oder einer erforderlichen Reinigungs- und/oder Saugleistung angepasst werden, indem für zumindest einen bestimmten Filterbereich 1, 2, 3, 4, 5 der Filteranordnung ein Material mit einem gewünschten Strömungswiderstand und/oder einer erforderlichen schalldämmenden Wirkung der Luft gewählt wird.
  • Dabei zeigt das erste Ausführungsbeispiel 3a eine besonders einfache Realisierung der Filteranordnung 10 mittels lediglich zweier Filterbereiche 1, 2. Die beiden Filterbereiche 1, 2 weisen beispielsweise unterschiedliche Materialien auf, deren Dichte und/oder Strömungswiderstand und/oder Elastizität sich voneinander unterscheiden. Je dichter ein Material ist, umso höher ist sein Strömungswiderstand und umso höher ist sein Reflexionsgrad von Schallwellen. Je elastischer ein Material ist, desto mehr Schall kann es absorbieren. Die auf das Ausführungsbeispiel 3a zutreffenden Vorteile gelten ebenso für die weiteren Ausführungsbeispiele 3b, 3c, 3d und 3e.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel 3b zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels 3a, bei dem der erste Filterbereich 1 fast vollständig von dem zweiten Filterbereich 2 umfasst sein kann. Die spezielle Anordnung kann in Analogie zur Elektrizitätslehre im Bereich der teilweisen Überlappung der Filterbereiche 1, 2 als eine Serienschaltung beziehungsweise Addition von bestimmten Eigenschaften verstanden werden. Die Strömungseigenschaften und Schalleigenschaften der Luft sind anhand einer vorherbestimmten geometrischen Form und Dicke des zweiten Filterbereichs 2 noch gezielter beeinflussbar. Je dicker ein bestimmter Filterbereich - hier Filterbereich 2 - im Vergleich zu einem weiteren Filterbereich 2 aus demselben Material ist, desto höher ist beispielsweise seine schalldämmende Wirkung und/oder desto höher ist der einer durch die Filteranordnung hindurchziehenden Luftströmung entgegenstehende Luftströmungswiderstand. Es kann auch sein, dass aufgrund baulicher und räumlicher Einschränkungen an dem Ort, wo die Filteranordnung 10 eingebaut werden soll, das Ausführungsbeispiel 3b besonders vorteilhaft eingesetzt werden kann, wobei die Kombination des ersten Filterbereichs 1 mit dem zweiten Filterbereich 2 die mangelnde Dicke in einem Teilbereich des zweiten Filterbereichs 2 kompensieren kann. Um Platz zu sparen, weisen die einzelnen Ausführungsbeispiele 3a bis 3e im Wesentlichen eine konstante Dicke auf. Unter Dicke ist dabei der Abstand von der Einströmungsfläche 6 zur Ausströmungsfläche 7 gemeint, den die die Filteranordnung durchströmende Luft zurücklegt. Im Sinne der Erfindung ist die Einströmungsfläche 6 sowie die davon abgewandte Ausströmungsfläche 7 grundsätzlich so groß wie die Durchströmungsfläche der Luft. Um eine flexible Anpassung an unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten der Luft zu ermöglichen ist ein Anteil der Flächenausdehnung der Teilfläche und/oder Dicke des ersten Filterbereichs 1 zwischen 5 % bis 95 %, bevorzugt zwischen 25 % bis 75 % und besonders bevorzugt zwischen 40 % bis 60 % des Anteils der Flächenausdehnung der Teilfläche und/oder Dicke des zumindest einen weiteren Filterbereichs 2, 3, 4, 5 wählbar.
  • Das Ausführungsbeispiel 3c zeigt eine weitere Kombinationsmöglichkeit von drei Filterbereichen 1, 2 und 3 in einer weiteren vorteilhaften Anordnung. Dabei ist der erste Filterbereich 1 in dem zweiten Filterbereich 2 eingebettet. Im Rückblick auf Fig. 2 kann dieses Ausführungsbeispiel als eine um einen Filterbereich 3 erweiterte Variante des Ausführungsbeispiels aus Fig. 2 gesehen werden.
  • Bei noch einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel 3d sind in dem zweiten Filterbereich 2 weitere Filterbereiche 1, 3, 4, 5 aufgenommen beziehungsweise integriert. Die einzelnen weiteren Filterbereiche 1, 3, 4, 5 können als konzentrische Kreise oder parallel aneinander angrenzende Rechtecke usw. verstanden werden. Eine solche Anordnung der Filterbereiche 1, 3, 4, 5 kann bei bestimmten Frequenzen und/oder Schallmustern im Zusammenspiel mit unterschiedlichen Strömungswiderständen des Materials der Filterbereiche 1, 3, 4, 5 vorteilhaft sein.
  • Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel 3f sind in einen zweiten Filterbereich 2 weitere Filterbereiche 1, 3 und 2 schalenartig wie bei einer Zwiebel in dem Filterbereich 2 eingebettet.
  • Zu vereinfachenden Zwecken der Veranschaulichung ist die Dicke der Ausführungsbeispiele 3a bis 3e der Filteranordnung 10 qualitativ konstant gewählt worden. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass beispielsweise die Dicke eines Ausblasfilters eines Staubsaugers 100 bis zu 50 Millimeter aufweisen kann, während andere Filterkombinationen lediglich eine Dicke von 2 Millimeter aufweisen. Des Weiteren können die einzelnen Filterbereiche 1, 2, 3, 4, 5 auch schräg innerhalb eines angrenzenden Filterbereichs 1, 2, 3, 4, 5 zueinander angeordnet sein.
  • Zusammenfassend gilt, dass die Vorteile der jeweiligen Ausführungsbeispiele zum Teil aufeinander übertragbar und miteinander verknüpfbar sind. Durch eine gezielte Kombination von Eigenschaften und/oder Anordnung von Filterbereichen 1, 2, 3, 4, 5 kann die Filteranordnung 10 optimal auf die Bedürfnisse des Benutzers beziehungsweise an den zu dämpfenden Schall und/oder eine erforderliche Reinigungs- und/oder Saugleistung angepasst werden, indem beispielsweise bei den Filterbereichen 1, 2, 3, 4, 5 ein Material mit einem gewünschten Strömungswiderstand der Luft gewählt wird.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    erster Filterbereich der Filteranordnung
    2
    weiterer Filterbereich, zweiter Filterbereich der Filteranordnung
    3
    weiterer Filterbereich, dritter Filterbereich der Filteranordnung
    4
    weiterer Filterbereich, vierter Filterbereich der Filteranordnung
    5
    weiterer Filterbereich, fünfter Filterbereich der Filteranordnung
    6
    Einströmungsfläche
    7
    Ausströmungsfläche
    8
    Wand
    10
    Filteranordnung
    11
    Staubabscheideeinheit
    12
    Motor-Gebläse-Einheit
    13
    Öffnung
    14
    Lagerung beziehungsweise Halterung der Filteranordnung
    100
    Staubsauger
    A - A
    Schnittlinie

Claims (15)

  1. Filteranordnung (10) zur Schallreduzierung für einen Staubsauger (100) umfassend: einen ersten Filterbereich (1) und zumindest einen weiteren Filterbereich (2, 3, 4, 5), der sich von dem ersten Filterbereich (1) unterscheidet, wobei der erste Filterbereich (1) und der zumindest eine weitere Filterbereich (2, 3, 4, 5) einander teilweise aneinander angrenzend überlappen und/oder zumindest teilweise aneinander angrenzend umschließen, so dass die Filterbereiche (1, 2, 3, 4, 5) eine reguläre Einströmungsfläche (6) und eine zu der Einströmungsfläche (6) planparallele Ausströmungsfläche (7) für eine die Filteranordnung durchströmende Luft bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filterbereich (1) und der zumindest eine weitere Filterbereich (2, 3, 4, 5) auf der Einströmungsfläche (6) und/oder auf der Ausströmungsfläche (7) benachbarte luftdurchlässige Teilflächen definieren, die sich voneinander durch zumindest eine vorherbestimmte Eigenschaft unterscheiden.
  2. Filteranordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Eigenschaft eines Materials des jeweiligen Filterbereichs (1, 2, 3, 4, 5) der Filteranordnung (10) einen vorherbestimmten Strömungswiderstand aufweist.
  3. Filteranordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine vorherbestimmte Eigenschaft eines Materials des jeweiligen Filterbereichs (1, 2, 3, 4, 5) in Abhängigkeit einer bestimmten zu absorbierenden Schallfrequenz oder eines Schallfrequenzspektrums ausgewählt ist.
  4. Filteranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine vorherbestimmte Eigenschaft eines Materials des jeweiligen Filterbereichs (1, 2, 3, 4, 5) in Abhängigkeit einer bestimmten zu reflektierenden Schallfrequenz oder eines Schallfrequenzspektrums ausgewählt ist.
  5. Filteranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filterbereich (1) eine gegenüber dem zumindest einen weiteren Filterbereich (2, 3, 4, 5) unterschiedliche Dicke und/oder Flächenausdehnung aufweist.
  6. Filteranordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil der Flächenausdehnung der Teilfläche und/oder der Dicke des ersten Filterbereichs (1) 5 % bis 95 % des Anteils der Flächenausdehnung der Teilfläche und/oder der Dicke des zumindest einen weiteren Filterbereichs (2, 3, 4, 5) beträgt.
  7. Filteranordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (10) eine Dicke zwischen 2 Millimeter bis zu 50 Millimeter aufweist.
  8. Filteranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Filterbereich (1) eine gegenüber dem zumindest einen weiteren Filterbereich (2, 3, 4, 5) unterschiedliche Dichte aufweist.
  9. Filteranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (10) in einem Überlappungsbereich des ersten Filterbereichs (1) und des zumindest einen weiteren Filterbereichs (2, 3, 4, 5) zumindest zwei unterschiedliche Materialien aufweist.
  10. Filteranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (10) in einem Übergangsbereich des ersten Filterbereichs (1) und des zumindest einen zweiten Filterbereichs (2) eine luftdurchlässige Wand (8) aufweist.
  11. Filteranordnung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die luftdurchlässige Wand (8) einen Rahmen um das Material eines Filterbereichs (1, 2, 3, 4, 5) bildet.
  12. Filteranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Filterbereich (1, 2, 3, 4, 5) mindestens ein schalldämpfendes Material aus der Gruppe Polyurethan, Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen und Melamin, bevorzugt deren Schäume, umfasst.
  13. Staubsauger (100) mit zumindest einer Filteranordnung (10) zur Schallreduzierung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, wobei der Staubsauger (100) umfasst: eine Staubabscheideeinheit (11), die ausgelegt ist, Verunreinigungen aus einem eingesaugten Luftstrom abzuscheiden; eine Motor-Gebläse-Einrichtung (12), die ausgelegt ist, den Luftstrom zu erzeugen; und zumindest eine Öffnung (13), die vor und nach der Motor-Gebläse-Einrichtung (12) angeordnet ist und durch welche Öffnung (13) der Luftstrom durchgeleitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (10) der zumindest einen Öffnung (13) der Motor-Gebläse-Einrichtung (12) in einer Strömungsrichtung des Luftstroms vorgelagert und/oder nachgelagert ist.
  14. Staubsauger (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteranordnung (10) zumindest eine Teilfläche aufweist, die von einem ersten Filterbereich (1) und zumindest einem weiteren benachbarter Filterbereich (2, 3, 4, 5) der sich von dem ersten Filterbereich (1) unterscheidet, auf einer Einströmungsfläche (6) und/oder auf einer Ausströmungsfläche (7) der Filteranordnung (10) definiert wird, wobei die Teilfläche zumindest teilweise die Öffnung (13) in einem vorherbestimmten Abstand von der Öffnung (13) überdeckt.
  15. Staubsauger (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe der Teilfläche der Filteranordnung (10) 50 % oder bevorzugt 100 % oder besonders bevorzugt 200 % einer Größe der Öffnung (13) beträgt.
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