EP4098168A1 - Filtereinheit für einen staubsauger - Google Patents

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EP4098168A1
EP4098168A1 EP22171495.9A EP22171495A EP4098168A1 EP 4098168 A1 EP4098168 A1 EP 4098168A1 EP 22171495 A EP22171495 A EP 22171495A EP 4098168 A1 EP4098168 A1 EP 4098168A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter
filter unit
vacuum cleaner
axially
cleaning element
Prior art date
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Granted
Application number
EP22171495.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4098168B1 (de
Inventor
Juri GEBEL
Martin Storath
Christofer EBERT
Thomas Wirsing
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 EP4098168A1 publication Critical patent/EP4098168A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4098168B1 publication Critical patent/EP4098168B1/de
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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
    • A47L9/20—Means for cleaning filters
    • 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
    • A47L9/127—Dry filters tube- or sleeve-shaped
    • 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
    • A47L9/16—Arrangement or disposition of cyclones or other devices with centrifugal action
    • A47L9/1658—Construction of outlets
    • A47L9/1666—Construction of outlets with filtering means

Definitions

  • the invention relates to a filter unit for a vacuum cleaner.
  • the invention relates to the cleaning of such a filter unit.
  • a vacuum cleaner includes a suction mouth, a filter unit and a fan. Air entering through the suction mouth is cleaned of debris in the filter unit and expelled to an environment.
  • the filter unit can be single-stage or multi-stage.
  • a cordless vacuum cleaner in particular, the components of which are preferably designed to be small and light, can place high demands on the efficiency of the filter unit.
  • the filter unit usually includes a deep-bed filter through which contaminated air flows. Dirt adhering to a surface of the depth filter can be tapped off at regular intervals, for example when a dirt container of the vacuum cleaner is emptied. Manual tapping is often not very effective and may require a user to touch a dirty surface. Dust that has been knocked off is often not collected in a targeted manner, so that an area that has already been cleaned can become dirty again. Loose or airborne dust can be problematic for an allergy sufferer.
  • GB 2 556 180 B suggests equipping the filter unit with a mechanism that provides a defined impulse to knock dust out of a depth filter.
  • the mechanism includes a rotatable member biased axially of the axis of rotation with a resilient member. As a result of the rotation, the element is deflected axially against the elastic element on a helical surface and is released from the helix at a predetermined point, so that it hits the filter unit axially in the manner of a hammer.
  • the mechanism requires a grip element for a user to be arranged in an axial air outlet of the filter. Permeability of the filter element can be reduced as a result, and dirt can get caught on the handle element during suction operation.
  • a filter unit for a vacuum cleaner includes a first filter having a longitudinal axis; a second filter surrounding the first filter; and a cleaning element, which is arranged in the first filter so as to be rotatable about the longitudinal axis and is adapted to sweep along the first filter.
  • the cleaning element is coupled to the second filter in a torque-locking manner.
  • the movement of the cleaning element in the circumferential direction allows the first filter to be cleaned gently and efficiently. Dirt, especially dust, accumulated on a surface can be wiped off or tapped off by the first filter.
  • the cleaning element can be actuated by means of the second filter due to the torque-locked connection.
  • the second filter can be easily reached and touched by an operator.
  • the filter unit is preferably set up so that potentially polluted air can flow through it from the outside inwards.
  • the second filter can be set up to separate coarser particles from the air than the first filter.
  • the second filter is designed as a sieve filter.
  • the first filter can comprise a paper or fleece filter.
  • the first filter may comprise a pleated filter, wherein the cleaning element is configured to sweep along the pleats in the circumferential direction.
  • the pleated filter can include a number of pleats that extend in a star shape in the radial direction.
  • the cleaning element can successively sweep along the radially inner ends of the folds.
  • the cleaning element can be dimensioned in the radial direction such that, when it is rotated about the longitudinal axis, it first deflects a fold in the circumferential direction and then suddenly releases it, so that an impulse acts on the first filter. Thereby, dust on a surface of the first filter can be loosened.
  • the cleaning element can rotate in any direction and cleaning with alternating directions of rotation is possible.
  • the first filter may be terminated by an element which may be in the form of a ring or a disc.
  • the cleaning element may include a paddle located at an axially central portion of the first filter. In the axial direction, the paddle is preferably just large enough to ensure reliable actuation of the first filter. Usually, the cleaning element is axially at most about 1 ⁇ 4 or about 1/5 as big as the first filter.
  • the paddle is preferably of flat design and more preferably lies in a plane which includes the longitudinal axis in a manner favorable to the flow. In a further embodiment, several paddles are provided, which can be distributed over a circumference around the longitudinal axis. In yet another embodiment, a plurality of axially offset paddles are provided.
  • the second filter and the cleaning element can be positively coupled to one another by means of engagement elements, but can be axially separated from one another.
  • mutually corresponding engagement elements can be formed on the elements.
  • the engaging elements may form a toothed coupling or be shaped in the manner of a regular polygon, for example in the form of a hexagon. Other options include a hexalobe, a spline, a slot, or a Phillips.
  • the male part of the engaging elements is preferably formed on the first filter and the female part is formed on the second filter.
  • One engagement element can be non-rotatable and axially displaceable, with an elastic element preferably being provided in order to push the engagement element axially in the direction of the other engagement element.
  • the entire cleaning element can be moved axially so that the paddle is also moved axially.
  • a male engagement element may be non-rotatably and axially slidably attached to the first filter, while a female engagement element may be rigidly attached to the second filter.
  • Torque engagement between the second filter and the cleaning member may be maintained when the filters are axially spaced apart by a predetermined amount.
  • the filters can be placed in a first position in which the filter unit is used to filter air and in a second position in which dirt is removed from the filter unit.
  • the second filter can be attached to the first filter using a bayonet lock. If the two filters are connected to each other, you can use one separately form a manageable filter unit.
  • the filters can be in the first position. To release the bayonet lock, the second filter can first be moved axially towards the first, rotated through a predetermined angle and then removed from the first filter in the opposite axial direction.
  • the filters can be in the second position. In this position, the filters can easily be axially separated and removed from one another, releasing a torque connection between the engagement elements. For example, debris loosened from one of the filters by operation of the cleaning mechanism can be easily emptied into a refuse container after the filters have been separated. The dirt can simply sink down and no longer be swirled around with the ambient air, so that the dirt can be removed hygienically.
  • the bayonet lock and the engagement elements are more preferably located at different axial ends of the filter unit.
  • the bayonet lock can be located on a radial outside of a filter material of the second filter.
  • both second filters can have a radial flange on which they can be held together by means of the bayonet lock.
  • More preferably, several bayonet locks are provided, which can be attached offset about the longitudinal axis.
  • the second filter can be closed at one axial end.
  • the closed end is preferably on the axial side to which the engaging member is attached.
  • the end can be closed by means of an element in the form of a circular disc.
  • the closed end can also be shaped like a bowl, in that an edge with a predetermined axial height adjoins the circular disk. The closed end can be easily gripped by a user.
  • the first filter may have a flange for the axial exit of cleaned air, the flange preferably being axially opposite the closed end of the second filter.
  • the user can intuitively and securely grip the first filter by the axially opposite flange. By twisting the gripped elements against each other, the cleaning element can be operated to remove dirt from one of the to release filters.
  • Each of the elements gripped by the user may not include any filter material and therefore be little or not at all soiled.
  • a mechanical drive of the cleaning element can be external to an axial outlet of the first filter, which can be located on the flange.
  • a volume flow of cleaned air from the first filter can be unaffected.
  • At least one of the filters can be cylindrical or conical. Such a filter can be easy to produce and, if necessary, easily adapted to the space conditions in which the filter unit is to be used on a vacuum cleaner.
  • the filter unit can be set up to be accommodated in a separating container.
  • the separating container can also be cylindrical or conical in shape and set up to receive dirt that has been separated from the air flowing through it.
  • an air flow entering the separating container is introduced radially outwards in a tangential direction, so that it runs along a circular path or a helix along a lateral surface of the separating container.
  • dirt in the air can be driven radially outwards, where it can be slowed down at the separating container and sink axially downwards. The air can flow radially into the second filter and from there into the first filter and leave it again in the axial direction.
  • a vacuum cleaner includes a filter unit as described herein. It is further preferred that the vacuum cleaner comprises a separating container as described, in which the filter unit can be accommodated.
  • the vacuum cleaner can in particular be cordless and more preferably comprise a universal, hand-held device (MUH: multi use handstick).
  • FIG 1 shows an exemplary vacuum cleaner 100, which is designed as an example as an MUH, in a longitudinal section.
  • the vacuum cleaner 100 includes a blower 105, which can be operated by means of electrical energy from an energy store 110, a filter unit 115 and a connection 120, which can be connected to a suction pipe or a suction nozzle (not shown), for example.
  • An air duct 125 connects the filter unit 115 to the fan 105.
  • the filter unit 115 is upstream of the fan 105; an embodiment with a downstream filter unit 115 is also possible.
  • the filter unit 115 is arranged in a separating container 130 .
  • connection 120 During operation of the vacuum cleaner, air potentially laden with dirt flows through the connection 120 into the separating container 130, where, in particular, coarser dirt can be separated from the air flow in the manner of an eddy current separator or cyclone.
  • the air enters the filter unit 115 in the radial direction and exits again in the axial direction in order to reach the fan 105 through the air duct 125 .
  • the fan 105 accelerates the flow of air and discharges it into an environment.
  • the installation position of the filter element 115 shown is not binding and the vacuum cleaner can be operated in a position other than that shown, but it is assumed below that the filter element 115 has an upper and a lower axial end, which figure 1 are clearly recognizable.
  • FIG 2 shows a filter element 115 for a vacuum cleaner 100 in a first embodiment.
  • the filter element 115 comprises a first filter 205 surrounded by a second filter 210 .
  • the filters 205, 210 are, for example, cylindrical in shape and preferably extend concentrically along a longitudinal axis 215, which can also represent a longitudinal axis 215 for the filter element 115.
  • the first filter 205 comprises a fleece or paper filter, which is preferably multi-folded, so that an effective surface area of the first filter 205 for air flowing through is enlarged.
  • the folds of the filter 205 are essentially the same size and kinks in the material preferably run parallel to the longitudinal axis 215, so that a section through the first filter 205 perpendicular to the longitudinal axis 215 shows a star-shaped figure.
  • the filter material used is preferably glued in an airtight manner in the circumferential direction.
  • a first end cap 225 is attached to the upper axial end of the first filter 205 and a second end cap 230 is attached to the lower axial end, each of which is preferably connected to the filter material in an airtight manner.
  • the upper end cap 225 is adjoined in the radial direction by a flange 235 which can carry a seal 240 in order to ensure an airtight transition to the separating container 130 .
  • a cleaning element 245 is rotatably mounted about the longitudinal axis 215 on the lower end cap 230 .
  • the cleaning element 245 comprises an axial shaft and a paddle 250 protruding in the radial direction, which extends to the filter material of the first filter 205 .
  • the shaft is mounted above the paddle 250 on the upper end cap 225.
  • a first engagement element 255 is torque-locked and axially slidably connected to the shaft of the cleaning element 245 and is pressed axially downwards by means of an elastic element 260 opposite the lower end cap 230 .
  • the torque connection can be produced, for example, by means of teeth or a polygonal profile between the shaft of the cleaning element 245 and the engagement element 255 .
  • the second filter 210 is designed as a cylindrical screen filter and comprises a closed bottom section at the bottom, on which a second engagement element 265 is attached or formed, which is set up to engage the first engagement element 255 in a torque-locking manner.
  • the elements 255, 265 can each have a polygonal profile, one of which can be pushed axially into the other.
  • a flange 270 is attached to an upper end of the second filter 210 and is adapted to abut against the flange 235 of the first filter 205 in the axial direction.
  • a bayonet fitting 275 can be used to connect the filters 205, 210 at their flanges 235, 270 may be provided.
  • the bayonet lock 275 can allow the filters 205, 210 to rotate relative to one another about the longitudinal axis 215 when the filters 205, 210 are pressed together in the axial direction against a prestressing force.
  • the filters 205, 210 In a first rotational position, the filters 205, 210 can be axially separated from one another, in a second rotational position they are held together in the axial direction.
  • a latching element can protect the filters 205, 210 against unintentionally assuming or leaving this rotational position.
  • the bayonet lock 275 can be loosened to detach the filters 205, 210 from each other.
  • a user can grip the first filter 205 with one hand on the upper end cap 225 and with the other hand on the bottom section of the second filter 210, press it together axially and twist the filters 205, 210 about the longitudinal axis 215 in relation to one another. Twisting may only be possible a predetermined amount before the filters 205, 210 can be axially disengaged from one another.
  • the elastic element 260 pushes the filters 205, 210 apart in the axial direction by a predetermined amount.
  • this amount can be approx. 8-12 mm and is preferably sufficient to disengage the bayonet catch 275 so that it is not closed when the filters 205, 210 are rotated in relation to one another.
  • the cleaning element 245 rotates within the first filter 205 and the paddle 250 sweeps over folds of the filter material pointing radially inwards.
  • a fold is deflected in the circumferential direction until the adhesion to the paddle 250 breaks off and the fold springs back.
  • an impulse is exerted on the first filter 205, which can knock dirt off the surface of the filter material.
  • the impulse can also be transmitted to the second filter 210 so that dirt can also be shaken off a surface.
  • the filter element 115 If the filter element 115 is held in such a way that the longitudinal axis 215 runs vertically, the dirt can sink in the axial direction. Shaken off from the first filter 205 Dirt can collect between filters 205 and 210. Once shaken off, the filters 205, 210 can be axially separated to discharge the debris into a waste container.
  • the filters 205 and 210 can then be reassembled to form the filter element 115 in the reverse order.
  • the filters 205, 210 are pushed together axially and, if necessary, rotated in relation to one another until the engagement elements 255 and 265 engage in one another.
  • the filters 205, 210 are further compressed against the force of the elastic element 260 until the bayonet lock 275 can engage. Further rotation and axial compression may be required to thread the bayonet catch 275 in place.
  • the filters 205, 210 are twisted against each other until the bayonet catch 275 locks them.
  • the axial compression force can be released and the filter unit 115 can be reinserted into the vacuum cleaner 100 .
  • the filter element 115 can advantageously always be cleaned when the separating container 130 is emptied.
  • Figures 3 and 4 show the filter element 115 in different operating states, each in a partial longitudinal section.
  • the bayonet lock 275 is open and the engagement elements 255, 265 are in mutual engagement, so that the cleaning element 245 can be rotated about the longitudinal axis 215 by means of the second filter 210.
  • the bayonet catch 275 is closed, so that the filter element 115 can be inserted into the vacuum cleaner 100.
  • FIG. 3 and 4 is the cleaning element 245 with more paddles 250 than in figure 1 executed.
  • a first pair of opposed paddles 250 is axially offset from a second pair of opposed paddles 250 .
  • four paddles 250 are provided, which are attached to the shaft of the cleaning element 245 at 90° intervals.
  • the paddles 250 are preferably axially substantially centrally between the end caps 225 and 230.
  • the bayonet lock 275 is presently formed by a mushroom element 305 protruding axially from the first end cap 225 and a slot 310 in the flange 270.
  • the slot 310 extends in the circumferential direction about the longitudinal axis 215 and is at one Make it wide enough to allow a head of mushroom element 305 to pass through.
  • the slot 310 is narrower from this point, so that a shank of the mushroom element 305 can be displaced in the slot 310, but the head cannot slide axially out of the slot 310.
  • a detent 315 may apply a radial force to the head of the mushroom 305 and require increased torque to engage the in figure 2 fully locked position of the filters 205, 210 as shown or to leave.
  • figure 5 shows a first filter 205 and a second filter 210 of a filter unit 115.
  • the filters 205, 210 are shown separated from one another along a longitudinal axis 215 in the manner of an exploded view.
  • the embodiment shown is compatible with the Figures 2 to 4 Compatible with the embodiments shown and can also be used on the vacuum cleaner 100 of figure 1 be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filters For Electric Vacuum Cleaners (AREA)

Abstract

Eine Filtereinheit (115) für einen Staubsauger umfasst einen ersten Filter (205) mit einer Längsachse (215); einen den ersten Filter (205) umgebenden zweiten Filter (210); und ein Reinigungselement (245), das im ersten Filter (205) um die Längsachse (215) drehbar angeordnet und dazu eingerichtet ist, am ersten Filter (205) entlangzustreichen. Dabei ist das Reinigungselement (245) drehmomentschlüssig mit dem zweiten Filter (210) gekoppelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Filtereinheit für einen Staubsauger. Insbesondere betrifft die Erfindung die Reinigung einer solchen Filtereinheit.
  • Ein Staubsauger umfasst einen Saugmund, eine Filtereinheit und ein Gebläse. Luft, die durch den Saugmund eintritt, wird in der Filtereinheit von Schmutz gereinigt und in eine Umgebung ausgestoßen. Die Filtereinheit kann einstufig oder mehrstufig aufgebaut sein. Insbesondere ein kabelloser Staubsauger, dessen Komponenten bevorzugt klein und leicht ausgelegt sind, kann hohe Anforderungen an die Effizienz der Filtereinheit stellen.
  • Die Filtereinheit umfasst üblicherweise einen Tiefenfilter, der von verunreinigter Luft durchströmt wird. Schmutz, der an einer Oberfläche des Tiefenfilters anhaftet, kann in regelmäßigen Abständen abgeklopft werden, beispielsweise wenn ein Schmutzbehälter des Staubsaugers geleert wird. Ein manuelles Abklopfen ist häufig nicht sehr effektiv und kann das Berühren einer schmutzigen Oberfläche durch einen Benutzer erfordern. Abgeklopfter Staub wird häufig nicht gezielt aufgefangen, sodass eine bereits gereinigte Umgebung erneut verschmutzt werden kann. Loser oder aufgewirbelter Staub kann problematisch für einen Allergiker sein.
  • GB 2 556 180 B schlägt vor, die Filtereinheit mit einem Mechanismus auszustatten, der einen definierten Impuls bereitstellt, um Staub aus einem Tiefenfilter abzuklopfen. Der Mechanismus umfasst ein drehbares Element, das axial zur Drehachse mit einem elastischen Element vorgespannt ist. Durch die Drehung wird das Element auf einer Helixfläche axial gegen das elastische Element ausgelenkt und an einem vorbestimmten Punkt aus der Helix ausgeklinkt, sodass es nach Art eines Hammers axial auf die Filtereinheit schlägt.
  • Allerdings erfordert der Mechanismus ein in einem axialen Luftauslass des Filters angeordnetes Griffelement für einen Benutzer. Eine Durchlässigkeit des Filterelements kann dadurch reduziert sein und während eines Saugbetriebs kann sich Schmutz am Griffelement verfangen.
  • Eine der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe eines verbesserten Filterelements für einen Staubsauger und eines verbesserten Staubsaugers. Die Erfindung löst diese Aufgaben mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
  • Eine Filtereinheit für einen Staubsauger umfasst einen ersten Filter mit einer Längsachse; einen den ersten Filter umgebenden zweiten Filter; und ein Reinigungselement, das im ersten Filter um die Längsachse drehbar angeordnet und dazu eingerichtet ist, am ersten Filter entlangzustreichen. Dabei ist das Reinigungselement drehmomentschlüssig mit dem zweiten Filter gekoppelt.
  • Durch die Bewegung des Reinigungselements in Umfangsrichtung kann der erste Filter schonend und effizient gereinigt werden. Auf einer Oberfläche angesammelter Schmutz, insbesondere Staub, kann vom ersten Filter abgestreift oder abgeklopft werden. Durch die drehmomentschlüssige Verbindung kann das Reinigungselement mittels des zweiten Filters betätigt werden. Der zweite Filter kann durch eine Bedienperson gut zu erreichen und anzufassen sein. Die Filtereinheit ist bevorzugt dazu eingerichtet sein, von außen nach innen von potenziell verschmutzter Luft durchströmt zu werden. Der zweite Filter kann dazu eingerichtet sein, gröbere Partikel als der erste Filter aus der Luft abzuscheiden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Filter als Siebfilter ausgebildet. Der erste Filter kann einen Papier- oder Vliesfilter umfassen.
  • Der erste Filter kann einen Faltenfilter umfassen, wobei das Reinigungselement dazu eingerichtet ist, in Umfangsrichtung an den Falten entlangzustreichen. Der Faltenfilter kann eine Anzahl Falten umfassen, die sich sternförmig in radialer Richtung erstrecken. Das Reinigungselement kann nacheinander an radial inneren Enden der Falten entlangstreichen. Dabei kann das Reinigungselement in radialer Richtung so bemessen sein, dass es, wenn es um die Längsachse gedreht wird, eine Falte in Umfangsrichtung erst auslenkt und dann schlagartig freigibt, sodass ein Impuls auf den ersten Filter wirkt. Staub auf einer Oberfläche des ersten Filters kann dadurch gelöst werden. Eine Drehrichtung des Reinigungselements kann beliebig sein und eine Reinigung mit alternierenden Drehrichtungen ist möglich. An axialen Enden kann der erste Filter mittels eines Elements abgeschlossen sein, das die Form eines Rings oder einer Kreisscheibe aufweisen kann.
  • Das Reinigungselement kann ein Paddel umfassen, das in einem axial mittleren Bereich des ersten Filters liegt. In axialer Richtung ist das Paddel bevorzugt gerade so groß, dass eine sichere Betätigung des ersten Filters gewährleistet ist. Üblicherweise ist das Reinigungselement axial maximal ca. ¼ oder ca. 1/5 so groß wie der erste Filter. Das Paddel ist bevorzugt flach ausgeführt und liegt weiter bevorzugt strömungsgünstig in einer Ebene, welche die Längsachse umfasst. In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Paddel vorgesehen, die auf einem Umfang um die Längsachse verteilt sein können. In noch einer weiteren Ausführungsform sind mehrere axial versetzte Paddel vorgesehen.
  • Der zweite Filter und das Reinigungselement können mittels Eingriffselementen formschlüssig miteinander gekoppelt, aber axial voneinander trennbar sein. Dazu können an den Elementen zueinander korrespondierende Eingriffselemente ausgebildet sein. Die Eingriffselemente können eine Zahnkupplung bilden oder nach Art eines regelmäßigen Polygons geformt sein, beispielsweise in Form eines Sechsecks. Weitere Möglichkeiten umfassen ein Sechsrund, einen Vielzahn, einen Schlitz oder einen Kreuzschlitz. Am ersten Filter ist bevorzugt der männliche, am zweiten Filter der weibliche Teil der Eingriffselemente ausgebildet.
  • Ein Eingriffselement kann drehfest und axial verschiebbar sein, wobei bevorzugt ein elastisches Element vorgesehen ist, um das Eingriffselement axial in Richtung des anderen Eingriffselements zu schieben. Dabei kann das komplette Reinigungselement axial verschoben werden, sodass auch das Paddel axial bewegt wird. So kann beispielsweise ein männliches Eingriffselement drehfest und axial verschiebbar am ersten Filter angebracht sein, während ein weibliches Eingriffselement starr am zweiten Filter angebracht sein kann. Der drehmomentschlüssige Eingriff zwischen dem zweiten Filter und dem Reinigungselement kann aufrechterhalten sein, wenn die Filter um einen vorbestimmten Betrag in axialer Richtung voneinander entfernt werden. So können die Filter in eine erste Stellung gebracht werden, in welcher die Filtereinheit zur Filterung von Luft eingesetzt wird, und in eine zweite Stellung, in welcher Schmutz von der Filtereinheit entfernt wird.
  • Der zweite Filter kann mittels eines Bajonettverschlusses am ersten Filter befestigt werden. Sind die beiden Filter miteinander verbunden, können sie eine separat handhabbare Filtereinheit bilden. Die Filter können sich dabei in der ersten Stellung befinden. Zum Lösen des Bajonettverschlusses kann der zweite Filter zunächst axial auf den ersten zu bewegt, um einen vorbestimmten Winkel verdreht und dann in entgegengesetzter axialer Richtung vom ersten Filter abgenommen werden.
  • Ist der Bajonettverschluss geöffnet, können sich die Filter in der zweiten Stellung befinden. In dieser Stellung können die Filter einfach in axialer Richtung getrennt und voneinander entfernt werden, wobei ein Drehmomentschluss zwischen den Eingriffselementen gelöst wird. So kann beispielsweise Schmutz, der durch Betätigung des Reinigungsmechanismus von einem der Filter gelöst wurde, nach dem Trennen der Filter leicht in einen Müllbehälter entleert werden. Der Schmutz kann dabei einfach nach unten sinken und nicht weiter mit Umgebungsluft verwirbelt werden, sodass der Schmutz hygienische beseitigt werden kann.
  • Der Bajonettverschluss und die Eingriffselemente liegen weiter bevorzugt an unterschiedlichen axialen Enden der Filtereinheit. Insbesondere kann sich der Bajonettverschluss auf einer radialen Außenseite eines Filtermaterials des zweiten Filters befinden. Dazu können beide zweite Filter einen radialen Flansch aufweisen, an dem sie mittels des Bajonettverschlusses aneinandergehalten sein können. Weiter bevorzugt sind mehrere Bajonettverschlüsse vorgesehen, die um die Längsachse versetzt angebracht sein können.
  • Der zweite Filter kann an einem axialen Ende geschlossen sein. Das geschlossene Ende liegt bevorzugt auf der axialen Seite, an der das Eingriffselement angebracht ist. Das Ende kann mittels eines Elements in Form einer Kreisscheibe verschlossen sein. Das verschlossene Ende kann auch nach Art einer Schüssel geformt sein, indem sich an die Kreisscheibe ein Rand mit einer vorbestimmten axialen Höhe anschließt. Das geschlossene Ende kann durch einen Benutzer gut gegriffen werden.
  • Der erste Filter kann einen Flansch zum axialen Austritt von gereinigter Luft aufweisen, wobei der Flansch bevorzugt dem geschlossenen Ende des zweiten Filters axial gegenüberliegt. Der Benutzer kann den ersten Filter intuitiv und sicher am axial gegenüberliegenden Flansch greifen. Durch Verdrehen der gegriffenen Elemente gegeneinander kann das Reinigungselement betätigt werden, um Schmutz von einem der Filter zu lösen.
  • Die durch den Benutzer gegriffenen Elemente können jeweils kein Filtermaterial umfassen und daher nur wenig oder gar nicht verschmutzt sein. Ein mechanischer Antrieb des Reinigungselements kann außerhalb eines axialen Auslasses des ersten Filters liegen, der sich am Flansch befinden kann. Ein Volumenstrom von gereinigter Luft aus dem ersten Filter kann unbeeinträchtigt sein.
  • Wenigstens einer der Filter kann zylindrisch oder konisch ausgeführt sein. Ein solcher Filter kann einfach herstellbar sein und bei Bedarf leicht an Platzverhältnisse angepasst werden, unter denen die Filtereinheit an einem Staubsauger eingesetzt werden soll.
  • Die Filtereinheit kann zur Aufnahme in einem Abscheidebehälter eingerichtet sein. Der Abscheidebehälter kann ebenfalls zylindrisch oder konisch geformt und zur Aufnahme von Schmutz eingerichtet sein, der aus der ihn durchströmenden Luft abgeschieden wurde. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein in den Abscheidebehälter eintretender Luftstrom radial außen in tangentialer Richtung eingebracht, sodass er an einer Mantelfläche des Abscheidebehälters entlang auf einer Kreisbahn oder einer Helix verläuft. Dabei kann nach dem Prinzip eines Zyklons Schmutz in der Luft radial nach außen getrieben werden, wo er am Abscheidebehälter abgebremst werden und axial nach unten absinken kann. Die Luft kann radial in den zweiten Filter und von dort in den ersten Filter strömen und diesen in axialer Richtung wieder verlassen.
  • Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Staubsauger eine hierin beschriebene Filtereinheit. Es ist weiter bevorzugt, dass der Staubsauger einen beschriebenen Abscheidebehälter umfasst, in welchem die Filtereinheit aufgenommen werden kann. Der Staubsauger kann insbesondere kabellos sein und weiter bevorzugt ein universelles, in der Hand gehaltenes Gerät (MUH: multi use handstick) umfassen.
  • Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:
    • Figur 1
    einen beispielhaften Staubsauger;
    Figur 2
    eine Filtereinheit für einen Staubsauger;
    Figuren 3 und 4
    eine Filtereinheit in zwei unterschiedlichen Betriebszuständen
    Figur 5
    zwei Filter einer Filtereinheit
    darstellt.
  • Figur 1 zeigt einen beispielhaften Staubsauer 100, der exemplarisch als MUH ausgeführt ist, in einem Längsschnitt. Der Staubsauger 100 umfasst ein Gebläse 105, das mittels elektrischer Energie aus einem Energiespeicher 110 betrieben werden kann, eine Filtereinheit 115 und einen Anschluss 120, der beispielsweise mit einem Saugrohr oder eine Saugdüse (nicht dargestellt) verbunden werden kann. Ein Luftkanal 125 verbindet die Filtereinheit 115 mit dem Gebläse 105. In der dargestellten Anordnung befindet sich die Filtereinheit 115 stromaufwärts des Gebläses 105; eine Ausführungsform mit einer stromabwärtigen Filtereinheit 115 ist ebenfalls möglich. Die Filtereinheit 115 ist in einem Abscheidebehälter 130 angeordnet.
  • Im Betrieb des Staubsaugers strömt potenziell mit Schmutz beladene Luft durch den Anschluss 120 in den Abscheidebehälter 130, wo insbesondere gröberer Schmutz nach Art eines Wirbelstromabscheiders oder Zyklons aus dem Luftstrom abgeschieden werden kann. Die Luft tritt in radialer Richtung in die Filtereinheit 115 ein und in axialer Richtung wieder aus, um durch den Luftkanal 125 zum Gebläse 105 zu gelangen. Das Gebläse 105 beschleunigt den Luftstrom und entlässt ihn in eine Umgebung. Die gezeigte Einbaulage des Filterelements 115 ist nicht verbindlich und der Staubsauger kann in einer anderen als der dargestellten Lage betrieben werden, jedoch wird im Folgenden davon ausgegangen, dass das Filterelement 115 ein oberes und ein unteres axiales Ende aufweist, die in Figur 1 gut erkennbar sind.
  • Figur 2 zeigt ein Filterelement 115 für einen Staubsauger 100 in einer ersten Ausführungsform. Das Filterelement 115 umfasst einen ersten Filter 205, der von einem zweiten Filter 210 umgeben ist. Die Filter 205, 210 sind beispielhaft zylindrisch geformt und erstrecken sich bevorzugt konzentrisch entlang einer Längsachse 215, die auch eine Längsachse 215 für das Filterelement 115 darstellen kann.
  • Der erste Filter 205 umfasst einen Vlies- oder Papierfilter, der bevorzugt mehrfach gefaltet ist, sodass eine effektive Oberfläche des ersten Filters 205 für durchströmende Luft vergrößert ist. Die Falten des Filters 205 sind im Wesentlichen gleich groß und Knicke im Material verlaufen weiter bevorzugt parallel zur Längsachse 215, sodass ein Schnitt durch den ersten Filter 205 senkrecht zur Längsachse 215 eine sternförmige Figur zeigt. Das verwendete Filtermaterial ist bevorzugt in Umfangsrichtung luftdicht verklebt.
  • Am oberen axialen Ende des ersten Filters 205 ist eine erste Endkappe 225 und am unteren axialen Ende eine zweite Endkappe 230 angebracht, die jeweils bevorzugt luftdicht mit dem Filtermaterial verbunden sind. An die obere Endkappe 225 schließt sich in radialer Richtung ein Flansch 235 an, der eine Dichtung 240 tragen kann, um einen luftdichten Übergang zum Abscheidebehälter 130 zu gewährleisten.
  • An der unteren Endkappe 230 ist ein Reinigungselement 245 um die Längsachse 215 drehbar gelagert. Das Reinigungselement 245 umfasst einen axialen Schaft und ein in radialer Richtung abstehendes Paddel 250, das bis zum Filtermaterial des ersten Filters 205 reicht. Optional ist der Schaft oberhalb des Paddels 250 an der oberen Endkappe 225 gelagert.
  • Ein erstes Eingriffselement 255 ist drehmomentschlüssig und axial verschiebbar mit dem Schaft des Reinigungselements 245 verbunden und wird mittels eines elastischen Elements 260 gegenüber der unteren Endkappe 230 axial nach unten gedrückt. Der Drehmomentschluss kann beispielsweise mittels einer Verzahnung oder eines polygonalen Profils zwischen dem Schaft des Reinigungselements 245 und dem Eingriffselement 255 hergestellt sein.
  • Der zweite Filter 210 ist als zylindrischer Siebfilter ausgeführt und umfasst unten einen geschlossenen Bodenabschnitt, an dem ein zweites Eingriffselement 265 angebracht oder ausgebildet ist, das dazu eingerichtet ist, drehmomentschlüssig in das erste Eingriffselement 255 einzugreifen. Dazu können die Elemente 255, 265 beispielsweise jeweils ein polygonales Profil aufweisen, von denen eines in das andere axial eingeschoben werden kann. An einem oberen Ende ist am zweiten Filter 210 ein Flansch 270 angebracht, der dazu eingerichtet ist, am Flansch 235 des ersten Filters 205 in axialer Richtung anzuliegen.
  • Ein Bajonettverschluss 275 kann zur Verbindung der Filter 205, 210 an ihren Flanschen 235, 270 vorgesehen sein. Der Bajonettverschluss 275 kann eine Drehung der Filter 205, 210 gegeneinander um die Längsachse 215 erlauben, wenn die Filter 205, 210 in axialer Richtung gegen eine Vorspannkraft zusammengepresst werden. In einer ersten Drehstellung können die Filter 205, 210 axial voneinander getrennt werden, in einer zweiten Drehstellung sind sie in axialer Richtung aneinandergehalten. Ein Rastelement kann die Filter 205, 210 gegen unbeabsichtigtes Einnehmen oder Verlassen dieser Drehstellung absichern.
  • Wird das Reinigungselement 115 nach der Verwendung des Staubsaugers 100 aus dem Abscheidebehälter 130 entnommen, so kann sich Schmutz auf Oberflächen des ersten Filters 205 und/oder des zweiten Filters 210 befinden. Um diesen Schmutz von den Oberflächen zu lösen, kann der Bajonettverschluss 275 gelöst werden, um die Filter 205, 210 voneinander zu lösen. Dazu kann ein Benutzer den ersten Filter 205 mit einer Hand an der oberen Endkappe 225 und mit einer anderen Hand am Bodenabschnitt des zweiten Filters 210 greifen, axial zusammendrücken und die Filter 205, 210 um die Längsachse 215 gegeneinander verdrehen. Die Verdrehung kann nur um einen vorbestimmten Betrag möglich sein, bevor die Filter 205, 210 axial voneinander gelöst werden können. Bei Nachlassen der axialen Kompressionskraft schiebt das elastische Element 260 die Filter 205, 210 in axialer Richtung um einen vorbestimmten Betrag auseinander. Dieser Betrag kann in der Praxis ca. 8 - 12 mm betragen und reicht bevorzugt aus, um den Bajonettverschluss 275 auszuspuren, sodass er nicht geschlossen wird, wenn die Filter 205, 210 gegeneinander verdreht werden.
  • Werden die Filter 205, 210 nun um die Längsachse 215 gegeneinander verdreht, so dreht sich das Reinigungselement 245 innerhalb des ersten Filters 205 und das Paddel 250 streicht über radial nach innen weisende Falten des Filtermaterials. Dabei wird eine Falte in Umfangsrichtung ausgelenkt, bis der Kraftschluss zum Paddel 250 abreißt und die Falte zurückfedert. Dabei wird ein Impuls auf den ersten Filter 205 ausgeübt, der Schmutz von der Oberfläche des Filtermaterials abklopfen kann. Der Impuls kann auch auf den zweiten Filter 210 übertragen werden, sodass ebenfalls Schmutz von einer Oberfläche geschüttelt werden kann.
  • Wird das Filterelement 115 dabei so gehalten, dass die Längsachse 215 vertikal verläuft, so kann der Schmutz in axialer Richtung absinken. Vom ersten Filter 205 abgeschüttelter Schmutz kann sich zwischen den Filtern 205 und 210 sammeln. Nach erfolgtem Abschütteln können die Filter 205, 210 in axialer Richtung voneinander getrennt werden, um den Schmutz in einen Abfallbehälter zu entlassen.
  • Anschließend können die Filter 205 und 210 in umgekehrter Reihenfolge wieder zum Filterelement 115 zusammengesetzt werden. Dazu werden die Filter 205, 210 axial zusammengesteckt und bei Bedarf gegeneinander verdreht, bis die Eingriffselemente 255 und 265 ineinander eingreifen. Die Filter 205, 210 werden entgegen der Kraft des elastischen Elements 260 weiter komprimiert, bis der Bajonettverschluss 275 eingreifen kann. Zum Einfädeln des Bajonettverschlusses 275 kann eine weitere Drehung und eine weitere axiale Kompression erforderlich sein. Dann werden die Filter 205, 210 gegeneinander verdreht, bis der Bajonettverschluss 275 sie verriegelt. Dann kann die axiale Kompressionskraft zurückgenommen werden und die Filtereinheit 115 kann wieder in den Staubsauger 100 eingesetzt werden. Die Reinigung des Filterelements 115 kann vorteilhaft immer dann erfolgen, wenn der Abscheidebehälter 130 entleert wird.
  • Figuren 3 und 4 zeigen das Filterelement 115 in unterschiedlichen Betriebszuständen, jeweils in einem partiellen Längsschnitt. In Figur 3 ist der Bajonettverschluss 275 geöffnet und die Eingriffselemente 255, 265 befinden sich in gegenseitigem Eingriff, sodass das Reinigungselement 245 mittels des zweiten Filters 210 um die Längsachse 215 gedreht werden kann. In Figur 4 ist der Bajonettverschluss 275 geschlossen, sodass das Filterelement 115 in den Staubsauger 100 eingesetzt werden kann.
  • In der Darstellungsform der Figuren 3 und 4 ist das Reinigungselement 245 mit mehr Paddeln 250 als in Figur 1 ausgeführt. Hier ist ein erstes Paar voneinander gegenüberliegenden Paddeln 250 gegenüber einem zweiten Paar einander gegenüberliegender Paddel 250 axial versetzt. In einer anderen Ausführungsform sind vier Paddel 250 vorgesehen, die in 90°-Abständen am Schaft des Reinigungselements 245 angebracht sind. Hierbei liegen die Paddel 250 bevorzugt axial im Wesentlichen mittig zwischen den Endkappen 225 und 230.
  • Der Bajonettverschluss 275 ist vorliegend gebildet durch ein axial von der ersten Endkappe 225 abstehendes Pilzelement 305 und ein Langloch 310 im Flansch 270. Das Langloch 310 erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Längsachse 215 und ist an einer Stelle so breit, dass ein Kopf des Pilzelements 305 hindurchgeführt werden kann. Von dieser Stelle aus ist das Langloch 310 schmaler, sodass ein Schaft des Pilzelements 305 im Langloch 310 verschoben werden kann, der Kopf aber nicht axial aus dem Langloch 310 gleiten kann.
  • Ein Rastelement 315 kann eine Kraft in radialer Richtung auf den Kopf des Pilzelements 305 bewirken und eine erhöhte Drehkraft erfordern, um die in Figur 2 dargestellte, vollständig verriegelte Stellung der Filter 205, 210 einzunehmen oder zu verlassen.
  • Figur 5 zeigt einen ersten Filter 205 und einen zweiten Filter 210 einer Filtereinheit 115. Die Filter 205, 210 sind entlang einer Längsachse 215 nach Art einer Explosionszeichnung voneinander getrennt dargestellt. Die dargestellte Ausführungsform ist mit den in Figuren 2 bis 4 gezeigten Ausführungsformen kompatibel und kann ebenfalls am Staubsauger 100 von Figur 1 eingesetzt werden.
    • Bezugszeichen
    • 100
    Staubsauger
    105
    Gebläse
    110
    Energiespeicher
    115
    Filtereinheit
    120
    Anschluss
    125
    Luftkanal
    130
    Abscheidebehälter
    205
    erster Filter
    210
    zweiter Filter
    215
    Längsachse
    225
    erste (obere) Endkappe des ersten Filters
    230
    zweite (untere) Endkappe des ersten Filters
    235
    Flansch
    240
    Dichtung
    245
    Reinigungselement
    250
    Paddel
    255
    erstes Eingriffselement (am Reinigungselement)
    260
    elastisches Element
    265
    zweites Eingriffselement (am zweiten Filter)
    270
    Flansch
    275
    Bajonettverschluss
    305
    Pilzelement
    310
    Langloch
    315
    Rastelement

Claims (11)

  1. Filtereinheit (115) für einen Staubsauger (100), wobei die Filtereinheit (115) folgendes umfasst:
    - einen ersten Filter (205) mit einer Längsachse (215);
    - einen den ersten Filter (205) umgebenden zweiten Filter (210);
    - ein Reinigungselement (245), das im ersten Filter (205) um die Längsachse (215) drehbar angeordnet und dazu eingerichtet ist, am ersten Filter (205) entlangzustreichen;
    - wobei das Reinigungselement (245) drehmomentschlüssig mit dem zweiten Filter (210) gekoppelt ist.
  2. Filtereinheit (115) nach Anspruch 1, wobei der erste Filter (205) einen Faltenfilter umfasst und das Reinigungselement (245) dazu eingerichtet ist, in Umfangsrichtung an den Falten entlangzustreichen.
  3. Filtereinheit (115) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Reinigungselement (245) ein Paddel (250) umfasst, das in einem axial mittleren Bereich des ersten Filters (205) liegt.
  4. Filtereinheit (115) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Filter (210) und das Reinigungselement (245) mittels Eingriffselementen (255, 265) formschlüssig miteinander gekoppelt, aber axial voneinander trennbar sind.
  5. Filtereinheit (115) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Filter (210) mittels eines Bajonettverschlusses (275) am ersten Filter (205) befestigt werden kann.
  6. Filtereinheit (115) nach Anspruch 4 und 5, wobei der Bajonettverschluss (275) und die Eingriffselemente (255, 265) an unterschiedlichen axialen Enden der Filtereinheit (115) liegen.
  7. Filtereinheit (115) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zweite Filter (210) an einem axialen Ende geschlossen ist.
  8. Filtereinheit (115) nach Anspruch 7, wobei der erste Filter (205) einen Flansch (225, 235) zum axialen Austritt von gereinigter Luft aufweist; und der Flansch (225, 235) dem geschlossenen Ende des zweiten Filters (210) axial gegenüberliegt.
  9. Filtereinheit (115) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens einer der Filter (205, 210) zylindrisch oder konisch ausgeführt ist.
  10. Filtereinheit (115) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Filtereinheit (115) zur Aufnahme in einem Abscheidebehälter (130) eingerichtet ist.
  11. Staubsauger (100), umfassend eine Filtereinheit (115) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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