WO2010000453A1 - Filterbeutel mit äusserem und innerem beutel zum einsatz in einem staubsauger - Google Patents

Filterbeutel mit äusserem und innerem beutel zum einsatz in einem staubsauger Download PDF

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WO2010000453A1
WO2010000453A1 PCT/EP2009/004737 EP2009004737W WO2010000453A1 WO 2010000453 A1 WO2010000453 A1 WO 2010000453A1 EP 2009004737 W EP2009004737 W EP 2009004737W WO 2010000453 A1 WO2010000453 A1 WO 2010000453A1
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WO
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grid
bag
wall
inner bag
openings
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/004737
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English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Krehan
Andrej Korobov
Uwe Schmierer
Original Assignee
Branofilter Gmbh
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Publication date
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Priority claimed from DE102008031989A external-priority patent/DE102008031989A1/de
Priority claimed from DE200910009152 external-priority patent/DE102009009152A1/de
Priority claimed from DE200910009154 external-priority patent/DE102009009154A1/de
Application filed by Branofilter Gmbh filed Critical Branofilter Gmbh
Publication of WO2010000453A1 publication Critical patent/WO2010000453A1/de

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L—DOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
    • A47L9/10—Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/14—Bags or the like; Rigid filtering receptacles; Attachment of, or closures for, bags or receptacles

Definitions

  • the invention relates to a filter bag for use in a vacuum cleaner comprising an outer bag and an inner bag disposed therein.
  • the term vacuum cleaner is understood to mean conventional vacuum cleaners, but also vacuum cleaners in a broader sense, insofar as they represent dirt and dust-sucking devices.
  • US 3,479,802 describes such a filter bag.
  • the inner bag and the outer bag are formed of identical or similar filter material.
  • the inner bag serves as a pre-filter for the first coarse separation, the outer bag is used for fine dust separation.
  • this inner bag and outer bag filter bag described in the US document does not give satisfactory results in practice because the inner bag quickly becomes clogged, thus reducing the life of the entire bag filter.
  • a multi-chamber filter bag with a first chamber and a second chamber is described.
  • the first chamber is formed as an inner bag and the second chamber as an outer bag.
  • the inner bag has one or more bypass openings through which the air flowing into the inner bag after a deflection in the inner bag is transferred to the outer bag.
  • the inner bag is used in this and in the other embodiments described in the document in each case for deflecting the air flow, wherein due to the inertia of a cyclone-like dust separation takes place. This in itself improves the characteristic and the service life of the filter bag. However, an optimum characteristic curve with a sufficiently long service life is not obtained.
  • the invention has for its object to develop a filter bag, which has an improved characteristics and increased life.
  • the inner bag is formed of grid material and having outlet openings which are formed as a continuous grid screen openings of the mesh material of the inner bag. It is essential that the air entering the inner bag enters the free interior of the outer bag via the outlet openings formed in the grid material and then exits via the wall of the outer bag formed of filter material, the air permeability of the inner bag being greater than that of the bag made of filter material outer bag. It has been found that the majority of the particles and fibers in the inner bag are retained by the grid material. Only a portion of the particles and fibers pass through the grid and in turn form a pre-filter on the filter material wall of the outer bag, without prematurely taking place an adverse compression of the fibers and particles on the pre-filter.
  • various grid materials z As mesh, fabric, knitwear, extruded tubing, extruded tubing, extruded tubular mesh or perforated or perforated material, preferably such film or foam material may be formed. It can be provided in this case that the material of the grid material as such is impermeable to air or formed as a non-filter material. The material may be formed, for example, as an air-impermeable film.
  • the film can be perforated, perforated or slotted, creating a
  • Grid structure is formed and the perforation, the perforation or the slit forms the outlet openings.
  • the air permeability of the wall of the inner bag can be over 6500 l / ms 2 according to DIN 53887. In preferred embodiments, it may be provided that the air permeability of the wall of the inner bag is at least 10 times as large as the air permeability of the wall of the outer bag. It should be noted that this air permeability of the walls is present in the unfilled initial state of the filter bag. Due to the layer of dust, sand and fibers depositing on the walls during the operating time of the filter, a pre-filter is formed, which reduces the effective air permeability of the walls.
  • the grid size of the grid-like material can be tailored to the dust.
  • Embodiments are possible in which the grid grid openings or the outlet openings of the inner bag are designed to be matched to DMT 8 test dust.
  • a determining factor in the use of grid material for the wall of the inner bag is the ratio of the grid grid area to clear surface of the grid opening.
  • This quotient is a measure that identifies the grid of the grid material. This measure is based on the grid grid openings being arranged in the grid such that a plurality of grid grid openings are arranged in groups adjacent to each other around an associated grid grid point and the grid grid point is respectively the area centroid of the grid grid associated with these grid grid openings Surface forms, wherein the grid grid surface is enclosed by the connecting lines of the centroids of the associated juxtaposed grid grid openings.
  • the parameters determining the sizes are thus the grid grid openings and the grid grid area, which are defined in the above manner.
  • FIG. 10 clearly shows such a lattice structure.
  • the grid structure is constructed in the illustrated case so that in each case four grid screen openings 10ö are arranged in groups adjacent to one another around an associated grid grid point 10p.
  • the grating surface 10f is the surface enclosed by the connecting lines of the centroids 10o of the associated four adjacent grating openings 10o.
  • the connecting lines between the centroids 10öS are each formed as a straight line.
  • the grid screen openings 10ö are each formed as diamond-shaped surfaces. They form in the grid in each case the clear surface of the outlet openings 3f of the wall of the inner bag. Due to the lattice structure, the lattice grid openings 10ö and thus the outlet openings 3f are arranged in the wall of the inner bag in the grid of the lattice structure.
  • the characteristic value that is to say the ratio value of the grid surface to the clear surface of the grid grid opening 10ö of the grid material used for the wall of the inner bag, lies in the range greater than 1 and smaller than 3.
  • the range between 1.01 and 2.5 is preferred.
  • particularly good results are obtained when the ratio is chosen in the range between 1.2 and 1.5.
  • the grid openings are so large in the designs that they are consistent for particles with a diameter of less than or equal to 9 mm.
  • the grid grid areas in the grid material are the same size. Further, embodiments are preferred in which the grid screen openings are formed in the grid material of equal size. In particularly preferred embodiments, both the grid grid surfaces are each the same size and the grid grid openings are each formed the same size.
  • grid materials are provided for use, in which differently sized and / or differently shaped grid grid surfaces are arranged in the grid material or in which differently sized and / or differently shaped grid grid openings are arranged in the grid material.
  • the grid is preferably uniform in that the size and / or shape of the grid grid areas and / or the size and / or shape of the grid grid Grating openings are formed in a periodic and / or average repetitive pattern.
  • an average ratio of the grid grid area to the clear area of the grid grid opening can then be specified by using averages for the grid grid area and the grid grid opening.
  • the size and / or the shape of the grid screen openings are made variable depending on the pressure conditions and / or the degree of filling of the inner bag and / or the outer bag.
  • this is feasible in grid materials, in which the grid material of an elastic and / or slotted material, preferably a slotted foil, is formed, wherein the slots in adjacent rows of slots can preferably be arranged offset to one another.
  • the preferably closed in the initial state closed slots to form the grid grid openings open as the outlet openings for the escape of air from the interior of the inner bag into the free interior of the outer bag.
  • the lattice grid openings then close, as far as possible, automatically again as soon as the pressurization is reduced or discontinued or the degree of filling is correspondingly reduced.
  • the slotted material is particularly simple and inexpensive to manufacture.
  • the longitudinal slots can be designed as simple longitudinal slots in the material. With the grid arrangement of the slots, a regular arrangement of preferably parallel slots is obtained.
  • the slots may be arranged in parallel rows of slots.
  • the slit material in operation under the influence of the pressure and degree of filling of the bag accordion-like in the direction transverse to the longitudinal extent of the slots be pulled apart, thereby forming enlarged slot openings.
  • the shape of the slot openings becomes substantially quadrangular, preferably kite-shaped or diamond-shaped, the two slot ends of the slot forming acute-angled corner areas and the other two opposite corner areas being rounded at an obtuse angle.
  • the accordion character due to the slit gives the slit material, which as such may be made of an inextensible material, a special elasticity. Depending on the pressure conditions and / or the degree of filling in the dust filter bag, this is accordion-like
  • the slits can thus open or close automatically under the action of the pressure and / or the degree of filling, whereby the slit material moves apart in an accordion-like manner or moves relative to one another.
  • the concertina-like movement apart of the slotted material results in the walls between the enlarging slot openings twisting to form manhole or slot-like wall areas around the slot openings.
  • air flow through the slot openings is achieved.
  • turbulences in the air may occur, which is advantageous for the filter effect and service life.
  • the slotted material from a preferably air-impermeable film or other airtight material z. B. foam material is formed, it being particularly advantageous if the material is elastic, z. B. as a rubber sheet is formed, so that the opening and closing operation described reversibly and automatically adjusts.
  • the slotted material has slotted and non-slit panels, with the slotted panels between the slotted panels.
  • the sections may be formed without slitting as over the entire wall continuous web-like fields.
  • These land-like fields can run in the X direction or in the Y direction.
  • they can also be designed as cross-shaped land-like fields in the X direction and as web-like fields in the Y direction. They can be crossed in a right-angled pattern or crossed in another pattern, e.g. B. formed in a diamond-shaped pattern crossing.
  • the volume of the inner bag is smaller than the volume of the outer bag.
  • the volume that the inner bag includes may range from 35% to 95%, preferably 60% to 90%, in particular 70% to 85% of said volume, which encloses the outer bag. This named volume corresponds to the volume of said filter bag.
  • the area of the wall of the inner bag is 5% to 30% smaller than the area of the wall of the outer bag.
  • a holding plate is provided in the region of the inlet opening and / or around the inlet opening, to which the outer bag and / or the inner bag is fastened, preferably adhesively bonded or welded.
  • the inner bag and / or the outer bag is formed of at least two walls which are interconnected in their edge region, wherein in the space between the Walls of the interior of the inner bag or the interior of the outer bag is formed.
  • the inner bag is arranged in the outer bag such that the inner bag in the region of the inlet opening and / or around the inlet opening is connected to the outer bag, and that two opposite edge regions of the inner bag to two adjacent edge regions of the outer bag adjacent and / or are arranged connected to these and the other opposing edge regions of the inner Bag are arranged at a distance from the other edge regions of the outer bag.
  • the inner bag is arranged in the outer bag such that the inner bag is connected to the outer bag only in the region of the inlet opening and in the remaining area over its entire circumference and / or over its entire outer side Distance and / or loosely to the inside of the outer bag is arranged.
  • the inner bag is in the form of a hose or stocking, which is closed at one end and at its other end open and communicating with the inlet opening is arranged.
  • the inner bag is designed in the form of a hose or stocking, which is closed at its two ends and in the region of its side wall has an opening which is arranged communicating with the inlet opening.
  • Wall portion is formed and at least a second portion of the wall of the inner bag is formed as a free wall portion which extends in the interior of the outer bag and is connected with its peripheral boundary edge tightly connected to the wall of the outer bag.
  • Bag with the outer bag is given a predetermined arrangement of the inner bag in the outer bag regardless of the degree of filling and simplifies the folding of the bag.
  • the common wall section is formed in a region of the inlet opening and / or around the inlet opening, in such a way that the inlet opening is arranged centrally or eccentrically in the common wall section.
  • Constructively particularly simple and reliable embodiments with common wall section of the inner bag with the outer bag provide that the outer bag is formed of two walls which are connected together in its edge region and one of the wall having the inlet opening; and that the inner bag is formed of two walls which are interconnected in its edge region, wherein the common wall portion is formed as the wall having the inlet opening.
  • the filter bag with common wall portion of the inner bag with the outer bag also variants are possible in which a predominant part of the wall of the outer bag and the wall of the inner bag is formed as the common wall portion and / or in which the free wall portion of the inner bag is smaller than the common wall portion of the inner and the outer bag.
  • Embodiments are provided in which at least a portion of the wall of the outer bag is materially different in construction from another portion of the outer bag wall or in which at least a portion of the inner bag wall is materially different than another portion of the inner bag ,
  • the term "materially different” means that it is can be different material types and / or different material layer structure.
  • a baffle device is provided in the interior of the filter bag, which is arranged opposite the inlet opening and / or arranged flowed through the inlet opening.
  • the baffle device may have a baffle surface which is designed as a wall section of the bag wall of the inner bag or of a planar guide element arranged clamped in the inner bag.
  • the particle-laden volume flow entering through the inlet opening impinges on the baffle surface and is reflected, it bounces off. Kinetic energy of the volume flow is thereby reduced.
  • the rebounding and thus redirected particle stream then flows through the bag wall. Due to the loss of kinetic energy of the forming dust cake is less compressed and added the downstream pre-filter and filter layer less with particles. This results in an increase in the service life of the filter bag.
  • the wall section having the baffle surface has lower air permeability than the adjoining or surrounding wall section.
  • the baffle surface having wall portion compared to the adjoining and / or surrounding wall portion has one or more additional layers of material.
  • this can be carried out so that the additional material layer or the additional layers of material are glued or welded onto the wall.
  • Baffle plate which is glued or welded with its one side on the wall and forms with its free other side, the baffle.
  • the wall section and / or the impact plate having the impact surface has one or more of the following materials, i) paper material ii) thermoplastic film material iii) nonwoven material.
  • the wall section and / or baffle plate having the impact surface has one or more of the following material layers: i) paper at 30 to 150 g / m 2 ii) thermoplastic film at 30 to 150 ⁇ iii) nonwoven fabric at 30 to 150 g / m 2 .
  • the wall section having the impact surface and / or the baffle plate has an air permeability in the range of 0 l / ms 2 to 1500 l / ms 2 at a pressure drop of 200 Pa.
  • the baffle and / or the baffle plate has round, elliptical, rectangular, square or triangular outer contour. Regardless of the surface design may be provided in principle that the impact surface and / or the baffle plate has a surface extension of 20 to 300 cm 2 .
  • the entire surface extension of the planar guide element is designed as a baffle surface.
  • Versions with flat guide element can be designed so that the planar guide element for attachment to the bag wall of the inner bag or on the holding plate has elongated and / or strip-shaped fixing elements which are integrally connected to the planar guide element and / or formed as separate elements.
  • planar guide element is designed as a polygonal surface element, for example as a three- or quadrangular surface element and at each of the vertices a fixing element, preferably designed as an elongated extension.
  • Fixing elements can be designed such that they pass over with their free ends in a frame-shaped, surrounding the planar guide element fixing element or are connected to such.
  • the planar guide element is designed as an intermediate wall of the inner bag designed as a multi-chamber bag.
  • Figure 1 is a plan view of a first embodiment of a filter bag
  • Figure 1a is a sectional view taken along line A-A in Figure 1;
  • Figure 1b is a sectional view taken along the line B-B in Figure 1;
  • Figure 2 is a plan view of a second embodiment of a filter bag
  • Figure 2a is a sectional view taken along line A-A in Figure 2;
  • Figure 2b is a sectional view taken along line B-B in Figure 2;
  • Figure 3 is a plan view of a third embodiment of a filter bag;
  • Figure 3a is a sectional view taken along line AA in Figure 3;
  • Figure 3b is a sectional view taken along the line B-B in Figure 3;
  • Figure 4 is a plan view of a fourth embodiment of a
  • Figure 4a is a sectional view taken along the line A-A in Figure 4;
  • Figure 4b is a sectional view taken along the line B-B in Figure 4;
  • Figure 5 is a plan view of a fifth embodiment of a
  • Figure 5a is a sectional view taken along the line A-A in Figure 5;
  • Figure 5b is a sectional view taken along the line B-B in Figure 5;
  • Figure 6 is a plan view of a sixth embodiment of a filter bag
  • Figure 6a is a sectional view taken along the line A-A in Figure 6;
  • Figure 6b is a sectional view taken along the line BB in Figure 6;
  • Figure 7 is a plan view of a seventh Ausu ⁇ ungsbeispiels a
  • Figure 7a is a sectional view taken along the line A-A in Figure 7;
  • Figure 7b is a sectional view taken along the line B-B in Figure 7;
  • Figure 8 is a plan view of an eighth embodiment of a
  • Figure 8a is a sectional view taken along the line A-A in Figure 8;
  • Figure 8b is a sectional view taken along the line B-B in Figure 8;
  • Figures 9a to 9h is a plan view of different embodiments of
  • Figure 10 is a schematic representation of the grid structure with the
  • Figure 11 is a plan view of a ninth embodiment of a
  • FIG. 11a shows a sectional view along the line AA in FIG. 11
  • FIG. 11b shows a sectional view along the line BB in FIG. 11
  • Figure 12 is a sectional view of a tenth embodiment of a filter bag
  • FIG. 12a shows a sectional view along the line A-A in FIG. 12
  • FIG. 12b shows a sectional view along the line B-B in FIG. 12
  • Figure 13 is a plan view of an eleventh embodiment of a
  • FIG. 13a shows a sectional view along the line A-A in FIG. 13
  • 13b shows a sectional view along the line B-B in FIG. 13
  • FIG. 13c shows a detail of the baffle device
  • Figure 14 is a plan view of a twelfth embodiment of a
  • FIG. 14a shows a detailed view of the baffle device having the planar guide element in FIG. 14
  • Figure 15 is a plan view of a thirteenth embodiment of a filter bag
  • FIG. 15 a detailed view of the planar guide element having the baffle device
  • FIG. 16 is a graph of the results of measurements of the
  • Dust filter bag and in the case of a conventional standard dust filter bag
  • 1a, 1 b is a filter bag 1 for use in a vacuum cleaner, not shown.
  • the filter bag 1 is composed of an outer bag 2, a smaller inner bag 3 and a holding plate 4.
  • the inner bag 3 is arranged in the interior of the outer bag 2.
  • the outer bag 2 is formed of air-permeable filter material, for. B. from a combination of synthetic and / or semi-synthetic nonwovens.
  • the inner bag 3 is made of grid material, which as such consists of an air-impermeable material, for. B. formed from an air-impermeable film.
  • the film is, for example, a film made of a thermoplastic material. But it may also be a sheet of foam material.
  • the film has one in Figures 1, 1a, 1b Not shown perforation, in the particular embodiment, over the entire wall of the inner filter bag 3 uniformly distributed perforation.
  • the wall of the inner bag is highly permeable to air due to this perforation, preferably over 6500 l / ms 2 according to DIN 53887.
  • the grid grid openings that is the
  • Hole diameter of the perforation is matched to DMT 8 test dust.
  • the hole diameter is in the embodiment, at 3 to 6 mm.
  • the wall thickness in this example is in the range of 0.02 to 1.2 mm, but may be up to 5 mm if the film is made of a foam material.
  • the grating index of the grating material which, as explained above, is defined as the ratio of the grating surface to the clear surface of the grating opening, is in the embodiment between 1, 2 and 1, 5.
  • another mesh material can be used, for.
  • a scrim a fabric or knitwear, each with comparable grid screen openings.
  • the intended for connection to the vacuum cleaner holding plate 4 is formed in a conventional manner. It is preferably made of cardboard or plastic. It has an inlet opening 4a, via which the air to be filtered can enter the interior of the filter bag.
  • the inner bag 3 has an inlet opening and the outer bag 2 has an inlet opening. These bag inlet openings are congruent to each other and arranged congruently to the inlet opening 4a of the holding plate 4, so that therefore all the inlet openings open into one another.
  • the bags 2 and 3 are connected together in the edge region of their inlet opening, preferably welded or glued.
  • the bags 2, 3 exclusively in this Area interconnected. In the remaining area they are not connected. They are arranged loosely to one another, in such a way that the walls are arranged on all sides at a distance from each other.
  • the two bags 2, 3 are fastened with their connection region, which is formed around their inlet openings, to the rear side of the holding plate 4, by means of welding or adhesive connection.
  • This common connection region of the bags 2, 3 encloses the inlet opening 4a of the holding plate.
  • both the outer bag 2 and the inner bag 3 have a square plan view in plan view.
  • the square outline of the inner bag 3 is smaller than the square outline of the outer bag 2.
  • the inner bag 3 is arranged in the plan view of Figure 1a so that the square edges of the inner bag 3 each spaced from the square edges of the outer bag 2 are.
  • the inlet opening 4a with the holding plate 4 is arranged in the center of this square arrangement.
  • FIGS. 1a, 1b With regard to the extension of the inner bag 3 in the z direction perpendicular to the xy plane, it can be seen in FIGS. 1a, 1b that the wall of the inner bag 3 is also arranged at a distance from the wall of the outer bag 2 in the z direction and the walls of the inner and outer bags are connected to each other only in the area around the inlet opening and at the same time connected to the back of the holding plate 4 in the edge region of the inlet opening 4a.
  • Both bags 2 and 3 are as apparent from the sectional view in Figures 1a, 1b, each formed from an upper wall portion 2o and 3o and a lower wall portion 2u and 3u, which have a substantially square outline. In each case an inlet opening is formed in the upper wall section 2o or 3o.
  • the inlet openings are aligned with each other and with the inlet opening 4a of the holding plate 4, which is arranged on the outside of the upper wall portion 2o.
  • the inner bag 3 is formed in the space between the wall sections 3o, 3u and the outer bag in the space between the wall sections 2o, 2u.
  • the filter bag 1 can be used in a conventional manner in a vacuum cleaner.
  • the filter bag is arranged in a space provided for receiving the vacuum cleaner.
  • the holding plate 4 is arranged in a Garplattenan gleich founded in the wall of the receiving space so that the inlet opening 4a of the holding plate 4 is connected to a formed in the wall connection port of a suction pipe or suction hose of the vacuum cleaner.
  • the suction pressure in the receiving space is generated by a suction fan of the vacuum cleaner, which is connected to the receiving space via a suction fan connection opening.
  • the suction fan When the suction fan is switched on, the sucked air is supplied via the suction pipe or via the suction hose of the vacuum cleaner to the filter bag 1 arranged in the receiving space. In this case, the air enters the interior of the inner bag 3 via the inlet opening 4a as the air to be filtered.
  • the wall of the inner bag is highly air-permeable due to the lattice structure with the outlet openings distributed over the wall, which are part of the lattice structure.
  • fibers and particles which are larger than the grid pattern forming the outlet openings 3f become Openings 10ö (Fig. 10) and additionally also retained smaller fibers and particles on the grid material and the already deposited thereon larger fibers and particles.
  • the air already prefiltered in this first stage enters the space through the grid lattice apertures 10 (FIG. 10) or the outlet openings formed therewith, which enters between the space
  • FIGS. 1, 1a, 1b differs from the embodiment of FIGS. 2, 2a, 2b in the shape and dimensions of the inner bag 3 relative to the outer bag 2.
  • the outer bag 2 has the same design as in the exemplary embodiment of FIGS. 1, 1 a, 1 b.
  • Only the inner bag 3 differs from the embodiment in Figures 1, 1a, 1 b in that it has a rectangular plan view in the plan view in Figure 2, wherein the edges in y-direction are the same length as the edge of the square outline of outer bag 2.
  • the running in the x-direction edges of the inner bag 3 and the outer bag 2 are in the x direction to each other and are over a seam joined together.
  • the two oppositely extending in the y-direction edges of the inner bag 3 are arranged at a distance from the edges extending in the y direction of the outer bag 2.
  • the outer bag 2 is identical to the one of the embodiment of Figure 1, namely two square wall sections 2o, 2u.
  • the inner bag 3 does not have a square floor plan, as in FIG. 1, but rather an oblong rectangular floor plan. It consists of an upper rectangular wall section 3o and a lower rectangular wall section 3u, wherein the length of the long edges corresponds to the edge length of the outer bag 2 and the length of the short edges is only about half as long as the edge length of the outer bag 2.
  • the inner bag 3 is formed as a tube which is closed at its one end by a seam and connected at its opposite open end to the inlet opening of the outer bag 2 via a welded or glued joint, said common Connecting portion at the back of the holding plate 4 is fixed so that it surrounds the inlet opening 4 a of the holding plate 4.
  • the formed from the tubular grid inner bag 3 is stretchable, that is stretched in the operating state depending on the degree of filling.
  • the grid will also be referred to as a net in the following.
  • the inner bag 3 is also formed of a mesh made of mesh material.
  • the two ends of the tube are closed and an inlet opening is formed in the axially extending wall of the tube, which is connected to the edge region of the inlet opening of the outer bag this connection region of the two bags at the back of the holding plate 4, the inlet opening 4 a of the holding plate is fixed surrounding.
  • FIGS. 5 to 8 show four further exemplary embodiments in which, in contrast to the exemplary embodiments of FIGS. 1 to 4, the outer bag 2 and the inner bag 3 have a common wall section 23g.
  • the wall of the outer bag 2 is thus composed in each case of the common wall portion 23g and a separate own outer wall portion 2se.
  • the wall of the inner bag 3 is composed of the common wall portion 23g and a separate own inner wall portion 3se, respectively.
  • the holding plate 4 with the inlet opening 4a is arranged in the illustrated embodiments in the cases shown in each case to the common wall portion 23g.
  • the separate own inner wall portion 3se each forms a free inner wall portion, which has the high air permeability described by the arranged in the grid outlet openings 3f as in the embodiments described above due to its construction of mesh material.
  • Wall section 23g formed of filter material. In the transitional edge of the free wall portion of the inner bag 3se with the common wall portion 23g of the outer and inner bags, both wall portions are glued or welded together.
  • the common wall section 23g can also be formed in two layers by forming the one layer through the outer bag wall consisting of filter material and the other layer through the inner bag wall consisting of mesh material. These two layers are in the common wall section 23g to each other. You can flat or even point or only marginally connected to each other, for example, glued or welded. It is possible that these two layers are not connected to each other on all sides. You can z. B. be open on one side and form a flat pocket.
  • the embodiment of the outer bag 2 is identical to each other in the embodiments of Figures 5 to 8 and thus identical to the embodiments of Figures 1 to 4, namely with a square floor plan consisting of an upper wall 2o and a lower wall 2u, wherein on the outside the upper wall is arranged a holding plate 4 with the inlet opening 4a in alignment with the inlet opening of the bag.
  • the holding plate 4 with the inlet opening 4a is arranged on the common wall section 23g so that the inlet opening 4a is arranged in the center of area of the wall section 23g in alignment with the inlet opening of the bag.
  • the common wall section 23g has the same square shape as the upper layer 2o of the outer bag 2, but the layout of the common wall section 23g is smaller than the upper layer 2o. It is arranged concentrically parallel edge to the floor plan of the upper layer 2o.
  • the free inner wall section 3se has a corresponding floor plan as the common wall section 23g. The outer edge of the free inner wall portion 3se is close to the outer edge of the common Wandabschitts 23g by a gluing or welding is formed in the edge region.
  • the embodiment of Figure 6 differs from that of Figure 5 in that in Figure 6, the holding plate 4 with the inlet opening 4a not in Area center of the common wall portion 23g is, but eccentric.
  • the free inner wall portion 3se is arranged corresponding eccentric to the support plate 4 and the inlet opening 4a and therefore the inner bag 3 forming portion of the bag is arranged corresponding eccentric and asymmetric in the interior of the outer bag.
  • the free interior of the outer bag 2, that is, the differential interior described in connection with Figure 1 is arranged eccentrically and asymmetrically in the interior of the outer bag 2 in the embodiment in Figure 6, in contrast to the embodiment in Figure 5.
  • FIG. 7 differs from that of FIG. 5 in that the free inner wall section 3se rests against the outer edge of the bag 1 running in the x direction and is connected to the edge on the outer edge of the bag 1 in the y direction but runs at a distance.
  • the free inner wall section 3se rests against the outer edge of the bag 1 running in the x direction and is connected to the edge on the outer edge of the bag 1 in the y direction but runs at a distance.
  • the inner bag with the free inner wall may be preferably made of a tube which is closed at its two end sides and welded or glued in this area to the opposite edges of the bag 1 extending in the x-direction.
  • the tube with the outer wall of the bag is flat or pointwise or only peripherally connected to form the common wall portion 23g.
  • the embodiment of Figure 8 differs from the embodiment of Figures 5 and 6 in that the common wall portion 23g is formed both in the lower wall 2u and in the upper wall 2o, in such a way that the common wall portion 23g from the half the upper wall 2o and more than half of the lower wall 2u is composed.
  • the free inner wall 3se connects the delimiting edges of the common wall section 23g extending in the x-direction and thus divides the bag into a larger part forming the inner bag 2 and a smaller second part forming the free inner space of the outer bag.
  • the latticed material may be a layer or a fabric.
  • the threads are glued together or otherwise firmly connected.
  • the yarns are formed as longitudinally extending warp yarns and transversely extending weft yarns which are not interconnected or otherwise firmly bonded.
  • the gratings in Figures 9a and 9c are a rectangular grid and the gratings in Figure 9b are gratings having a non-rectangular diamond or rhombus structure.
  • the grids in FIGS. 9a and 9b can preferably be configured concretely as a scrim with threads taped together.
  • the lattice structure in FIG. 9c may preferably be embodied concretely as a fabric with the thicker warp threads extending in the longitudinal direction and the thinner weft threads extending in the transverse direction.
  • the grid structure in FIG. 9d is a typical knitwear in which loops formed by means of threads are respectively looped into other loops.
  • Such knits are usually textile fabrics.
  • the grid-like structure in FIG. 9e is an air-impermeable film with a perforation uniformly distributed over the surface.
  • the film is preferably formed as a thermoplastic film.
  • the perforation can be done by punching or a thermal process, the so-called flame perforation.
  • the lattice-like structure in FIGS. 9g1 and 9g2 is a slotted foil which has slots acting as outlet openings 3f, which are arranged in a uniform grid in the same way as the perforation holes of the perforated foil in FIG. 9e.
  • the slits of the slotted foil are designed to be in a closed position (see FIG. 9g1) and a slit take open position (see Figure 9g2) by automatically open and close under the action of Druckbeauschlagung in the inner bag.
  • the lattice structure in FIG. 9h is a lattice structure with a non-constant pattern. It may be a scrim where the strands are glued or otherwise bonded together, or a fabric in which the strands are formed as longitudinal warp yarns and weft yarns running transversely.
  • the course of the threads has a rectangular basic pattern, which is superimposed by an irregular oblique pattern.
  • the grid grid openings are different sizes and different shapes. Only in the average results in an approximately repeating pattern, so that the air permeability of this grid material over the area is constant on average.
  • FIG. 11 Also in the three other embodiments of Figures 11, 12 and 13 are dust filter bag with an outer bag 2 and an inner bag 3, wherein the outer bag 2 formed from a conventional air-permeable filter material and the inner bag 3 of a highly air-permeable filter material is.
  • FIG. 11 a and 11b corresponds in its construction to the embodiment of Figures 1, 1a and 1b.
  • the embodiment in Figures 12, 12a and 12b corresponds in its construction to the embodiment of Figures 2, 2a and 2b.
  • the baffle device is formed in these two embodiments, as best seen in the sectional views of Figures 11a, 11b and 12a and 12b, as a baffle having a baffle plate 5p, which adhered or welded to the inside of the wall of the inner bag is.
  • the baffle plate is preferably formed from an air-impermeable or less air-permeable material.
  • the degree of separation of the baffle plate is preferably in the range of 60 to 100% according to DIN 44956.
  • the baffle plate may preferably be formed of thermoplastic material. It can be designed to be as flexible as the bag wall, but also somewhat stiffer or also largely rigid.
  • the baffle plate is applied to the inside of the bag wall in a position opposite the inlet opening 4a. This means that in the operating position of the dust filter bag, i. if the
  • Dust filter bag is inserted into the vacuum cleaner and the suction fan is running, the suction flow flows through the inlet opening 4a in the dust filter bag and centrally impinges on the designed as a baffle surface 5p free surface of the baffle plate. Due to the airtightness or at least low air permeability of the baffle plate of the impinging suction flow is reflected, ie it bounces off.
  • the impact surface 5p of the baffle plate is formed by the size and shape of its base surface so that the suction flow entering via the inlet opening with its entire volume flow impinges centrally on the baffle surface and is deflected.
  • the baffle 5 is not formed by a baffle plate glued or welded onto the bag wall, but in that the bag wall has no grid openings in the area of the baffle 5p.
  • the bag wall is, as shown in detail in Figure 13c, formed of a grid material, namely a slotted material, but in the area of the baffle surface 5p no slots are present.
  • the position of the baffle device in Figure 13 is the same as in the embodiments in Figures 11 and 12, namely the inlet opening 4a opposite in the wall 3u.
  • the arrangement of the slots in the wall 3u is shown in detail in FIG. 13c. It can be seen that the wall 3u is slotted differently in four fields s1, s2, s3 and s4. Fields s1 and s4 form the left and right side panels, respectively. There, the slit over the entire field height is formed uniformly at a constant rate of slitting.
  • the slit consists of juxtaposed rows of slits, in which longitudinal slots are arranged one behind the other, wherein in the respective adjacent rows of slots, the slots are offset by half a slot length to each other.
  • the fields s2 and s3 are arranged between the external fields s1 and s4. They have a slot grid, which is the same as that of the fields s1 and s4, namely juxtaposed slot rows with in juxtaposed
  • the slit grid does not extend over the entire height of the s2, s3 squares, but only in a lower and upper part of the squares, with no slit being formed in the intermediate middle part.
  • This middle unslotted part of the field is in each case formed as a complementary semicircular surface.
  • These two unslotted fields form a common unslotted field of s2 and s3 with circular contour.
  • the fields s1, s2, s3, s4 are formed as rectangular fields in the concrete exemplary embodiment shown there, which each have an unslotted edge region at their outer edge. These unslotted edge regions form a stabilization framework of the wall section 3u.
  • the wall 3o is preferably provided with the same slot grid as the wall 3u shown in FIG. 12c, but preferably with a uniform, constant slot grid over the entire surface extension of the wall 3o.
  • Perforation holes or other lattice-like structure with lattice grid can be used.
  • the grid can be distributed in the wall 3u in the same way as in Figure 13c in the fields s1, s2, s3 and s4.
  • the dust filter bag according to the embodiments of Figures 1 1 to 13 provide in use in the vacuum cleaner due to their baffle 5 special functions in terms of air flow and dust separation.
  • the operation of the dust filter bag used in the vacuum cleaner in the embodiment according to these embodiments is as follows: When the suction fan is turned on, the sucked air is supplied via the suction pipe or via the suction hose of the vacuum cleaner to the filter bag 1 arranged in the receiving space. The air enters here as the air to be filtered via the inlet opening 4a in the interior of the inner bag 3, wherein the incoming particle-laden volume flow to the Inlet opening 4a bouncing baffle surface 5p bounces. This kinetic energy is reduced.
  • the rebounding and thus deflected particle stream then flows through the bag wall 3o, 3u or 3se of the inner bag 3, wherein a part of the particles is already deposited in the inner bag 3.
  • the remaining particle flow passing through the wall 3o, 3u or 3se of the inner bag 3 further loses kinetic energy as it passes through. Due to the loss of kinetic energy of the forming dust cake is less densified (Effect 1).
  • the downstream pre-filter and filter layer is less added with particles, as they can not penetrate so deeply into the material due to the lower kinetic energy (effect 2). Both effects result in an increase in the service life of the filter bag.
  • the wall of the inner bag 3 is highly permeable to air, e.g. due to a trained in the wall
  • Grid structure with outlet openings distributed over the wall, which are part of the grid structure as grid grid openings.
  • the air passes through the outlet openings of the wall of the inner bag 3, fibers and particles which are larger than the grid openings forming the outlet openings 3f and additionally also smaller fibers and particles are retained on the grid material and the larger fibers and particles already deposited thereon .
  • the pre-filtered air thus already pre-filtered in this first stage enters the space formed between the inside of the outer bag 2 and the outside of the inner bag 3 through the grid screen openings.
  • This difference interior is in hereinafter referred to as the free interior of the outer bag 2.
  • the air then flows through the wall of the outer bag 2 formed of air-permeable filter material.
  • Embodiments of Figures 11 to 13 characterized in that the baffle device 5 is not formed as part of the bag wall of the inner bag 3, but is formed on a planar guide element 6, which is spanned in the interior of the inner bag 3 in the manner of a sail.
  • the arrangement of the inner bag 3 in the outer bag 2 corresponds to that in the embodiments of Figures 11 and 13.
  • planar guide element 6 has a rectangular, i. in the illustrated case almost square main surface 6h, of the four corners of which strip-shaped fastening elements 6f extend diagonally away from the surface 6h. This strip-shaped
  • Fasteners 6h are each formed in the illustrated case as strip-shaped extensions of the main surface 6h. They have at their free end in each case an attachment point 6p, which is attached to the inside of the wall 3o of the inner bag 3.
  • the planar guide element 6 is thus in the interior of the inner bag 3 in the operating state when the bag is inflated, so stretched in the manner of a sail.
  • the substantially square main surface 6h of the planar guide element is in this case arranged opposite the inlet opening 4a in such a way that the suction air flow entering through the inlet opening 4a impinges on the main surface 6h.
  • the main surface 6h is formed of an air-impermeable material so as to act as a baffle 5p and the impinging air flow thereto bounces.
  • the main surface 6 h thus represents a baffle 5, which has a comparable effect as the baffle 5 in the embodiments of Figures 11, 12 and 13.
  • the thirteenth embodiment shown in FIG. 15 differs from the exemplary embodiment in FIG. 14 in that the planar guide element 6, which likewise has a substantially square main surface 6h provided with a baffle device 5, has a fastening frame 6r.
  • the mounting frame 6r in the illustrated case is a substantially square frame connecting the end points of the strip-shaped projections 6f.
  • For attachment to the bag wall of the mounting frame 6r is flat on the bag wall and is fixed over the entire resting frame surface on the bag wall.
  • planar guide element may also be formed of slotted or perforated material having a structure similar to Figure 13c such that no slit or perforation is formed in a central portion of the surface extension and this surface as
  • Baffle 5p acts. Surrounding this surface, the material may be provided with a slot or perforation grid with corresponding grid openings, so that this area of the planar guide element 6 is correspondingly permeable to air.
  • FIG. 16 shows the results of measurements of the suction volume flow as a function of the filling of the dust filter bag.
  • the measurements were carried out with a conventional vacuum cleaner make, wherein the suction volume flow was measured at different degrees of filling of the dust filter bag.
  • Curve 12 shows the results of the measurement with a conventional stardust filter bag made of a three ply nonwoven material, the three ply nonwoven material comprising a ply of nonwoven web of carded, thermobonded polypropylene fibers, a layer of meltblown, and a layer of spunbonded web. As the curve of curve 12 shows, the suction volume flow decreases with increasing filling.
  • the curve 11 shows the measurement results with a dust filter bag according to the invention. However, it additionally contained an inner bag consisting of grid material, wherein the grid material according to FIG. 9b is constructed and, as shown in FIGS. 12a to 12c, the grid material additionally has a baffle surface 5 having.
  • the comparison of the curves 11 and 12 shows that by inserting an inner bag of mesh material with a baffle in a standard dust filter bag, the suction volume flow compared to a standard dust filter bag can be kept comparatively high, ie the suction volume decreases more in a standard dust filter bag depending on the filling of the bag in a dust filter bag according to the invention.

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Abstract

Beschrieben ist ein Filterbeutel zum Einsatz in einem Staubsauger bestehend aus einem äußeren Beutel (2) und einem inneren Beutel (3). Die Wandung des äußeren Beutels (2) ist aus luftdurchlässigem Filtermaterial und die Wandung des inneren Beutels (3) aus Gittermaterial ausgebildet. Das Gittermaterial weist Austrittsöffnungen (3f) auf, die als durchgehende Gitterraster-Öffnungen (10ö) des Gittermaterials ausgebildet und über die Wandung des inneren Beutels (3) verteilt derart angeordnet sind, dass die Luft aus dem Innenraum des inneren Beutels (3) ausschließlich oder zumindest überwiegend durch die Austrittsöffnungen (3f) des inneren Beutels (3) in den freien Innenraum des äußeren Beutels (2) eintritt und die Luftdurchlässigkeit der Wandung des inneren Beutels (3) größer ist als die Luftdurchlässigkeit der Wandung des äußeren Beutels (2).

Description

Filterbeutel mit äußerem und innerem Beutel zum Einsatz in einem Staubsauger
Die Erfindung betrifft einen Filterbeutel zum Einsatz in einem Staubsauger umfassend einen äußeren Beutel und einen darin angeordneten inneren Beutel. Unter dem Begriff Staubsauger werden herkömmliche Staubsauger verstanden, aber auch Staubsauger im weiteren Sinne, soweit sie schmutz- und staubsaugende Einrichtungen darstellen.
Die US 3,479,802 beschreibt einen solchen Filterbeutel. Der innere Beutel und der äußere Beutel sind aus identischem oder ähnlichem Filtermaterial ausgebildet. Der innere Beutel dient als Vorfilter zur ersten Grobabscheidung, der äußere Beutel dient zur Feinstaubabscheidung. Dieser in dem US- Dokument beschriebene Filterbeutel mit dem inneren und dem äußeren Beutel führt in der Praxis jedoch nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen, da der innere Beutel sich schnell zusetzt und damit die Standzeit des gesamten Filterbeutels reduziert wird.
In der DE 20 2006 016 303 U1 ist ein Mehrkammerfilterbeutel mit einer ersten Kammer und einer zweiten Kammer beschrieben. Bei einem der in dem Dokument beschriebenen Ausführungsbeispiele ist die erste Kammer als innerer Beutel und die zweite Kammer als äußerer Beutel ausgebildet. Der innere Beutel weist eine oder mehrere Bypassöffnungen auf, über die die in den inneren Beutel einströmende Luft nach einer Umlenkung im inneren Beutel in den äußeren Beutel übergeleitet wird. Der innere Beutel dient bei diesem und bei den anderen in dem Dokument beschriebenen Ausführungsbeispielen jeweils zur Umlenkung des Luftstroms, wobei aufgrund der Massenträgheit eine zyklonartige Staubabscheidung erfolgt. Dies verbessert an sich die Kennlinie und die Standzeit des Filterbeutels. Eine optimale Kennlinie bei ausreichend langer Standzeit wird jedoch nicht erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filterbeutel zu entwickeln, der eine verbesserte Kennlinie und erhöhte Standzeit aufweist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1. Wesentlich ist hierbei, dass der innere Beutel aus Gittermaterial ausgebildet ist und Austrittsöffnungen aufweist, die als durchgehende Gitterraster-Öffnungen des Gittermaterials des inneren Beutels ausgebildet sind. Wesentlich ist, dass die in den inneren Beutel eintretende Luft über die in dem Gittermaterial ausgebildeten Austrittsöffnungen in den freien Innenraum des äußeren Beutels eintritt und sodann über die aus Filtermaterial ausgebildete Wandung des äußeren Beutels austritt, wobei die Luftdurchlässigkeit des inneren Beutels größer ist als die des aus Filtermaterial bestehenden äußeren Beutels. Es hat sich gezeigt, dass der Hauptteil der Partikel und Fasern in dem inneren Beutel über das Gittermaterial zurückgehalten wird. Nur ein Teil der Partikel und Fasern gelangt durch das Gitter und bildet an der Filtermaterialwandung des äußeren Beutels wiederum einen Vorfilter, ohne dass vorzeitig eine nachteilige Verdichtung der Fasern und Partikel auf dem Vorfilter stattfindet.
Es können je nach Anwendungsfall verschiedene Gittermaterialien eingesetzt werden, die z. B. als Gelege, Gewebe, Maschenware, extrudiertes Schlauchnetz, extrudiertes Schlauchgeflecht, extrudiertes Schlauchgitter oder perforiertes oder gelochtes Material, vorzugsweise derartiges Folien- oder Schaumstoffmaterial, ausgebildet sein können. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass das Material des Gittermaterials als solches luftundurchlässig oder als Nichtfiltermaterial ausgebildet ist. Das Material kann beispielsweise als luftundurchlässige Folie ausgebildet sein.
Die Folie kann perforiert, gelocht oder geschlitzt sein, wodurch eine
Gitterstruktur gebildet wird und die Perforation, die Lochung bzw. die Schlitzung die Austrittsöffnungen bildet.
Mit den in dem Gittermaterial gebildeten zahlreichen und gemäß der Gitterstruktur gleichmäßig verteilten Austrittsöffnungen ergibt sich eine hohe Luftdurchlässigkeit der aus diesem Material ausgebildeten Wandung des inneren Beutels. Bei bevorzugten Ausführungen kann die Luftdurchlässigkeit der Wandung des inneren Beutels bei über 6500 l/ms2 nach DIN 53887 liegen. Bei bevorzugten Ausführungen kann vorgesehen sein, dass die Luftdurchlässigkeit der Wandung des inneren Beutels mindestens 10 mal so groß ist wie die Luftdurchlässigkeit der Wandung des äußeren Beutels. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Luftdurchlässigkeit der Wandungen im unbefüllten Anfangszustand des Filterbeutels vorliegt. Aufgrund der während der Betriebszeit des Filters sich auf den Wandungen abscheidenden Schicht aus Staub, Sand und Fasern wird ein Vorfilter gebildet, der die effektive Luftdurchlässigkeit der Wandungen herabsetzt.
Die Gittergröße des gitterartigen Materials kann auf den Staub abgestimmt ausgebildet werden. Es sind Ausführungen möglich, bei denen die Gitterraster- Öffnungen bzw. die Austrittsöffnungen des inneren Beutels auf DMT 8- Prüfstaub abgestimmt ausgelegt sind.
Eine bestimmende Einflussgröße bei dem Einsatz von Gittermaterial für die Wand des inneren Beutels bildet das Verhältnis der Gitterraster-Fläche zur lichten Fläche der Gitterraster-Öffnung. Dieser Quotient ist eine Kennzahl, die das Gitter des Gittermaterials kennzeichnet. Bei dieser Kennzahl ist zugrundegelegt, dass die Gitterraster-Öffnungen in dem Gitter so angeordnet sind, dass mehrere Gitterraster-Öffnungen jeweils gruppenweise einander angrenzend um einen zugeordneten Gitterraster-Punkt angeordnet sind und der Gitterraster-Punkt jeweils den Flächenschwerpunkt der diesen Gitterraster- Öffnungen zugeordneten Gitterraster-Fläche bildet, wobei die Gitterraster- Fläche von den Verbindungslinien der Flächenschwerpunkte der zugeordneten aneinander angeordneten Gitterraster-Öffnungen umschlossen wird. Die die Kennzahl bestimmenden Größen sind somit die Gitterraster-Öffnungen und die Gitterraster-Fläche, welche in der genannten Weise definiert sind.
Figur 10 zeigt anschaulich eine solche Gitterstruktur. Die Gitterstruktur ist in dem dargestellten Fall so aufgebaut, dass jeweils vier Gitterraster-Öffnungen 10ö gruppenweise einander angrenzend um einen zugeordneten Gitterraster- Punkt 10p angeordnet sind. Die Gitterraster-Fläche 10f ist die Fläche, die von den Verbindungslinien der Flächenschwerpunkte 10ös der einander zugeordneten vier aneinander angrenzenden Gitterraster-Öffnungen 10ö umschlossen wird. Die Verbindungslinien zwischen den Flächenschwerpunkten 10öS sind jeweils als Geraden ausgebildet. In dem dargestellten Fall sind die Gitterraster-Öffnungen 10ö jeweils als rautenförmige Flächen ausgebildet. Sie bilden in dem Gitter jeweils die lichte Fläche der Austrittsöffnungen 3f der Wand des inneren Beutels. Aufgrund der Gitterstruktur sind die Gitterraster-Öffnungen 10ö und damit die Austrittsöffnungen 3f in der Wand des inneren Beutels in dem Raster der Gitterstruktur angeordnet.
Die Kenngröße, das heißt der Verhältniswert der Gitterrasterfläche zur lichten Fläche der Gitterraster-Öffnung 10ö des für die Wand des inneren Beutels eingesetzten Gittermaterials liegt im Bereich größer als 1 und kleiner als 3. Bevorzugt ist der Bereich zwischen 1 ,01 bis 2,5, insbesondere bevorzugt der Bereich zwischen 1 ,1 bis 1 ,8. Für besonders bevorzugte Ausführungen ergeben sich besonders gute Ergebnisse, wenn der Verhältniswert im Bereich zwischen 1 ,2 und 1 ,5 gewählt wird.
Die Gitterraster-Öffnungen sind bei den Ausführungen so groß gewählt, dass sie für Partikel mit einem Durchmesser von kleiner gleich 9 mm durchgängig sind. Bei bevorzugten Ausführungen ist die Größe der Gitterraster-Öffnungen für Partikel mit Durchmesser kleiner gleich 6 mm, vorzugsweise kleiner gleich 3 mm durchgängig ausgebildet. Diese Durchgängigkeit der Gitterraster- Öffnungen für die genannten Partikelgrößen liegt vor im unbefüllten
Anfangszustand des Filterbeutels. Während der Betriebszeit scheidet sich auf dem Gittermaterial eine mehr oder weniger dichte Schicht aus Staub, Sand und Fasern ab, die als Vorfilter wirkt und aber die effektive Durchlässigkeit des Gittermaterials reduziert.
Bei bevorzugten Ausführungen sind die Gitterraster-Flächen in dem Gittermaterial gleich groß ausgebildet. Ferner sind Ausführungen bevorzugt, bei denen die Gitterraster-Öffnungen in dem Gittermaterial gleich groß ausgebildet sind. Bei besonders bevorzugten Ausführungen sind sowohl die Gitterraster- Flächen jeweils gleich groß als auch die Gitterraster-Öffnungen jeweils gleich groß ausgebildet.
Davon abweichend sind jedoch auch Gittermaterialien zum Einsatz vorgesehen, bei denen unterschiedlich große und/oder unterschiedlich geformte Gitterraster-Flächen in dem Gittermaterial angeordnet sind oder bei denen unterschiedlich große und/oder unterschiedlich geformte Gitterraster- Öffnungen in dem Gittermaterial angeordnet sind. Bei derartigen Gittermaterialien, bei denen die genannten Gitterparameter variabel sind, ist das Raster vorzugsweise dahingehend gleichmäßig, dass die Größe und/oder Form der Gitterraster-Flächen und/oder die Größe und/oder Form der Gitterraster-Öffnungen in einem periodisch und/oder im Durchschnitt sich wiederholenden Muster ausgebildet sind. Für solche Gittermaterialien kann dann ein durchschnittlicher Verhältniswert der Gitterraster-Fläche zur lichten Fläche der Gitterraster-Öffnung angegeben werden, indem für die Gitterraster- Fläche und die Gitterraster-Öffnung Mittelwerte verwendet werden.
Bei besonderen Ausführungen ist vorgesehen, dass die Größe und/oder die Form der Gitterraster-Öffnungen abhängig von den Druckbedingungen und/oder von dem Befüllungsgrad des inneren Beutels und/oder des äußeren Beutels variabel ausgebildet sind. Vorzugsweise ist dies bei Gittermaterialien realisierbar, bei denen das Gittermaterial aus einem elastischen und/oder geschlitzten Material, vorzugsweise einer geschlitzten Folie, ausgebildet ist, wobei die Schlitze in benachbarten Schlitzreihen vorzugsweise zueinander versetzt angeordnet sein können. Bei entsprechender Druckbeaufschlagung bzw. Befüllung des aus dem betreffenden geschlitzten Material bestehenden inneren Beutels, öffnen sich die im Anfangszustand vorzugsweise geschlossenen Schlitze unter Ausbildung der Gitterraster-Öffnungen als die Austritts-Öffnungen zum Austritt der Luft aus dem Innenraum des inneren Beutels in den freien Innenraum des äußeren Beutels. Die Gitterraster- Öffnungen schließen sodann, soweit möglich, wieder selbsttätig, sobald die Druckbeaufschlagung reduziert oder abgesetzt oder der Füllungsgrad entsprechend reduziert wird.
Das geschlitzte Material ist besonders einfach und kostengünstig herzustellen. Die Längsschlitze können als einfache Längsschlitze in dem Material ausgeführt sein. Mit der Rasteranordnung der Schlitze wird eine regelmäßige Anordnung von vorzugsweise parallelen Schlitzen erhalten. Die Schlitze können in parallelen Schlitzreihen angeordnet sein. Damit kann das geschlitzte Material im Betrieb unter Einfluss des Druckes und Befüllungsgrades des Beutels ziehharmonikaartig in Richtung quer zur Längserstreckung der Schlitze auseinander gezogen werden, wodurch sich vergrößerte Schlitzöffnungen bilden. Die Form der Schlitzöffnungen wird abhängig von der Anordnung der benachbarten Schlitze im wesentlichen viereckig, und zwar vorzugsweise drachen- oder rautenförmig, wobei die beiden Schlitzenden des Schlitzes spitzwinkelige Eckbereiche bilden und die beiden anderen gegenüberliegenden Eckbereiche stumpfwinkelig dabei abgerundet sind. Die Ziehharmonikaeigenschaft aufgrund der Schlitzung verleiht dem geschlitzten Material, welches als solches aus einem undehnbaren Material hergestellt sein kann, eine spezielle Elastizität. Abhängig von den Druckbedingungen und/oder dem Befüllungsgrad im Staubfilterbeutel erfolgt diese ziehharmonikaartige
Bewegung unter entsprechender Veränderung der Schlitzöffnungen im Sinne Vergrößerung oder Verkleinerung der Schlitzöffnungen, und zwar vorzugsweise reversibel. Die Schlitze können selbsttätig unter Einwirkung des Druckes und/oder des Befüllungsgrades also öffnen bzw. schließen, wobei sich dasd geschlitzte Material ziehharmonikaartig auseinander bewegt bzw. zueinander bewegt.
In Verbindung mit der Rasteranordnung der Schlitze ergibt sich bei der ziehharmonikaartigen Auseinanderbewegung des geschlitzten Materials, dass sich die Wandungen zwischen den sich vergrößernden Schlitzöffnungen verwinden unter Ausbildung von Schacht- oder schlotartigen Wandungsbereichen um die Schlitzöffnungen. Damit wird eine vorteilhafte Luftführung durch die Schlitzöffnungen erreicht. Im Bereich der Schlitzöffnungen kann es zu Verwirbelungen der Luft kommen, was für die Filterwirkung und Standzeit vorteilhaft ist.
Bei besonderen Ausführungen ist vorgesehen, dass das geschlitzte Material aus einer vorzugsweise luftundurchlässigen Folie oder einem anderen luftundurchlässigem Material z. B. Schaumstoffmaterial ausgebildet ist, wobei von besonderem Vorteil ist, wenn das Material elastisch, z. B. als Gummifolie ausgebildet ist, so dass sich der beschriebene Öffnungs- und Schließvorgang reversibel und selbsttätig einstellt.
Ein ähnlicher Effekt mit selbsttätigem Öffnen und Schließen der Austrittsöffnungen wird auch mit Gittermaterial erhalten, welches keine Schlitze, sondern lediglich offene Löcher aufweist, jedoch derart elastisch ausgebildet ist, dass bei Druckbeaufschlagung bzw. Befüllung des Beutels diese Löcher elastisch aufgeweitet werden.
Bei bevorzugten Ausführungen kann vorgesehen sein, dass das geschlitzte Material Felder mit Schlitzung und Felder ohne Schlitzung aufweist, wobei die Felder ohne Schlitzung zwischen den Feldern mit Schlitzung angeordnet sind. Es ergibt sich damit der Vorteil, dass in der Betriebstellung der innere Beutel in den Abschnitten, die ohne Schlitzung ausgebildet sind, nicht expandieren kann und in diesen Bereichen nicht an der Wandung des äußeren Beutels anliegt. Vorzugsweise können die Abschnitte ohne Schlitzung als über die gesamte Wandung durchgehende stegartige Felder ausgebildet sein. Diese stegartigen Felder können in X-Richtung oder in Y-Richtung verlaufen. Sie können aber auch kreuzend als stegartige Felder in X-Richtung und als stegartige Felder in Y-Richtung ausgebildet sein. Sie können in einem rechtwinkeligen Muster kreuzend oder aber in einem anderen Muster kreuzend, z. B. in einem rautenförmigen Muster kreuzend ausgebildet sein.
Die relativen Abmessungen des inneren und des äußeren Beutels zueinander und die Zuordnung der Beutel, das heißt die Anordnung des inneren Beutels in dem äußeren Beutel, sind ebenfalls wesentliche Einflussgrößen. Bei bevorzugten Ausführungen ist vorgesehen, dass das Volumen des inneren Beutels kleiner ist als das Volumen des äußeren Beutels. Bei besonders bevorzugten Ausführungen kann das Volumen, das der innere Beutel einschließt, im Bereich von 35 % bis 95 %, vorzugsweise 60 % bis 90 %, insbesondere 70 % bis 85 % des genannten Volumens liegen, welches der äußere Beutel einschließt. Dieses genannte Volumen entspricht dem Volumen des genannten Filterbeutels.
Bei bevorzugten Ausführungen ist vorgesehen, dass die Fläche der Wandung des inneren Beutels 5 % bis 30 % kleiner ist als die Fläche der Wandung des äußeren Beutels.
Bei bevorzugten Ausführungen der Filterbeutel ist im Bereich der Einlassöffnung und/oder um die Einlassöffnung herum eine Halteplatte vorgesehen, an der der äußere Beutel und/oder der innere Beutel befestigt ist, vorzugsweise verklebt oder verschweißt. Dadurch wird eine zuverlässige Befestigung des inneren Beutels erhalten und außerdem eine einfache und sichere Halterung des Filterbeutels im Staubsauger erreicht.
Was den Aufbau des inneren Beutels und/oder des äußeren Beutels betrifft, sind Ausführungen vorgesehen, bei denen der innere Beutel und/oder der äußere Beutel aus mindestens zwei Wandungen ausgebildet ist, die in ihrem Randbereich miteinander verbunden sind, wobei in dem Raum zwischen den Wandungen der Innenraum des inneren Beutels bzw. der Innenraum des äußeren Beutels ausgebildet ist.
Bei vorteilhaften Ausführungen ist vorgesehen, dass der innere Beutel in dem äußeren Beutel derart angeordnet ist, dass der innere Beutel im Bereich der Einlassöffnung und/oder um die Einlassöffnung herum mit dem äußeren Beutel verbunden ist, und dass zwei einander gegenüberliegende Randbereiche des inneren Beutels an zwei einander gegenüberliegenden Randbereichen des äußeren Beutels anliegend und/oder mit diesen verbunden angeordnet sind und die übrigen einander gegenüberliegenden Randbereiche des inneren Beutels mit Abstand zu den übrigen Randbereichen des äußeren Beutels angeordnet sind. Bei hierzu abgewandelten Ausführungen ist vorgesehen, dass der innere Beutel in dem äußeren Beutel derart angeordnet ist, dass der innere Beutel lediglich im Bereich der Einlassöffnung mit dem äußeren Beutel verbunden ist und im übrigen Bereich über seinen gesamten Umfang und/oder über seine gesamte Außenseite mit Abstand und/oder lose zu der Innenseite des äußeren Beutels angeordnet ist.
Besonders einfach herzustellende Ausführungen ergeben sich, wenn der innere Beutel in Form eines Schlauchs oder Strumpfs ausgebildet ist, der an seinem einen Ende geschlossen ist und an seinem anderen Ende offen und mit der Eintrittsöffnung kommunizierend angeordnet ist. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der innere Beutel in Form eines Schlauchs oder Strumpfs ausgebildet ist, der an seinen beiden Enden geschlossen ist und im Bereich seiner Seitenwandung eine Öffnung aufweist, die mit der Eintrittsöffnung kommunizierend angeordnet ist.
Bei besonderen Ausführungen des Filterbeutels ist vorgesehen, dass mindestens ein erster Abschnitt der Wand des inneren Beutels mit mindestens einem Abschnitt der Wand des äußeren Beutels als gemeinsamer
Wandabschnitt ausgebildet ist und mindestens ein zweiter Abschnitt der Wand des inneren Beutels als freier Wandabschnitt ausgebildet ist, der sich im Innenraum des äußeren Beutels erstreckt und mit seinem umlaufenden Begrenzungsrand dicht mit der Wand des äußeren Beutels verbunden ist. Bei diesen Ausführungen mit einem gemeinsamen Wandabschnitt des inneren
Beutels mit dem äußeren Beutel wird eine vorgegebene Anordnung des inneren Beutels im äußeren Beutel unabhängig vom Befüllungsgrad erhalten und die Faltung des Beutels vereinfacht. In bevorzugter Weiterbildung eines derart aufgebauten Filterbeutels mit gemeinsamen Wandabschnitt ist vorgesehen, dass der gemeinsame Wandabschnitt in einem Bereich der Einlassöffnung und/oder um die Einlassöffnung herum ausgebildet ist, und zwar derart, dass in dem gemeinsamen Wandabschnitt die Einlassöffnung zentrisch oder exzentrisch angeordnet ist.
Konstruktiv besonders einfache und zuverlässige Ausführungen mit gemeinsamen Wandabschnitt des inneren Beutels mit dem äußeren Beutel sehen vor, dass der äußere Beutel aus zwei Wandungen ausgebildet ist, die in ihrem Randbereich miteinander verbunden sind und eine der Wandung die Einlassöffnung aufweist; und dass der innere Beutel aus zwei Wandungen ausgebildet ist, die in ihrem Randbereich miteinander verbunden sind, wobei der gemeinsame Wandungsabschnitt als die Wandung ausgebildet ist, die die Einlassöffnung aufweist.
Bei den Ausführungen des Filterbeutels mit gemeinsamen Wandabschnitt des inneren Beutels mit dem äußeren Beutel sind auch Varianten möglich, bei denen ein überwiegender Teil der Wandung des äußeren Beutels und der Wandung des inneren Beutels als der gemeinsame Wandabschnitt ausgebildet ist und/oder bei denen der freie Wandabschnitt des inneren Beutels kleiner ist als der gemeinsame Wandabschnitt des inneren und des äußeren Beutels.
Es sind Ausführungen vorgesehen, bei denen mindestens ein Abschnitt der Wandung des äußeren Beutels materialmäßig anders ausgebildet ist als ein anderer Abschnitt der Wandung des äußeren Beutels oder bei denen mindestens ein Abschnitt der Wandung des inneren Beutels materialmäßig anders ausgebildet ist als ein anderer Abschnitt des inneren Beutels. Unter dem Begriff „materialmäßig anders ausgebildet" ist zu verstehen, dass es sich um unterschiedliche Materialarten und/oder um unterschiedlichen Materiallagenaufbau handeln kann.
Bei bevorzugten Ausführungen ist vorgesehen, dass im Inneren des Filterbeutels eine Pralleinrichtung vorgesehen ist, die gegenüber der Einlassöffnung angeordnet und/oder durch die Einlassöffnung hindurch angeströmt angeordnet ist. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass die Pralleinrichtung eine Prallfläche aufweist, die als Wandungsabschnitt der Beutelwandung des inneren Beutels oder eines in dem inneren Beutel aufgespannt angeordneten flächigen Leitelements ausgebildet ist. Der durch die Einlassöffnung eintretende partikelbeladene Volumenstrom trifft auf die Prallfläche auf und wird reflektiert, er prallt ab. Kinetische Energie des Volumenstroms wird dabei abgebaut. Der abprallende und dadurch umgeleitete Partikelstrom strömt danach durch die Beutelwandung. Durch den Verlust an Bewegungsenergie wird der sich bildende Staubkuchen weniger verdichtet und die nachgeschaltete Vorfilter- und Filterlage weniger mit Partikeln zugesetzt. Es resultiert eine Erhöhung der Standzeit des Filterbeutels.
Bei bevorzugten Ausführungen mit Prallfläche kann vorgesehen sein, dass der die Prallfläche aufweisende Wandungsabschnitt geringere Luftdurchlässigkeit aufweist als der daran anschließende oder umgebende Wandungsabschnitt. Bei bevorzugten Ausführungen mit Prallfläche kann auch vorgesehen sein, dass der die Prallfläche aufweisende Wandungsabschnitt aus einem anderen Material besteht und/oder eine andere Materialstruktur ausweist als der daran anschließende und/oder umgebende Wandungsabschnitt. Bei Ausführungen mit Prallfläche kann ebenfalls vorgesehen sein, dass der die Prallfläche aufweisende Wandungsabschnitt im Vergleich zu dem daran anschließenden und/oder umgebenden Wandungsabschnitt eine oder mehrere zusätzliche Materiallagen aufweist. Vorteilhafterweise kann dies so ausgeführt sein, dass die zusätzliche Materiallage bzw. die zusätzlichen Materilallagen auf die Wandung aufgeklebt oder aufgeschweißt sind.
Bei Ausführungen mit Prallfläche kann auch vorgesehen sein, dass der die Prallfläche aufweisende Wandungsabschnitt eine vorzugsweise flexible
Prallplatte aufweist, die mit ihrer einen Seite auf die Wandung aufgeklebt oder aufgeschweißt ist und mit ihrer freien anderen Seite die Prallfläche bildet.
Es kann vorgesehen sein, dass der die Prallfläche aufweisende Wandungsabschnitt und/oder die Prallplatte hinsichtlich der materialmäßigen Zusammensetzung eine oder mehrere der folgenden genannten Materialien aufweist, i) Papiermaterial ii) thermoplastisches Folienmaterial iii) Vliesstoffmaterial.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der die Prallfläche aufweisende Wandungsabschnitt und/oder Prallplatte eine oder mehrere der folgenden Materiallagen aufweist: i) Papier bei 30 bis 150g/m2 ii) thermoplastische Folie bei 30 bis 150 μ iii) Vliesstoff bei 30 bis 150 g/m2.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der die Prallfläche aufweisende Wandungsabschnitt und/oder die Prallplatte eine Luftdurchlässigkeit im Bereich von 0 l/ms2 bis 1500 l/ms2 bei Druckabfall 200 Pa aufweist. Bei bevorzugten Ausführungen mit Prallfläche ist vorgesehen, dass die Prallfläche und/oder die Prallplatte runde, elliptische, rechteckige, quadratische oder dreieckige Außenkontur aufweist. Unabhängig von der Flächengestaltung kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass die Prallfläche und/oder die Prallplatte eine Flächenerstreckung von 20 bis 300 cm2 aufweist.
Spezielle Ausführungen mit Prallfläche sehen vor, dass der die Prallfläche aufweisende Wandungsabschnitt als Material ausgebildet ist, das keine Gitterstruktur mit Gitteröffnungen aufweist oder eine Gitterstruktur mit kleineren Gitteröffnungen oder weniger Gitteröffnungen als das Material des
Wandungsabschnitts außerhalb der Prallfläche. Es kann auch vorgesehen sein, dass die gesamte Flächenerstreckung des flächigen Leitelements als Prallfläche ausgebildet ist.
Ausführungen mit flächigem Leitelement können so ausgeführt sein, dass das flächige Leitelement zur Befestigung an der Beutelwandung des inneren Beutels oder an der Halteplatte länglich und/oder streifenförmig ausgebildete Fixierungselemente aufweist, die einstückig mit dem flächigen Leitelement verbunden und/oder als separate Elemente ausgebildet sind.
Bevorzugte Ausführungen mit flächigem Leitelement können vorsehen, dass das flächige Leitelement als mehreckiges Flächenelement, z.B. als drei- oder viereckiges Flächenelement ausgebildet ist und an jedem der Eckpunkte ein Fixierungselement, vorzugsweise als länglicher Fortsatz ausgebildet ist. Fixierungselemente können derart ausgebildet sein, dass sie mit ihren freien Enden in ein rahmenförmiges, das flächige Leitelement umgebendes Fixierungselement übergehen oder mit einem solchen verbunden sind. Bei speziellen Ausführungen mit flächigem Leitelement kann vorgesehen sein, dass das flächige Leitelement als Zwischenwandung des als Mehrkammerbeutel ausgebildeten inneren Beutels ausgebildet ist.
Im folgenden werden diverse Ausführungsbeispiele anhand von Figuren erläutert.
Dabei zeigt
Figur 1 eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Filterbeutels;
Figur 1a eine Schnittansicht entlang Linie A-A in Figur 1 ;
Figur 1b eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 1 ;
Figur 2 eine Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Filterbeutels;
Figur 2a eine Schnittansicht entlang Linie A-A in Figur 2;
Figur 2b eine Schnittansicht entlang Linie B-B in Figur 2;
Figur 3 eine Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Filterbeutels; Figur 3a eine Schnittansicht entlang Linie A-A in Figur 3;
Figur 3b eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 3;
Figur 4 eine Draufsicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines
Filterbeutels;
Figur 4a eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 4;
Figur 4b eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 4;
Figur 5 eine Draufsicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines
Filterbeutels;
Figur 5a eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 5;
Figur 5b eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 5;
Figur 6 eine Draufsicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines Filterbeutels;
Figur 6a eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 6;
Figur 6b eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 6; Figur 7 eine Draufsicht eines siebten Ausfühπungsbeispiels eines
Filterbeutels;
Figur 7a Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 7;
Figur 7b Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 7;
Figur 8 eine Draufsicht eines achten Ausführungsbeispiels eines
Filterbeutels;
Figur 8a Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 8;
Figur 8b Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 8;
Figuren 9a bis 9h eine Draufsicht auf unterschiedliche Ausführungen des
Gittermaterials des inneren Beutels.
Figur 10 schematische Darstellung der Gitterstruktur mit den die
Gitterkennzahl bestimmenden Größen
Figur 11 eine Draufsicht eines neunten Ausführungsbeispiels eines
Filterbeutels
Figur 11a Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 11 Figur 11b Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 11
Figur 12 eine Schnittansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels eines Filterbeutels
Figur 12a Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 12
Figur 12b Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 12
Figur 13 eine Draufsicht eines elften Ausführungsbeispiels eines
Filterbeutels
Figur 13a Schnittansicht entlang der Linie A-A in Figur 13
Figur 13b Schnittansicht entlang der Linie B-B in Figur 13
Figur 13c Detailansicht des die Pralleinrichtung aufweisenden
Wandabschnitts des inneren Beutels in Figur 13
Figur 14 eine Draufsicht eines zwölften Ausführungsbeispiels eines
Filterbeutels
Figur 14a Detailansicht des die Pralleinrichtung aufweisenden flächigen Leitelements in Figur 14 Figur 15 eine Draufsicht eines dreizehnten Ausführungsbeispiels eines Filterbeutels
Figur 15a Detailansicht des die Pralleinrichtung aufweisenden flächigen Leitelements
Figur 16 ein Schaubild der Ergebnisse von Messungen des
Saugvolumenstroms in Abhängigkeit von der Befüllung des Staubfilterbeutels für den Fall eines erfindungsgemäßen
Staubfilterbeutels und für den Fall eines herkömmlichen Standardstaubfilterbeutel
Bei dem in den Figuren 1 , 1a, 1 b dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Filterbeutel 1 zum Einsatz in einem nicht dargestellten Staubsauger.
Der Filterbeutel 1 setzt sich zusammen aus einem äußeren Beutel 2, einem kleineren inneren Beutel 3 und einer Halteplatte 4. Dabei ist der innere Beutel 3 in dem Innenraum des äußeren Beutels 2 angeordnet.
Der äußere Beutel 2 ist aus luftdurchlässigem Filtermaterial ausgebildet, z. B. aus einer Materialkombination von synthetischen und / oder halbsynthetischen Vliesstoffen. Der innere Beutel 3 ist aus Gittermaterial, welches als solches aus einem luftundurchlässigem Material besteht, z. B. aus einer luftundurchlässigen Folie ausgebildet. Bei der Folie handelt es sich beispielsweise um eine Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff. Es kann sich aber auch um eine Folie aus Schaumstoffmaterial handeln. Die Folie weist eine in den Figuren 1 , 1a, 1b nicht dargestellte Perforation auf, und zwar bei dem speziellen Ausführungsbeispiel eine über die gesamte Wandung des inneren Filterbeutels 3 gleichmäßig verteilte Perforation. Die Wandung des inneren Beutels ist aufgrund dieser Perforation hochluftdurchlässig, und zwar vorzugsweise über 6500 l/ms2 nach DIN 53887. Die Gitterraster-Öffnungen, das heißt der
Lochdurchmesser der Perforation ist auf DMT 8-Prüfstaub abgestimmt. Der Lochdurchmesser liegt bei dem Ausführungsbeispiel, bei 3 bis 6 mm. Die Wanddicke liegt bei diesem Beispiel im Bereich zwischen 0,02 bis 1 ,2 mm, kann aber im Falle, dass die Folie aus einem Schaumstoffmaterial besteht, bis zu 5 mm betragen. Die Gitterkennzahl des Gittermaterials, welches, wie vorangehend erläutert, definiert ist als das Verhältnis der Gitterraster-Fläche zur lichten Fläche der Gitterraster-Öffnung, liegt bei dem Ausführungsbeispiel zwischen 1 ,2 und 1 ,5.
Anstelle der Folie mit Perforation kann auch ein anderes Gittermaterial eingesetzt werden, z. B. ein Gelege, ein Gewebe oder eine Maschenware, jeweils mit vergleichbaren Gitterraster-Öffnungen.
Die für den Anschluss an den Staubsauger vorgesehene Halteplatte 4 ist in herkömmlicher Weise ausgebildet. Sie besteht vorzugsweise aus Pappe oder Kunststoff. Sie weist eine Einlassöffnung 4a auf, über die die zu filternde Luft in das Innere des Filterbeutels eintreten kann. Der innere Beutel 3 weist eine Einlassöffnung und der äußere Beutel 2 weist eine Einlassöffnung auf. Diese Beuteleinlassöffnungen sind deckungsgleich zueinander und deckungsgleich zur Einlassöffnung 4a der Halteplatte 4 angeordnet, so dass also sämtliche Einlassöffnungen ineinander münden.
Die Beutel 2 und 3 sind in dem Randbereich ihrer Einlassöffnung miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt oder verklebt. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Beutel 2, 3 ausschließlich in diesem Bereich miteinander verbunden. Im übrigen Bereich sind sie nicht miteinander verbunden. Sie sind lose zueinander angeordnet, und zwar so, dass die Wandungen allseitig mit Abstand zueinander angeordnet sind.
Die beiden Beutel 2, 3 sind mit ihrem Verbindungsbereich, der um ihre Einlassöffnungen herum ausgebildet ist, an der Rückseite der Halteplatte 4 befestigt, und zwar über Schweiß- oder Klebeverbindung. Dieser gemeinsame Verbindungsbereich der Beutel 2, 3 umschließt dabei die Einlassöffnung 4a der Halteplatte.
Was die Grundrisserstreckung der Beutel in x-y-Ebene betrifft, ist in den Figuren 1a, 1 b erkennbar, dass sowohl der äußere Beutel 2 als auch der innere Beutel 3 in der Draufsicht quadratischen Grundriss aufweist. Der quadratische Grundriss des inneren Beutels 3 ist kleiner als der quadratische Grundriss des äußeren Beutels 2. Der innere Beutel 3 ist in der Grundrissdarstellung der Figur 1a so angeordnet, dass die Quadratkanten des inneren Beutels 3 jeweils mit Abstand zu den Quadratkanten des äußeren Beutels 2 angeordnet sind. Die Einlassöffnung 4a mit der Halteplatte 4 ist im Zentrum dieser quadratischen Anordnung angeordnet.
Was die Erstreckung des inneren Beutels 3 in z-Richtung senkrecht zur x-y- Ebene betrifft, ist in den Figuren 1a, 1 b erkennbar, dass in z-Richtung die Wandung des inneren Beutels 3 ebenfalls mit Abstand zur Wandung des äußeren Beutels 2 angeordnet ist und die Wandungen des inneren und des äußeren Beutels ausschließlich im Bereich um die Einlassöffnung miteinander verbunden und gleichzeitig mit der Rückseite der Halteplatte 4 im Randbereich der Einlassöffnung 4a verbunden sind. Beide Beutel 2 und 3 sind wie aus der Schnittdarstellung in den Figuren 1a, 1 b hervorgeht, jeweils aus einem oberen Wandabschnitt 2o bzw. 3o und einem unteren Wandabschnitt 2u bzw. 3u gebildet, die im wesentlichen quadratischen Grundriss haben. In dem oberen Wandabschnitt 2o bzw. 3o ist jeweils eine Einlassöffnung ausgebildet. Die Einlassöffnungen fluchten miteinander und mit der Einlassöffnung 4a der Halteplatte 4, die an der Außenseite des oberen Wandabschnitts 2o angeordnet ist. Der innere Beutel 3 ist im Raum zwischen den Wandabschnitten 3o, 3u und der äußere Beutel im Raum zwischen den Wandabschnitten 2o, 2u ausgebildet.
Der Filterbeutel 1 ist in herkömmlicher Weise in einem Staubsauger einsetzbar. Dabei wird der Filterbeutel in einem hierfür vorgesehenen Aufnahmeraum des Staubsaugers angeordnet. Die Halteplatte 4 ist dabei in einer Halteplattenanschlusseinrichtung in der Wandung des Aufnahmeraums so angeordnet, dass die Einlassöffnung 4a der Halteplatte 4 an einer in der Wandung ausgebildeten Anschlussöffnung eines Saugrohrs oder Saugschlauchs des Staubsaugers angeschlossen ist. Der Saugdruck in dem Aufnahmeraum wird durch ein Sauggebläse des Staubsaugers erzeugt, welches mit dem Aufnahmeraum über eine Sauggebläse-Anschlussöffnung verbunden ist.
Bei eingeschaltetem Sauggebläse wird die angesaugte Luft über das Saugrohr bzw. über den Saugschlauch des Staubsaugers dem in dem Aufnahmeraum angeordneten Filterbeutel 1 zugeführt. Die Luft tritt hierbei als die zu filternde Luft über die Einlassöffnung 4a in den Innenraum des inneren Beutels 3 ein. Wie oben beschrieben ist die Wandung des inneren Beutels aufgrund der Gitterstruktur mit den über die Wandung verteilten Austrittsöffnungen, die Teil der Gitterstruktur sind, hochluftdurchlässig. Beim Durchtritt der Luft durch die Austrittsöffnungen der Wandung des inneren Beutels 3 werden Fasern und Partikel, die größer sind als die die Austrittsöffnungen 3f bildenden Gitterraster- Öffnungen 10ö (Fig. 10) sowie zusätzlich auch kleinere Fasern und Partikel an dem Gittermaterial und den bereits darauf abgeschiedenen größeren Fasern und Partikeln zurückgehalten. Die somit in dieser ersten Stufe bereits vorgefilterte Luft tritt durch die Gitterraster-Öffnungen 10 ö (Fig. 10) bzw. die damit gebildeten Austrittsöffnungen in den Raum ein, der zwischen der
Innenseite des äußeren Beutels 2 und der Außenseite des inneren Beutels 3 ausgebildet ist. Dieser Differenz-Innenraum ist als freier Innenraum des äußeren Beutels 2 bezeichnet. Die Luft durchströmt sodann die aus luftdurchlässigem Filtermaterial ausgebildete Wandung des äußeren Beutels 2. Damit wird die bereits vorgefilterte Luft von weiterem Staub, vorzugsweise vom Feinstaub gereinigt, indem an der Vorfilterschicht der Wand des äußeren Beutels 2, welche relativ große Poren aufweist, die größeren Fasern und Partikel zurückgehalten werden und an der nachfolgenden Feinfilterschicht der Beutelwand die kleineren Fasern und Partikel abgeschieden werden.
Die diversen Ausführungsbeispiele in den Figuren unterscheiden sich wie folgt:
Das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Figuren 1 , 1a, 1b unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2, 2a, 2b in der Form und in den Abmessungen des inneren Beutels 3 relativ zum äußeren Beutel 2.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in Figur 2a, 2b erkennbar, dass der äußere Beutel 2 identisch ausgebildet wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 , 1a, 1b. Lediglich der innere Beutel 3 unterscheidet sich gegenüber dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 , 1a, 1 b dahingehend, dass er in der Draufsicht in Figur 2 einen rechteckigen Grundriss aufweist, wobei die Kanten in y-Richtung gleichlang sind wie die Kante des quadratischen Grundrisses des äußeren Beutels 2. Die in x-Richtung verlaufenden Kanten des inneren Beutels 3 und des äußeren Beutels 2 liegen in x-Richtung aneinander an und sind über eine Naht miteinander verbunden. Die beiden einander gegenüberliegenden in y-Richtung verlaufenden Kanten des inneren Beutels 3 sind mit Abstand zu den in y-Richtung verlaufenden Kanten des äußeren Beutels 2 angeordnet.
Was den Aufbau des inneren und des äußeren Beutels betrifft, ist der äußere Beutel 2 identisch wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 ausgebildet, nämlich aus zwei im Grundriss quadratischen Wandabschnitten 2o, 2u. Der innere Beutel 3 weist jedoch nicht wie in Figur 1 quadratischen Grundriss, sondern einen länglich rechteckigen Grundriss auf. Er besteht aus einem oberen rechteckigen Wandabschnitt 3o und einem unteren rechteckigen Wandabschnitt 3u, wobei die Länge der lange Kanten der Kantenlänge des äußeren Beutels 2 entspricht und die Länge der kurzen Kanten nur ungefähr halb so lang wie die Kantenlänge des äußeren Beutels 2 ist.
Bei den Ausführungsbeispiel in Figur 3 ist der innere Beutel 3 als Schlauch ausgebildet, der an seinem einen Ende über eine Naht verschlossen ist und an seinem gegenüberliegenden offenen Ende mit der Einlassöffnung des äußeren Beutels 2 über eine Schweiß- oder Klebverbindung verbunden ist, wobei dieser gemeinsame Verbindungsbereich an der Rückseite der Halteplatte 4 so befestigt ist, dass er die Einlassöffnung 4a der Halteplatte 4 umschließt. Der aus dem schlauchförmigen Gitter gebildete innere Beutel 3 ist dehnbar, das heißt im Betriebszustand abhängig vom Füllungsgrad gedehnt. Das Gitter wird im folgenden auch als Netz bezeichnet.
In Figur 4 ist der innere Beutel 3 ebenfalls aus einem aus Netzmaterial bestehenden Schlauch ausgebildet. In diesem Falle sind die beiden Enden des Schlauchs, wie Figur 4a zeigt, geschlossen und in der axial sich erstreckenden Wandung des Schlauchs ist eine Einlassöffnung ausgebildet, die mit dem Randbereich der Einlassöffnung des äußeren Beutels verbunden ist, wobei dieser Verbindungsbereich der beiden Beutel an der Rückseite der Halteplatte 4 die Einlassöffnung 4a der Halteplatte umgebend befestigt ist.
In den Figuren 5 bis 8 sind vier weitere Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4 der äußere Beutel 2 und der innere Beutel 3 einen gemeinsamen Wandabschnitt 23g aufweisen. Die Wand des äußeren Beutels 2 setzt sich somit jeweils aus dem gemeinsamen Wandabschnitt 23g und einem gesonderten eigenen Außenwandabschnitt 2se zusammen. Entsprechend setzt sich die Wand des inneren Beutels 3 jeweils aus dem gemeinsamen Wandabschnitt 23g und einem gesonderten eigenen Innenwandabschnitt 3se zusammen. Die Halteplatte 4 mit der Einlassöffnung 4a ist bei den genannten Ausführungsbeispielen in den dargestellten Fällen jeweils an den gemeinsamen Wandabschnitt 23g angeordnet.
Der gesonderte eigene Innenwandabschnitt 3se bildet jeweils einen freien Innenwandabschnitt, der wie bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen aufgrund seiner Ausbildung aus Gittermaterial die beschriebene hohe Luftdurchlässigkeit durch die im Raster angeordneten Auslassöffnungen 3f aufweist. Demgegenüber ist der gemeinsame
Wandabschnitt 23g aus Filtermaterial ausgebildet. Im Übergangsrand des freien Wandabschnitts des Innenbeutels 3se mit dem gemeinsamen Wandabschnitt 23g des äußeren und inneren Beutels, sind beide Wandabschnitte miteinander verklebt oder verschweißt. Alternativ hierzu kann der gemeinsame Wandabschnitt 23g auch zweilagig ausgebildet werden, indem die eine Lage durch die aus Filtermaterial bestehende Außenbeutel-Wand und die andere Lage durch die aus Gittermaterial bestehende Innenbeutel-Wand gebildet wird. Diese beiden Lagen liegen in dem gemeinsamen Wandabschnitt 23g aufeinander. Sie können flächig oder auch nur punkt- oder nur randseitig miteinander verbunden, beispielsweise verklebt oder verschweißt sein. Es ist möglich, dass diese beiden Lagen nicht allseitig miteinander verbunden sind. Sie können z. B. an einer Seite offen sein und eine flache Tasche bilden.
Die Ausgestaltung des äußeren Beutels 2 ist bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 5 bis 8 untereinander gleich und damit identisch wie bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 4, nämlich mit quadratischem Grundriss bestehend aus einer oberen Wandung 2o und einer unteren Wandung 2u, wobei auf der Außenseite der oberen Wandung eine Halteplatte 4 mit der Einlassöffnung 4a fluchtend mit der Einlassöffnung des Beutels angeordnet ist.
Nun zu den konkreten Unterschieden der Ausführungsbeispiele der Figuren 5 bis 8:
In Figur 5 ist die Halteplatte 4 mit der Einlassöffnung 4a an dem gemeinsamen Wandabschnitt 23g so angeordnet, dass die Einlassöffnung 4a im Flächenmittelpunkt des Wandabschnitts 23g fluchtend mit der Einlassöffnung des Beutels angeordnet ist. Der gemeinsame Wandabschnitt 23g weist gleich wie die obere Lage 2o des Außenbeutels 2 quadratischen Grundriss auf, der Grundriss des gemeinsamen Wandabschnitts 23g ist jedoch kleiner als die obere Lage 2o. Er ist konzentrisch parallelrandig zum Grundriss der oberen Lage 2o angeordnet. Der freie Innenwandabschnitt 3se weist einen entsprechenden Grundriss wie der gemeinsame Wandabschnitt 23g auf. Der äußere Rand des freien Innenwandabschnitts 3se liegt an dem äußeren Rand des gemeinsamen Wandabschitts 23g dicht an, indem in dem Randbereich eine Verklebung oder Verschweißung ausgebildet ist.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 6 unterscheidet sich von dem der Figur 5 darin, dass in Figur 6 die Halteplatte 4 mit der Einlassöffnung 4a nicht im Flächenmittelpunkt des gemeinsamen Wandabschnitts 23g liegt, sondern exzentrisch. Bei im übrigen gleicher Anordnung ergibt sich damit, dass der freie Innenwandabschnitt 3se entsprechend exzentrisch zur Halteplatte 4 bzw. zur Einlassöffnung 4a angeordnet ist und demzufolge der den inneren Beutel 3 bildende Abschnitt des Beutels entsprechend exzentrisch und asymmetrisch in dem Innenraum des äußeren Beutels angeordnet ist. Der freie Innenraum des äußeren Beutels 2, das heißt der in Verbindung mit Figur 1 beschriebene Differenz-Innenraum, ist bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 6 im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel in Figur 5 exzentrisch und unsymmetrisch im Innenraum des äußeren Beutels 2 angeordnet.
Das Ausführungsbeispiel der Figur 7 unterscheidet sich von dem der Figur 5 darin, dass der freie Innenwandabschnitt 3se randseitig an dem in x-Richtung verlaufenden Außenrand des Beutels 1 anliegt und mit diesem randseitig verbunden ist, zu dem in y-Richtung verlaufenden Außenrand des Beutels 1 jedoch mit Abstand verläuft. Insoweit besteht von der geometrischen Anordnung eine Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 2, wobei jedoch in Figur 7 in einem in y-Richtung sich erstreckenden mittleren Streifen der Halteplatte 4 mit der die Einlassöffnung 4a aufweisenden oberen Lage der gemeinsame Wandabschnitt 23g ausgebildet ist. Bei dem
Ausführungsbeispiel in Figur 7 kann der innere Beutel mit der freien Innenwand bevorzugt aus einem Schlauch hergestellt sein, der an seinen beiden Stirnseiten geschlossen ist und in diesem Bereich an den in x-Richtung verlaufenden gegenüberliegenden Rändern des Beutels 1 verschweißt oder verklebt ist. In dem axialen Abschnitt des Schlauchs, in dem die Einlassöffnung ausgebildet ist, ist der Schlauch mit der Außenwand des Beutels flächig oder punktweise oder auch lediglich randseitig verbunden unter Ausbildung des gemeinsamen Wandabschnitts 23g. Das Ausführungsbeispiel der Figur 8 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der Figuren 5 und 6 darin, dass der gemeinsame Wandabschnitt 23g sowohl in der unteren Wand 2u als auch in der oberen Wand 2o ausgebildet ist, und zwar derart, dass der gemeinsame Wandabschnitt 23g aus der Hälfte der oberen Wand 2o und mehr als der Hälfte aus der unteren Wand 2u zusammengesetzt ist. Die freie Innenwand 3se verbindet die in x-Richtung verlaufenden Begrenzungsränder des gemeinsamen Wandabschnitts 23g und unterteilt den Beutel damit in einen den inneren Beutel 2 bildenden größeren Teil und einen den freien Innenraum des Außenbeutels bildenden kleineren zweiten Teil.
In Figur 9 sind verschiedene gitterartige Materialien dargestellt, aus denen die Wandung des inneren Beutels 3 ausgebildet sein kann. Die Austrittsöffnungen sind in den Figuren mit dem Bezugszeichen 3f gekennzeichnet.
Bei den Figuren 9a, 9b und 9c kann es sich bei dem gitterartigen Material um ein Gelege oder um ein Gewebe handeln.
Im Falle des Geleges sind die Fäden miteinander verklebt oder anderweitig fest verbunden. Im Falle des Gewebes sind die Fäden als in Längsrichtung verlaufende Kettfäden und in Querrichtung verlaufende Schussfäden ausgebildet, die nicht miteinander verbunden oder anderweitig fest verbunden sind.
Was die Winkelstruktur betrifft, handelt es sich bei den Gittern in den Figuren 9a und 9c um ein rechtwinkliges Gitter und bei den Gittern in Figur 9b um ein nicht-rechtwinkliges Diamant- oder Rombusstruktur aufweisendes Gitter. Die Gitter in Figur 9a und 9b können vorzugsweise konkret als Gelege mit miteinander verklebten Fäden ausgebildet sein. Die Gitterstruktur in Figur 9c kann vorzugsweise konkret als Gewebe mit den in Längsrichung verlaufenden stärkeren Kettfäden und den in Querrichtung verlaufenden dünneren Schussfäden ausgebildet sein.
Bei der Gitterstruktur in Figur 9d handelt es sich um eine typische Maschenware, bei der mittels Fäden gebildete Schleifen jeweils in andere Schleifen hineingeschlungen sind. Bei derartigen Maschenwaren handelt es sich üblicherweise um textile Flächengebilde.
Bei der gitterartigen Struktur in Figur 9e handelt es sich um eine luftundurchlässige Folie mit einer über die Fläche gleichmäßig verteilten Perforation. Die Folie ist vorzugsweise als thermoplastische Folie ausgebildet. Die Perforation kann über Ausstanzen oder über ein thermisches Verfahren, die sogenannte Flammperforation erfolgen.
Bei der gitterartigen Struktur in Figur 9f handelt es sich um extrudierte Schlauchnetze, Schlauchgeflechte oder Schlauchgitter, die endlos aus Thermoplasten hergestellt sind. In dem in Figur 9f dargestellten Fall handelt es sich um eine rombusartige Gitterstruktur wie bei den Geweben und Gelegen sind jedoch auch rechtwinklige Gitterstrukturen möglich.
Bei der gitterartigen Struktur in den Figuren 9g1 und 9g2 handelt es sich um eine geschlitzte Folie, welche als Auslassöffnungen 3f fungierende Schlitze aufweist, die entsprechend wie die Perforationslöcher der gelochten Folie in Figur 9e in einem gleichmäßigen Raster angeordnet sind. Die Schlitze der geschlitzten Folie sind, wie aus den Figuren 9g1 und 9g2 ersichtlich, so ausgebildet, dass sie eine geschlossene Stellung (siehe Figur 9g1) und eine geöffnete Stellung (siehe Figur 9g2) einnehmen, indem sie selbsttätig öffnen und schließen unter Einwirkung der Druckbeauschlagung im inneren Beutel. Aufgrund der Rasteranordnung der Schlitze in Figur 9g1 , wobei in jeweils benachbarten Schlitzreihen die Schlitze zueinander versetzt angeordnet sind, entsteht bei der Druckbeaufschlagung, wie in Figur 9g2 gezeigt, eine rombusartige Struktur, bei denen die Schlitze als rautenförmige Gitterrasteröffnungen geöffnet sind. Wenn die Druckbeaufschlagung, wie in Figur 9g2, nichtmehr vorhanden ist, schließen die Öffnungen zu Schlitzen unter Ausbildung der Schlitzrasterstruktur in Figur 9g1.
Bei der Gitterstruktur in Figur 9h handelt es sich um eine Gitterstruktur mit nichtkonstanten Muster. Es kann sich um ein Gelege handeln, bei dem die Fäden miteinander verklebt oder anderweitig fest verbunden sind, oder um ein Gewebe, bei dem die Fäden als in Längsrichtung verlaufende Kettfäden und in Querrichtung verlaufende Schussfäden ausgebildet sind. Der Verlauf der Fäden weist ein rechtwinkliges Grundmuster auf, das von einem irregulären schiefwinkligen Muster überlagert ist. Die Gitterrasteröffnungen sind unterschiedlich groß und unterschiedlich geformt. Lediglich im Durchschitt ergibt sich ein sich in etwa wiederholendes Muster, so dass die Luftdurchlässigkeit dieses Gittermaterials über die Fläche im Durchschnitt konstant ist.
Auch bei den drei weiteren Ausführungsbeispielen der Figuren 11 , 12 und 13 handelt es sich um Staubfilterbeutel mit einem äußeren Beutel 2 und einem inneren Beutel 3, wobei der äußere Beutel 2 aus einem herkömmlichen luftdurchlässigen Filtermaterial und der innere Beutel 3 aus einem hoch luftdurchlässigen Filtermaterial ausgebildet ist. Diese Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen jedoch darin, dass die Wandung des inneren Beutels 3 gegenüberliegend zur Einlassöffnung 4a eine Pralleinrichtung 5 aufweist. Das Ausführungsbeispiel der Figuren 11 , 11 a und 11b entspricht in seinem Aufbau dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 , 1a und 1b. Das Ausführungsbeispiel in den Figuren 12, 12a und 12b entspricht in seinem Aufbau dem Ausführungsbeispiel der Figuren 2, 2a und 2b. Die Pralleinrichtung ist bei diesen beiden Ausführungsbeispielen, wie am besten aus den Schnittdarstellungen der Figuren 11a, 11 b bzw. 12a und 12b zu erkennen ist, als eine eine Prallfläche 5p aufweisende Prallplatte ausgebildet, die an der Innenseite der Wandung des inneren Beutels aufgeklebt oder aufgeschweißt ist. Die Prallplatte ist vorzugsweise aus einem luftundurchlässigen oder wenig luftdurchlässigen Material ausgebildet. Der Abscheidegrad der Prallplatte liegt vorzugsweise im Bereich von 60 bis 100 % nach DIN 44956. Die Prallplatte kann vorzugsweise aus thermoplastischem Material ausgebildet sein. Sie kann ähnlich flexibel wie die Beutelwandung ausgebildet, aber auch etwas steifer oder auch weitgehend starr ausgebildet sein.
Die Prallplatte ist, wie dies aus den Schnittdarstellungen der Figuren 11a, 11 b bzw. 12a, 12b erkennbar ist, an der Innenseite der Beutelwandung in einer Position gegenüberliegend der Einlassöffnung 4a aufgebracht. Dies bedeutet, dass in der Betriebsstellung des Staubfilterbeutels, d.h. wenn der
Staubfilterbeutel in den Staubsauger eingesetzt ist und das Sauggebläse läuft, der Saugstrom durch die Einlassöffnung 4a in den Staubfilterbeutel einströmt und auf die als Prallfläche 5p ausgebildete freie Fläche der Prallplatte zentral auftrifft. Aufgrund der Luftundurchlässigkeit oder zumindest geringen Luftdurchlässigkeit der Prallplatte wird der auftreffende Saugstrom reflektiert, d.h. er prallt ab. Die Prallfläche 5p der Prallplatte ist von der Größe und Formgestaltung ihrer Grundfläche so ausgebildet, dass der über die Einlassöffnung eintretende Saugstrom mit seinem gesamten Volumenstrom auf die Prallfläche zentral auftrifft und abgelenkt wird. Im einzelnen werden die Funktionsweise der Pralleinrichtung, der Verlauf der Saugluftführung und der Staubabscheidevorgang im Filterbeutel später noch anhand der Figuren erläutert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 13, das in seinem Aufbau dem der Figur 11 entspricht, ist die Pralleinrichtung 5 nicht durch eine auf der Beutelwandung aufgeklebte oder aufgeschweißte Prallplatte gebildet, sondern dadurch, dass die Beutelwandung in dem Bereich der Prallfläche 5p keine Gitteröffnungen aufweist. Die Beutelwandung ist, wie in Figur 13c im einzelnen dargestellt ist, aus einem Gittermaterial, nämlich einem geschlitzten Material ausgebildet, wobei jedoch im Bereich der Prallfläche 5p keine Schlitze vorhanden sind.
Die Position der Pralleinrichtung in Figur 13 ist gleich wie bei den Ausführungsbeispielen in den Figuren 11 und 12, nämlich der Einlassöffnung 4a gegenüberliegend in der Wandung 3u. Die Anordnung der Schlitze in der Wandung 3u ist in Figur 13c im einzelnen gezeigt. Es ist erkennbar, dass die Wandung 3u in vier Felder s1 , s2, s3 und s4 unterschiedlich geschlitzt ist. Die Felder s1 und s4 bilden das linke bzw. das rechte Seitenfeld. Dort ist die Schlitzung über die gesamte Feldhöhe gleichmäßig mit einer konstanten Schlitzungsrate ausgebildet. Die Schlitzung besteht aus nebeneinander angeordneten Schlitzungsreihen, in denen Längsschlitze hintereinander angeordnet sind, wobei in den jeweils benachbarten Schlitzungsreihen die Schlitze eine halbe Schlitzlänge zueinander versetzt sind. Die Felder s2 und s3 sind zwischen den außenliegenden Feldern s1 und s4 angeordnet. Sie haben ein Schlitzungsraster, welches gleich ist wie das der Felder s1 und s4, nämlich nebeneinander angeordnete Schlitzreihen mit in nebeneinander liegenden
Schlitzreihen versetzten Schlitzen. Das Schlitzungsraster erstreckt sich jedoch nicht über die gesamte Höhe der Felder s2, s3, sondern nur in einem unteren und einem oberen Teil der Felder, wobei in dem dazwischenliegenden mittleren Teil keine Schlitzung ausgebildet ist. Dieser mittlere ungeschlitzte Teil des Felds ist jeweils als komplementäre Halbkreisfläche ausgebildet. Diese beiden ungeschlitzten Felder bilden ein gemeinsames ungeschlitztes Feld von s2 und s3 mit kreisrunder Kontur. Dieses ungeschlitzte Feld bildet die Prallfläche 5p der Pralleinrichtung 5. Außerdem ist in Figur 13c erkennbar, dass bei dem dort dargestellten konkreten Ausführungsbeispiel die Felder s1 , s2, s3, s4 als Rechteckfelder ausgebildet sind, die an ihrem äußeren Rand jeweils einen ungeschlitzten Randbereich aufweisen. Diese ungeschlitzten Randbereiche bilden ein Stabilisierungsrahmenwerk des Wandungsabschnitts 3u.
Die nicht in Detailansicht gezeigte Wandung 3o ist vorzugsweise mit gleichem Schlitzraster wie die in Figur 12c dargestellte Wandung 3u versehen, jedoch vorzugsweise mit gleichmäßigem konstanten Schlitzraster über die gesamte Flächenerstreckung der Wandung 3o.
Abweichend von dem Schlitzraster der Darstellung in Figur 13c kann für die Wandung 3u oder 3o auch ein Perforationsraster mit runden
Perforationslöchern oder eine andere gitterartige Struktur mit Gitterraster verwendet werden. Das Gitterraster kann in der Wandung 3u in gleicher Weise wie in Figur 13c in den Feldern s1 , s2, s3 und s4 verteilt sein.
Die Staubfilterbeutel gemäß den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 1 bis 13 erbringen im Einsatz im Staubsauger aufgrund ihrer Pralleinrichtung 5 spezielle Funktionsweisen hinsichtlich der Luftführung und Staubabscheidung. Die Betriebsweise des im Staubsauger eingesetzten Staubfilterbeutels in der Ausführung gemäß diesen Ausführungsbeispielen ist wie folgt: Bei eingeschaltetem Sauggebläse wird die angesaugte Luft über das Saugrohr bzw. über den Saugschlauch des Staubsaugers dem in dem Aufnahmeraum angeordneten Filterbeutel 1 zugeführt. Die Luft tritt hierbei als die zu filternde Luft über die Einlassöffnung 4a in den Innenraum des inneren Beutels 3 ein, wobei der eintretende partikelbeladene Volumenstrom auf die der Einlassöffnung 4a gegenüberliegende Prallfläche 5p aufprallt. Dabei wird Bewegungsenergie abgebaut.
Der abprallende und dadurch umgelenkte Partikelstrom strömt danach durch die Beutelwandung 3o, 3u bzw. 3se des Innenbeutels 3, wobei ein Teil der Partikel bereits im Innenbeutel 3 abgeschieden wird. Der durch die Wandung 3o, 3u bzw. 3se des Innenbeutels 3 durchtretende restliche Partikelstrom verliert bei dem Durchtritt weiter an Bewegungsenergie. Durch den Verlust an Bewegungsenergie wird der sich bildende Staubkuchen weniger stark verdichtet (Effekt 1). Außerdem wird die nachgeschaltete Vorfilter- und Filterlage weniger mit Partikeln zugesetzt, da diese durch die geringere Bewegungsenergie nicht so tief in das Material eindringen können (Effekt 2). Aus beiden Effekten resultiert eine Erhöhung der Standzeit des Filterbeutels.
Diese beiden Effekte treten bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mehr oder weniger stark an beiden Beutelwandungen, d.h. sowohl an der Wandung des inneren Beutels 3 als auch an der Wandung des äußeren Beutels 2 auf.
Wie oben beschrieben ist die Wandung des inneren Beutels 3 hoch luftdurchlässig, z.B. aufgrund einer in der Wandung ausgebildeten
Gitterstruktur mit über die Wandung verteilten Austrittsöffnungen, die als Gitterraster-Öffnungen Teil der Gitterstruktur sind. Beim Durchtritt der Luft durch die Austrittsöffnungen der Wandung des inneren Beutels 3 werden Fasern und Partikel, die größer sind als die die Austrittsöffnungen 3f bildenden Gitterraster-Öffnungen sowie zusätzlich auch kleinere Fasern und Partikel an dem Gittermaterial und den bereits darauf abgeschiedenen größeren Fasern und Partikeln zurückgehalten. Die somit in dieser ersten Stufe bereits vorgefilterte Luft tritt durch die Gitterraster-Öffnungen in den Raum ein, der zwischen der Innenseite des äußeren Beutels 2 und der Außenseite des inneren Beutels 3 ausgebildet ist. Dieser Differenz-Innenraum ist im nachfolgenden als freier Innenraum des äußeren Beutels 2 bezeichnet. Die Luft durchströmt sodann die aus luftdurchlässigem Filtermaterial ausgebildete Wandung des äußeren Beutels 2. Damit wird die bereits vorgefilterte Luft von weiterem Staub, vorzugsweise vom Feinstaub gereinigt, indem an der Vorfilterschicht der Wand des äußeren Beutels 2, welche relativ große Poren aufweist, die größeren Fasern und Partikel zurückgehalten werden und an der nachfolgenden Feinfilterschicht der Beutelwand die kleineren Fasern und Partikel abgeschieden werden.
Das zwölfte Ausführungsbeispiel in Figur 14 unterscheidet sich von den
Ausführungsbeispielen der Figuren 11 bis 13 dadurch, dass die Pralleinrichtung 5 nicht als Teil der Beutelwandung des inneren Beutels 3 ausgebildet ist, sondern an einem flächigen Leitelement 6 ausgebildet ist, welches in dem Innenraum des inneren Beutels 3 in Art eines Segels aufgespannt ist. Die Anordnung des inneren Beutels 3 in dem äußeren Beutel 2 entspricht der bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 11 und 13. Das bei dem Ausführungsbeispiel in Figur 14 jedoch vorgesehene flächige Leitelement 6 weist eine rechteckige, d.h. im dargestellten Fall fast quadratische Hauptfläche 6h auf, von deren vier Eckpunkten streifenförmige Befestigungselemente 6f sich diagonal von der Fläche 6h weg erstrecken. Diese streifenförmigen
Befestigungselemente 6h sind im dargestellten Fall jeweils als streifenförmige Fortsätze der Hauptfläche 6h ausgebildet. Sie weisen an ihrem freien Ende jeweils einen Befestigungspunkt 6p auf, der an der Innenseite der Wandung 3o des inneren Beutels 3 befestigt ist. Das flächige Leitelement 6 ist damit im Innenraum des inneren Beutels 3 im Betriebszustand, wenn der Beutel aufgebläht ist, also in Art eines Segels aufgespannt. Die im wesentlichen quadratische Hauptfläche 6h des flächigen Leitelements ist dabei gegenüber der Einlassöffnung 4a angeordnet, und zwar derart, dass der durch die Einlassöffnung 4a eintretende Saugluftstrom auf die Hauptfläche 6h auftrifft. Die Hauptfläche 6h ist aus einem luftundurchlässigen Material ausgebildet, so dass sie als Prallfläche 5p fungiert und der auftreffende Luftstrom darauf abprallt. Die Hauptfläche 6h stellt damit eine Pralleinrichtung 5 dar, die eine vergleichbare Wirkung hat wie die Pralleinrichtung 5 in den Ausführungsbeispielen der Figuren 11 , 12 und 13.
Das in Figur 15 dargestellte dreizehnte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel in Figur 14 dadurch, dass das flächige Leitelement 6, welches ebenfalls eine mit einer Pralleinrichtung 5 versehene, im wesentlichen quadratische Hauptfläche 6h aufweist, über einen Befestigungsrahmen 6r verfügt. Der Befestigungsrahmen 6r in dem dargestellten Fall ist ein im wesentlichen quadratischer Rahmen, der die Endpunkte der streifenförmigen Ansätze 6f miteinander verbindet. Zur Befestigung an der Beutelwandung liegt der Befestigungsrahmen 6r auf der Beutelwandung flächig an und ist über die gesamte aufliegende Rahmenfläche an der Beutelwand fixiert.
Bei gegenüber diesen Figuren 14 und 15 abgewandelten Ausführungen mit flächigem Leitelement 6 kann das flächige Leitelement auch aus geschlitztem oder perforiertem Material mit einer Struktur ähnlich Figur 13c derart ausgebildet sein, dass in einem mittleren Abschnitt der Flächenerstreckung keine Schlitzung oder Perforation ausgebildet ist und diese Fläche als
Prallfläche 5p fungiert. Diese Fläche umgebend kann das Material mit einem Schlitz- oder Perforationsraster mit entsprechenden Rasteröffnungen versehen sein, so dass dieser Bereich des flächigen Leitelements 6 entsprechend luftdurchlässig ist.
Figur 16 zeigt die Ergebnisse von Messungen des Saugvolumenstroms in Abhängigkeit von der Befüllung des Staubfilterbeutels. Die Messungen wurden mit einem herkömmlichen Staubsaugerfabrikat durchgeführt, wobei der Saugvolumenstrom bei unterschiedlichen Befüllungsgraden des Staubfilterbeutels gemessen wurde. Die Kurve 12 zeigt die Messergebnisse mit einem herkömmlichen Standarsstaubfilterbeutel, der aus einem dreilagigen Vliesmaterial bestand, wobei das dreilagige Vliesmaterial eine Lage Volumenvlies aus kardierten, thermobondierten Polypropylenfasern, eine Lage Meltblown und eine Lage Spinnvlies aufwies. Wie der Verlauf der Kurve 12 zeigt, nimmt der Saugvolumenstrom mit zunehmender Befüllung ab.
Die Kurve 11 zeigt die Messergebnisse mit einem erfindungsgemäßen Staubfilterbeutel. Der erfindungsgemäße Staubfilterbeutel war identisch aufgebaut wie der Standardstaubfilterbeutel der Messungen der Kurve 12. Er enthielt jedoch zusätzlich einen Innenbeutel bestehend aus Gittermaterial, wobei das Gittermaterial gemäß Figur 9b aufgebaut ist und, wie in den Figuren 12a bis 12c gezeigt, das Gittermaterial zusätzlich eine Prallfläche 5 aufweist.
Der Vergleich der Kurven 11 und 12 zeigt, dass durch Einfügen eines Innenbeutels aus Gittermaterial mit einer Prallfläche in einen Standardstaubfilterbeutel der Saugvolumenstrom gegenüber einem Standardstaubfilterbeutel vergleichsweise hoch gehalten werden kann, d.h. der Saugvolumenstrom nimmt bei einem Standardstaubfilterbeutel in Abhängigkeit von der Befüllung des Beutels stärker ab als bei einem erfindungsgemäßen Staubfilterbeutel.
Bezugszeichenliste
1 Filterbeutel
2 äußerer Beutel
2o oberer Wandabschnitt von 2 2u unterer Wandabschnitt von 2 2se gesonderter Wandabschnitt
23g gemeinsamer Wandabschnitt
3 innerer Beutel
3o oberer Wandabschnitt von 3 3u unterer Wandabschnitt von 3
3se gesonderter Wandabschnitt
3f Austrittsöffnung 4 Halteplatte
4a Einlassöffnung
5 Pralleinrichtung
5p Prallfläche
6 flächiges Leitelement 6f längliches Fixierelement
6p Fixierungspunkt
6h Hauptfläche
6r Rahmen
10f Gitterraster-Fläche 10ö Gitterraster-Öffnungen 10ös Flächenschwerpunkt der Gitterrasteröffnung 10p Gitterrasterpunkt

Claims

Patentansprüche
1. Filterbeutel zum Einsatz in einem Staubsauger, umfassend einen äußeren Beutel (2) und einen inneren Beutel (3), wobei der innere Beutel (3) zumindest mit einem Abschnitt im Innenraum des äußeren Beutels (2) angeordnet ist und zumindest eine
Einlassöffnung (4a) zum Eintritt der zu filternden Luft in den Innenraum des inneren Beutels (3) und mehrere Austrittsöffnungen (3f) zum Austritt der Luft aus dem Innenraum des inneren Beutels (3) in den zwischen der Außenseite des inneren Beutels (3) und der Innenseite des äußeren Beutels (2) gebildeten freien Innenraum des äußeren Beutels (2) aufweist, wobei vorgesehen ist, dass die Wandung des äußeren Beutels (2) aus luftdurchlässigem Filtermaterial ausgebildet ist; und dass die Wandung des inneren Beutels (3) aus Gittermaterial ausgebildet ist und Austrittsöffnungen (3f) aufweist, die als durchgehende Gitterraster-Öffnungen (10ö) des Gittermaterials ausgebildet und über die Wandung des inneren Beutels (3) verteilt derart angeordnet sind, dass die Luft aus dem Innenraum des inneren Beutels (3) ausschließlich oder zumindest überwiegend durch die als Gitterraster-Öffnungen (10ö) ausgebildeten Austrittsöffnungen (3f) des inneren Beutels (3) in den freien Innenraum des äußeren Beutels (2) eintritt und die Luftdurchlässigkeit der Wandung des inneren Beutels (3) größer ist als die Luftdurchlässigkeit der Wandung des äußeren Beutels (2).
2. Filterbeutel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Gitter des Gittermaterials dadurch definiert ist, dass das Verhältnis der Gitterraster-Fläche (1Of) zur lichten Fläche der Gitterraster-Öffnung (10ö) größer gleich 1 aber kleiner gleich 3 ist und die Gitterraster-Öffnungen (10ö) für Partikel mit einem Durchmesser von kleiner gleich 9 mm durchgängig sind, wobei die Gitterraster-Öffnungen (10ö) in dem Gitter so angeordnet sind, dass mehrere Gitterraster-Öffnungen (10ö) jeweils gruppenweise einander angrenzend um einen zugeordneten Gitterraster-Punkt (10p) angeordnet sind und der Gitterraster-Punkt (10p) jeweils den Flächenschwerpunkt (10ös) der diesen Gitterraster-Öffnungen (10ö) zugeordneten Gitterraster-Fläche (10f) bildet, wobei die Gitterraster- Fläche (10f) von den Verbindungslinien der Flächenschwerpunkte (10ös) der zugeordneten aneinander angeordneten Gitterraster-Öffnungen (10ö) umschlossen wird.
3. Filterbeutel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch geken nzeich net, dass die Gitterraster-Öffnungen (10ö) für Partikel mit einem Durchmesser kleiner gleich 6, insbesondere kleiner gleich 3 mm durchgängig sind.
4. Filterbeutel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass die Gitterraster-Öffnungen (10ö) als längliche Schlitze ausgebildet sind, die abhängig von den Druckbedingungen und/oder abhängig vom Befüllungsgrad des inneren Beutels (3) und/oder des äußeren Beutels (2) deformierbar sind.
5. Filterbeutel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadu rch gekennzeic h net, dass die Gitterraster-Öffnungen (10ö) und/Qder die Austrittsöffnungen (3f) des inneren Beutels (3) auf Prüfstaub DMT 8 abgestimmt ausgelegt sind.
6. Filterbeutel nach einem der vorangehenden Ansprüche dad u rc h geken nzei c h net, dass die Luftdurchlässigkeit der Wandung des inneren Beutels (3) mindestens 10mal so groß ist wie die Luftdurchlässigkeit der Wandung des äußeren Beutels (2).
7. Filterbeutel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass der innere Beutel (3) in dem äußeren Beutel (2) derart angeordnet ist, dass der innere Beutel (3) im Bereich der Einlassöffnung (4a) und/oder um die Einlaßöffnung (4a) herum mit dem äußeren Beutel (2) verbunden ist und dass zwei einander gegenüberliegende Randbereiche des inneren Beutels (3) an zwei einander gegenüberliegenden Randbereichen des äußeren Beutels (2) anliegend und/oder mit diesen verbunden angeordnet sind und die übrigen einander gegenüberliegenden Randbereiche des inneren Beutels (3) mit Abstand zu den übrigen Randbereichen des äußeren Beutels (2) angeordnet sind.
8. Filterbeutel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dad u rch geken nzeich net, dass der innere Beutel (3) in dem äußeren Beutel (2) derart angeordnet ist, dass der innere Beutel (3) lediglich im Bereich der Einlassöffnung
(4a) mit dem äußeren Beutel (2) verbunden ist und im übrigen Bereich über seinen gesamten Umfang und/oder über seine gesamte Außenseite mit Abstand und/oder lose zu der Innenseite des äußeren Beutels (2) angeordnet ist.
9. Filterbeutel nach einem der vorangehenden Ansprüche, dad urch geken nzeich net, dass im Inneren des Filterbeutels eine, eine Prallfläche aufweisende Pralleinrichtung (5) vorgesehen ist, die gegenüber der Einlassöffnung (4a) angeordnet und/oder durch die Einlassöffnung (4a) hindurch angeströmt angeordnet ist.
10. Filterbeutel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pralleinrichtung (5) eine Prallfläche (5p) aufweist, die als
Wandungsabschnitt der Beutelwandung des inneren Beutels (3) oder als Wandungsabschnitt eines in dem inneren Beutel (3) aufgespannt angeordneten flächigen Leitelements (6) ausgebildet ist.
11. Filterbeutel nach Anspruch 9 oder 10, dad u rch geke nnzeich net, dass der die Prallfläche (5p) aufweisende Wandungsabschnitt geringere Luftdurchlässigkeit aufweist als der daran anschließende oder umgebende Wandungsabschnitt.
12. Filterbeutel nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadu rch geken nzeich net, dass der die Prallfläche (5p) aufweisende Wandungsabschnitt aus einem anderen Material besteht und/oder eine andere Materialstruktur aufweist als der daran anschließende und/oder umgebende Wandungsabschnitt.
13. Filterbeutel nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dad u rch geken nzeich net, dass der die Prallfläche (5p) aufweisende Wandungsabschnitt im Vergleich zu dem daran anschließenden und/oder umgebenden Wandungsabschnitt eine oder mehrere zusätzliche Materiallagen aufweist.
14. Filterbeutel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Materiallage bzw. die zusätzlichen Materiallagen auf die Wandung aufgeklebt und/oder aufgeschweißt sind.
15. Filterbeutel nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der die Prallfläche (5p) aufweisende Wandungsabschnitt als
Material ausgebildet ist, das keine Gitterstruktur mit Gitteröffnungen aufweist oder eine Gitterstruktur mit kleineren Gitteröffnungen oder weniger Gitteröffnungen als das Material des Wandabschnitts außerhalb der Prallfläche (5p).
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