DE60005391T4

DE60005391T4 - Vorrichtung zur trennung von staub und schmutz

Info

Publication number: DE60005391T4
Application number: DE60005391T
Authority: DE
Inventors: Nicholas Gerald Grey; Andrew John Hemel Hempste ad KENT
Original assignee: Techtronic Industries Co Ltd
Current assignee: Techtronic Industries Co Ltd
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 2000-11-03
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2020-11-04
Also published as: US6949130B1; JP2003512880A; EP1231856A1; NZ519178A; WO2001032066A1; HK1045634A1; EP1231856B1; CA2390026A1; HK1045634B; CN1387413A; DE60005391D1; GB9926009D0; DE60005391T2; EP1231856B9; CN1152647C; AU1158601A; CA2390026C; AU764029B2; RU2262290C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Trennung von Staub und Schmutz zur Verwendung in einem Staubsauger von der Art, in der Staub und andere Ablagerungen durch Ansaugen aufgenommen und in einem Luftstrom mitgerissen werden und nachfolgend von der Luft, in der sie mitgerissen werden, zumindest teilweise durch Hindurchtretenlassen des Luftstroms durch ein Filterelement getrennt werden.
Es versteht sich, daß eine derartige Staub- und Schmutztrennung durch vollständigen Durchgang von schmutziger Luft durch ein oder mehrere Filterelemente) oder teilweise durch Durchgang der Luft durch andere Trenneinrichtungen, wie zum Beispiel einen Zyklon, und teilweise durch Durchgang durch einen oder mehrere Filter erzielt werden kann, und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann alleine oder in Kombination mit anderen Filtern oder anderen Trenneinrichtungen verwendet werden.
Staubfilterelemente neigen aufgrund deren Art alleine dazu, von dem Staub, den sie sammeln sollen, verstopft zu werden, und es sind zahlreiche Vorschläge für Mechanismen gemacht worden, die dazu vorgesehen sind, Filterelemente für den Zweck des Entfernens von gesammeltem Staub daraus zu schütteln oder auf andere Weise zu bewegen.
Als ein Beispiel offenbart die EP-A-860554 die Verwendung eines intermittierend eingeschalteten Aktuators zum Betreiben eines Elements, das einen Filter in einer Straßenkehrmaschine mit Eigenantrieb bewegt, um den Filter zu schütteln und gesammelten Staub zu beseitigen; GB-A-1471035 offenbart einen Staubsauger mit einem mittels eines Solenoids betriebenen Schüttelapparat, der von einem Druckschalter als Reaktion auf einen durch Teilverstopfung des Filters verursachten Abluftdruckabfall aktiviert wird; US-A-5090083 offenbart ein kommerzielles Teppichreinigungsgerät mit Filterrohren, die normalerweise in einem ausgefahrenen Zustand mittels Federn gehalten werden, die unter der Wirkung einer manuell betätigbaren Auslöseplatte komprimierbar sind, um zu ermöglichen, daß die Filterrohre zu schütteln sind, wodurch das gesammelte Material in einen Trichter fallen kann; und US-A-5681363 offenbart eine Filterschüttelanordnung, in der ein Staubbeutel eines Staubsaugers in einem elastisch verformbaren Rahmen gehalten wird, der aufgrund von Luftdruck in dem Filterbeutel ausgedehnt wird, so daß, wenn der Luftstrom unterbrochen wird, eine elastische Kontraktion des Rahmens den Beutel schüttelt und Staub vom Filtermaterial entfernt.
Das deutsche Patent DE 19704468 beschreibt eine Vorrichtung zur Trennung von Staub und Schmutz als Teil einer stationären Staubsaugeinrichtung. Sie umfaßt eine Schmutzsammelkammer mit einem Schmutzlufteinlaß und einem Reinluftauslaß mit einem Luftstromweg dazwischen. Der Luftstromweg tritt durch ein erstes Trennmittel zum Trennen von größeren Schmutzteilchen von der schmutzigen Luft, in Form eines Zyklonabscheiders, und ein zweites Trennmittel, das kleinere Staubteilchen von der schmutzigen Luft trennt, in Form eines Filters. Der Filter wird mittels einer rotierenden Bürste unter dem Filter gereinigt, die elektrisch angetrieben wird. Der Filter wird durch die Bürsttätigkeit kontinuierlich gereinigt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfachen und effektiven Mechanismus zum Entfernen von Staub von einem Filterelement und in eine Schmutzsammelkammer, insbesondere in einem Staubsauger, bereitzustellen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine Vorrichtung zur Trennung von Staub und Schmutz zur Verwendung in einem Staubsauger, wobei die Vorrichtung eine Schmutzsammelkammer, einen Schmutzlufteinlaß und einen Reinluftauslaß mit einem Luftstromweg dazwischen aufweist, wobei der Luftstromweg durch ein erstes Trennmittel zum Trennen von größeren Schmutzteilchen von der schmutzigen Luft, so daß sie in der Schmutzsammelkammer gesammelt werden, und ein Filterelement zum Trennen von kleineren Staubteilchen von der schmutzigen Luft geht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung außerdem einen mechanischem Betätigungsmechanismus und ein Stoßelement enthält, wobei das Stoßelement über den mechanischen Betätigungsmechanismus aktivierbar ist, um gegen das Filterelement zu schlagen und den Staub von dem Filterelement und derart zu entfernen, daß der Staub in der Schmutzsammelkammer mit den größeren Schmutzteilchen gesammelt wird, wobei der mechanische Betätigungsmechanismus wahlweise manuell bedienbar ist.
Der wahlweise bedienbare mechanische Betätigungsmechanismus kann zweckmäßigerweise ein elastisches Element mit Schnappwirkung enthalten, das von einem ersten stabilen Zustand zu einem zweiten Zustand wechselt, wenn eine ausreichende Kraft angewandt wird.
Das elastische Element ist zweckmäßigerweise im Abstand vom Schlagelement angeordnet, bis es betätigt wird, wenn es in seinen zweiten Zustand schnappt, um gegen das Schlagelement zu schlagen, bevor es in seinen ersten Zustand zurückkehrt.
Das Filterelement kann einen Filterkörper aufweisen, der aus einem Filtermaterial hergestellt ist, das keine Klebeeigenschaften aufweist, um eine Trennung des Staubs von dessen Oberfläche zu erleichtern, wenn gegen das Filterelement geschlagen wird. Zweckmäßigerweise weist das Filterelement eine Beschichtung aus PTFE oder dergleichen auf.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird bereitgestellt ein Staubsauger enthaltend eine Vorrichtung zur Trennung von Staub und Schmutz oder eine Filtervorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Aspekte der Erfindung.
Die Erfindung wird nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
1 schematisch eine Ausführungsform der Schmutz- und Staubvorrichtung im Querschnitt darstellt;
2 eine Draufsicht von oben entsprechend 1 ist, und
3 und 4 die Arbeitsweise eines Filterreinigungsmechanismus der Ausführungsform von 1 darstellen.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 wird eine Ausführungsform einer Vorrichtung 50 zur Trennung von Staub und Schmutz dargestellt. Die Vorrichtung 50 umfaßt ein Außengehäuse 51 mit einem tangentialen Lufteinlaß 52 und einem axialen Luftauslaß 53 in einer oberen Wand 54. Ein oberer Teil 55 des Außengehäuses 51 fungiert als ein Zyklonabscheider und ein aufgeweiteter, unterer Teil 56 des Außengehäuses 51 wirkt als ein Schmutz- und Staubsammelbehälter, der zum Leeren vom oberen Teil 55 des Außengehäuses 51 abnehmbar ist oder eine untere Verschließklappe aufweist, die geöffnet oder abgenommen werden kann.
Ein inneres Filtergehäuse 60 befindet sich unter und um dem Auslaß 53. Das Filtergehäuse enthält einen oberen zylindrischen Teil 61, der eine massive Wand umfaßt, und einen unteren zylindrischen Teil 62, der eine Siebwand umfaßt, durch die Luft aus dem Außengehäuse 51 strömen kann. Die Unterseite des Filtergehäuses ist von einer Bodenplatte 63 verschlossen, aber unter dem Siebwandteil 62 befinden sich Öffnungen 64 und um die Bodenplatte herum befindet sich eine kegelstumpfförmige Leitfläche 65.
In dem Filtergehäuse 60 ist ein Filterelement 66 angeordnet, das einen im allgemeinen zylindrischen Filterkörper 67 umfaßt, der aus welligem Filtermaterial ohne Klebeeigenschaften gebildet ist, wie dies durch Beschichten mit PTFE oder anderem ähnlichem Material bereitgestellt werden kann. An seinem oberen Ende ist der Filterkörper 67 an einer ringförmigen oberen Platte 68 angebracht, die eine zentrale Öffnung 69 in Passung mit dem Auslaß 53 definiert.
Schmutzige Luft wird in das Außengehäuse 51 durch den Einlaß 52 gezogen und in dem oberen Teil 55 werden größere Schmutzteilchen und andere Ablagerungen, wie zum Beispiel Haare und Fasern, aufgrund von Zyklonabscheidung getrennt und fallen sie in den unteren Teil 56 hinab, der als eine Schmutzsammelkammer wirkt. Die Luft tritt danach durch den Siebwandteil 62 des Filtergehäuses 60 und durch den Filterkörper 67, in dem der feine Staub in der Luft gefangen wird. Die saubere Luft tritt danach über den Auslaß 53 aus dem Gehäuse 50 aus.
Mit der Zeit kann der Filterkörper 67 durch den darin gefangenen Staub verstopft werden und eine Reinigung erfordern, wobei es aber in jedem Fall erwünscht ist, sicherzustellen, daß er gereinigt wird, jedesmal wenn der Behälter 56 geleert werden muß. Für diesen Zweck ist eine Schlagvorrichtung 70 auf der oberen Wand 54 des Außengehäuses 51, wie ausführlicher in den 2 bis 4 gezeigt, montiert.
Die obere Platte 68 des Filterkörpers 67 ist mit einem sich nach oben erstreckenden Vorsprung 71 ausgebildet oder versehen, der, wie dies unten klar werden wird, als ein Stoßelement zur Übertragung einer Schlagkraft auf den Filterkörper 67 wirkt. Die obere Wand 54 des Außengehäuses 51 weist eine rechteckige Aussparung 57 mit einer zentralen Öffnung 58 auf, durch die der sich nach oben erstreckende Vorsprung 71 vorragt. Die Aussparung 57 weist gestufte Stirnwände auf, die Schulter 59 definieren, die Einbaumittel für ein elastisches Element in Form einer Blattfeder 72 bereitstellen. Wie anhand von 3 zu sehen ist, befinden sich die Enden der Blattfeder 72 in den Ecken an der Verbindung zwischen den Schultern 59 und den Stirnwänden der Aussparung 57 und ist die Länge der Blattfeder derart, daß sie in einem Spannungszustand gehalten wird, in dem sie, wie in 3 gezeigt, konvex nach oben gebogen ist, um von dem Vorsprung 71 im Abstand angeordnet zu sein.
Die Schlagvorrichtung 70 enthält außerdem ein Betätigungselement 73, das von einem Benutzer der Vorrichtung nach Bedarf, vorzugsweise zumindest vor dem Leeren des Behälters 56, manuell bedienbar ist. Das Betätigungselement 73 umfaßt einen Hebel 74, der an einem Ende an einem Drehbolzen montiert ist, der sich zwischen einem Paar erhabenen Ansätzen 76 benachbart zu den Längskanten der Aussparung 57 erstreckt. An seinem anderen Ende ist der Hebel 74 mit einem nach oben gerichteten Fingerstück 77 und einer sich nach unten erstreckenden Nase 78 ausgebildet.
Wenn das Betätigungselement 73 durch von dem Fingerstück 77 angewandten Abwärtsdruck bedient wird, besteht ein anfänglicher Widerstand gegen eine Bewegung aufgrund des Kontakts der Nase 78 mit der Blattfeder 72, aber wenn ausreichend Druck ausgeübt wird, um den Widerstand zu überwinden, schnappt die Blattfeder durch einen Zustand über der Mitte und bewegt sich das zentrale Gebiet, wie in 4 gezeigt, scharf nach unten in eine nach unten konvexe Konfiguration, in der sie auf den von der oberen Platte 68 des Filterelements 66 getragenen Vorsprung 71 stößt. Dies führt dazu, daß der Filterkörper 67 kurz geschüttelt wird, um den gefangenen Staub zu entfernen. Der entfernte Staub kann danach innerhalb des Filtergehäuses 60 und durch die Öffnungen 64 herausfallen, um über die Leitfläche 65 in den Behälter 56 gegeben zu werden. Der vom Filterkörper 61 geschüttelte Staub fällt zur Unterseite des Filterhalters 53 und danach durch die Öffnung 54 und in die Schmutzsammelkammer 57. Dort fällt er in den vorangehend gesammelten Schmutz und in vorangehend gesammelte Ablagerungen und vermischt er sich damit zumindest in gewissem Maße. Wenn der Staubsauger, von dem die Vorrichtung einen Teil bildet, wieder benutzt wird, bevor der Behälter geleert wird, wird auf jeden Fall weiterer großer Schmutz auf der Oberseite des feinen Staubes gesammelt werden. Dies bedeutet, daß der feine Staub sich mit geringerer Wahrscheinlichkeit zu einer Wolke aufblasen wird, wenn der Sammelbehälter 56 geleert wird.
Die Blattfeder 72 ist mit dem mittleren Gebiet in der in 4 gezeigten nach unten konvexen Konfiguration nicht stabil und kehrt somit in ihre in 3 gezeigte ursprüngliche nach oben konvexe Konfiguration zurück, wenn das Fingerstück 77 freigegeben wird, wodurch das Betätigungselement 73 in seine in 3 gezeigte ursprüngliche Position zurückkehrt. Während nur das zentrale Gebiet der Blattfeder 72 nach unten in eine instabile Konfiguration abgelenkt wird, wäre es möglich, daß die gesamte Blattfeder eine nach unten konvexe Konfiguration annimmt, nachdem sie durch einen Zustand über der Mitte tritt, aber ohne einen stabilen Zustand zu erreichen, indem veranlaßt wird, daß ein Kontakt mit dem Vorsprung 71 eintritt, bevor eine stabile Konfiguration erreicht ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Betätigungselement eine separate Rückholfeder aufweisen.
Man wird anerkennen, daß andere Ausführungsformen von Schlagmechanismus benutzt werden können, wie zum Beispiel ein Plunger, der von dem Vorsprung 71 mittels einer Feder vorgespannt und im Abstand dazu von Rastmitteln oder dergleichen gehalten wird, um einen zusätzlichen Widerstand gegen eine Abwärtsbewegung der Schlageinrichtung bereitzustellen, der unversehens nachgibt, oder ein Plunger, der in Kontakt mit dem Vorsprung 71 vorgespannt und gestaltet ist, um vom Vorsprung von einem Betätigungselement weg angehoben und, entweder automatisch oder willkürlich, freigegeben zu werden, um gegen den Vorsprung zu schlagen.
Während das Betätigungselement 73, wie oben beschrieben, an der Oberseite der Vorrichtung 50 zur Trennung von Schmutz und Staub (die zum Leeren von der Staubsaugervorrichtung abnehmbar ist) vorgesehen und vorzugsweise derart gestaltet ist, daß es für eine Bedienung zu jedem Zeitpunkt vom Benutzer und speziell, wenn die Vorrichtung zum Leeren abgenommen ist, zugänglich ist, kann die Anordnung derart sein, daß das Betätigungselement alternativ oder zusätzlich mittels eines Knopfes bedient werden kann, der für diesen Zweck an der Außenseite der Vorrichtung vorgesehen ist. Alternativ kann es zweckmäßigerweise in einen Mechanismus eingebaut sein, durch den die Vorrichtung 50 von einer Körperkonstruktion der Staubsaugervorrichtung freigegeben wird, wenn dies gewünscht wird, um den Sammelbehälter 56 zu leeren. Dies bedeutet, daß der Filter 67 immer gereinigt wird, bevor der Behälter 56 geleert wird, und daß sich der Benutzer nicht daran erinnern muß, dies vorzunehmen.
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet "umfassen" "enthalten oder bestehen aus" und "umfassend" "enthaltend oder bestehend aus".
Die in der vorangehenden Beschreibung oder den folgenden Ansprüchen oder den begleitenden Zeichnungen offenbarten Merkmale, die in deren speziellen Formen oder in Form von Mitteln zur Durchführung der offenbarten Funktion ausgedrückt sind, oder ein Verfahren oder ein Prozeß zum Erzielen des offenbarten Ergebnisses können, soweit angemessen, separat oder in irgendeiner Kombination besagter Merkmale zur Realisierung der Erfindung in diversen Ausführungsformen derselben innerhalb des Schutzbereiches der beigefügten Ansprüche verwendet werden.

Claims

Vorrichtung zur Trennung von Staub und Schmutz zur Verwendung in einem Staubsauger, wobei die Vorrichtung eine Schmutzsammelkammer (56), einen Schmutzlufteinlaß (52) und einen Reinluftauslaß (53) mit einem Luftstromweg dazwischen aufweist, wobei der Luftstromweg durch ein erstes Trennmittel (55) zum Trennen von größeren Schmutzteilchen von der schmutzigen Luft, so daß sie in der Schmutzsammelkammer (56) gesammelt werden, und ein Filterelement (66) zum Trennen von kleineren Staubteilchen von der schmutzigen Luft geht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung außerdem einen mechanischem Betätigungsmechanismus (70) und ein Stoßelement (71) enthält, wobei das Stoßelement (71) über den mechanischen Betätigungsmechanismus (70) aktivierbar ist, um gegen das Filterelement (66) zu schlagen und den Staub von dem Filterelement und derart zu entfernen, daß der Staub in der Schmutzsammelkammer (56) mit den größeren Schmutzteilchen gesammelt wird, wobei der mechanische Betätigungsmechanismus (70) wahlweise manuell bedienbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmechanismus (70) ein elastisches Element (72) mit Schnappwirkung enthält, das von einem ersten stabilen Zustand zu einem zweiten Zustand wechselt, wenn eine ausreichende Kraft angewandt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (72) im Abstand vom Schlagelement (71) angeordnet ist, bis es betätigt wird, wenn es in seinen zweiten Zustand schnappt, um gegen das Schlagelement (71) zu schlagen, bevor es in seinen ersten Zustand zurückkehrt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (66) einen Filterkörper (67) aufweist, der aus einem Filtermaterial hergestellt ist, das keine Klebeeigenschaften aufweist, um eine Trennung des Staubs von dessen Oberfläche zu erleichtern, wenn gegen das Filterelement geschlagen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial eine Beschichtung aus PTFE oder dergleichen aufweist.
Staubsauger enthaltend eine Vorrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche.