GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Optimieren eines Staubsaugsystems umfassend ein im Wesentlichen schlauch- und rohrloses Staubsaugergerät und einen Filterbeutel, wobei das Staubsaugergerät eine Motor-Gebläse-Einheit mit einer Motor-Gebläse-Kennlinie, einen Filterbeutelaufnahmeraum, einen Anschlussstutzen für den Filterbeutel und eine Bodendüse aufweist, und wobei der Filterbeutel ein Filtermaterial aus Vliesstoff umfasst. Ferner betrifft die Erfindung ein Staubsaugsystem, in welchem zur Entwicklung und/oder Herstellung desselben ein derartiges Verfahren zur Optimierung eingesetzt wurde.

VERWENDETE NORMEN UND DEFINITIONEN

Norm EN 60312:

Bezugnahmen in der folgenden Beschreibung und den Patentansprüchen auf die Norm EN 60312 beziehen sich ausschließlich auf die Version: ENTWURF DIN EN 60312-1 "Staubsauger für den Hausgebrauch - Trockensauger - Prüfverfahren zur Bestimmung der Gebrauchseigenschaften" (IEC 59F/188/CDV:2009); Deutsche Fassung FprEN 60312- 1 :2009 mit dem Erscheinungsdatum vom 21 . Dezember 2009.

Im Wesentlichen schlauch- und rohrloses Staubsaugergerät:

Der Begriff im Wesentlichen schlauch- und rohrloses Staubsaugergerät wird vorliegend zur Abgrenzung gegenüber dem sogenannten Boden-Staubsaugergerät verwendet, das ein Gehäuse, das auf Rollen und/oder Gleitkufen auf dem Boden verfahrbar ist und in welchem sich eine Motor-Gebläse-Einheit und der Staubsammelraum befindet. Das Gehäuse wird in einem solchen Boden-Staubsaugergerät über einen langen Schlauch mit einem langen Rohr verbunden, an dessen Ende die Saugdüse, meist in Form einer wechselbaren Bodendüse, angebracht ist. Diese Boden-Staubsaugergeräte sind nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Längen von Schlauch und Rohr liegen bei derartigen Boden-Staubsaugergeräten typischerweise im Bereich von 1 ,4 m bis 1 ,9 m für den Schlauch und von 0,6 m bis 1 ,0 m für das Rohr. Zwischen Rohr und Schlauch befindet sich ein typischerweise bebogenes Zwischenstück in Form eines Handgriffes. Dieses Zwischenstück hat eine typische Länge von 0,3 m bis 0,4 m. Bei dem Boden-Staubsaugergerät werde das Rohr auch als Saugrohr und der Schlauch auch als Saugschlauch bezeichnet. Ein Beispiel für ein von der vorliegenden Erfindung umfasstes, im Wesentlichen schlauch- und rohrloses Staubsaugergerät ist hingegen das Hand-Staubsaugergerät (oder auch Hand- Staubsauger). Es besteht aus einem Gehäuse mit Motor-Gebläse-Einheit und Filterbeutelaufnahmeraum mit einem Filterbeutel. An einem Ende des Gehäuses befindet sich ein Handgriff. An seinem anderen Ende ist über ein sehr kurzes Rohr eine Bodendüse wechselbar angebracht. Beim Saugen des Fußbodens wird das Gehäuse samt Bodendüse hin und her bewegt und nur die Bodenplatte der und die Laufrollen der Bodendüse berühren den Fu ßboden. Eine solche Anordnung kommt ohne Schlauch und langes Rohr aus; typischerweise sind die bei derartigen Geräten eingesetzten Rohre bzw. Verbindungsrohre nicht länger als 0,4 m).

Weitere von der vorliegenden Erfindung umfasste, im Wesentlichen schlauch- und rohrlose Staubsaugergeräte gehören zu einer Gruppe der Upright-Staubsaugergeräte.

Der Upright-Staubsauger ist eine Kombination eines Bodenteils mit Bodendüse, die oft eine elektromotorisch angetriebene Bürstwalze aufweist, und einem Oberteil, in dem der Staubsammelbehälter vorgesehen ist. Die Bodendüse ist nicht wechselbar und über einen Schlauch und/oder ein Rohr mit dem Staubsammelbehälter verbunden. Dieses Rohr und dieser Schlauch werden bei Upright-Staubsaugern auch als Verbindungsrohr und Verbindungsschlauch bezeichnet. Die Motor-Gebläse-Einheit kann in dem Bodenteil oder im Oberteil angeordnet sein. Umfasst von der Erfindung sind nun Upright-Staubsaugergeräte, bei denen die Gesamtlänge von Schlauch und/oder Rohr kleiner als 0,5 m, ist. Insbesondere, wenn der Filterbeutel auf dem Kopf (also mit einer Öffnung nach unten) vorgesehen ist, dann kann die Verbindung aus Schlauch und/oder Rohr zwischen Bodendüse und Filterbeutel sehr kurz (< 0,3 m) ausgeführt sein.

Upright-Staubsauger der Gruppe, deren Gesamtlänge von Schlauch und/oder Rohr größer als 0,5 m ist, sind hingegen nicht von der vorliegenden Erfindung umfasst.

Ein anderes Beispiel für ein von der vorliegenden Erfindung umfasstes, fast völlig schlauch- und fast rohrloses Staubsaugergerät ist der Kompakt-Staubsauger. Dieser besteht aus einem Gehäuse mit Motor-Gebläse-Einheit und Filterbeutelaufnahmeraum sowie Filterbeutel, das direkt auf der Bodendüse angebracht ist, beziehungsweise in das eine Bodendüse integriert ist. Dieses Gehäuse ist mit einem Stiel mit einem Handgriff verbunden. Motor-Gebläse-Einheit:

Mit Motor-Gebläse-Einheit wird die Kombination eines Elektromotors mit einem ein- oder mehrstufigen Gebläse bezeichnet. Üblicherweise sind die beiden Komponenten auf einer gemeinsamen Achse montiert und leistungsmäßig optimal aufeinander abgestimmt.

Luftstrom, Unterdruck, Saugleistung, Luftstromkurve (Luftdaten):

Zu Ermittlung dieser sogenannten Luftdaten wird das im Wesentlichen schlauch- und rohrlose Staubsaugergerät mit Filterbeutel gemäß EN 60312 (siehe insbesondere EN 60312, Kapitel 5.8 Luftdaten) vermessen. Das Hand-Staubsaugergerät wird ohne Bodendüse mittels eines Adapters direkt an einen Messkasten, wie er in EN 60312, Kapitel 7.2.7. beschrieben ist, angeschlossen. Der Upright-Staubsauger und der Kompakt-Staubsauger werden mit Bodendüse, also wie ein Bürststaubsauger, wie in Kapitel 5.8.1 der EN 60312 beschrieben angeschlossen.

Fig. 1 a zeigt wie ein Hand-Staubsaugergerät gemäß der vorliegenden Erfindung an den Messkasten anzuschließen ist. Fig. 1 b bis Fig. 1 e sind technische Zeichnungen einer konkreten Ausgestaltung des Anschlusses an den Messkasten, die sich zum unmittelbaren Nachbau eignen. Neben dieser Ausgestaltung sind auch beliebige andere Ausgestaltungen möglich, solange die Innenabmessungen für die Luftkanäle nicht verändert werden (beispielsweise der Radius von 20 mm in Fig. 1 b "detail 02" oder die Innendurchmesser des Anschlussstücks in Fig. 1 c "detail 05).

Fig. 1 i und Fig. 1j zeigen eine schematische Darstellung des Adapters, wie er für das aus dem Stand der Technik bekannte Hand-Staubsaugergerät Vorwerk VK140 verwendet wurde. Der Adapterteil, der in Fig. 1j gezeigt ist, wird über den Adapterteil, der in Fig. 1 b gezeigt ist, mit dem Messkasten verbunden. Zu dem Adapter gemäß Fig. 1 i ist zu bemerken, dass der Innendurchmesser des rohrförmigen Teils 33 mm beträgt.

Ferner ist in beiden Zeichnungen auch der Ansaugstutzen zum normgemäßen Befüllen des Staubsaugsystems zu sehen (siehe unten den Abschnitt "Normgemäßes Befüllen des Staubsaugsystems mit 400 g DMT8-Normstaub"). Der Innendurchmesser kann im Fall der erfindungsgemäßen Hand-Staubsauggeräte der Fig. 1 c entnommen werden. Im Fall des Adapters in Fig. 1 i beträgt er 16 mm. Für die Messungen der Luftdaten wird dieser Ansaugstutzen luftdicht verschlossen. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde ausschließlich der Messkasten Ausführung B (siehe Kapitel 7.2.7.2, Bild 20c) eingesetzt. Die Luftdaten werden für verschiedene Blenden (0 bis 9), die sich im Innendurchmesser ihrer Öffnungsgröße (0 mm bis 50 mm) voneinander unterscheiden (siehe hierzu die Tabelle in Kapitel 7.2.7.2), ermittelt. Durch die unterschiedlichen Blenden wird eine unterschiedliche Last, die im täglichen Gebrauch durch die Bodendüse und den zu saugenden Untergrund bedingt werden, simuliert.

Gemessen werden der Unterdruck h und Leistungsaufnahme Pi , die sich bei den unterschiedlichen Blenden 0 bis 9 einstellen.

Als elektrische Aufnahmeleistung des Staubsaugergerätes wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung die Leistungsaufnahme bei Blende 8 (40 mm) definiert. Dies ergibt die praxisrelevantesten Werte, da auf unterschiedlichen Bodenbelägen meist etwa in diesem Drosselzustand gearbeitet wird.

Als mittlere Aufnahmeleistung P _m [W] wird der Mittelwert der Aufnahmeleistung bei Blende 0 (0 mm) und Blende 9 (50 mm) definiert.

Der Luftstrom q (im Stand der Technik auch Saugluftstrom oder Volumenstrom genannt) wird für jede Blende jeweils aus der Messung für den Unterdruck ermittelt (siehe EN 60312, Kapitel 7.2.7.). Die gemessenen Werte sind gegebenenfalls gemäß EN 60312, insbesondere in Bezug auf Standardluftdichte (siehe EN 60312, Kapitel 7.2.7.4), zu korrigieren. Die Luftstromkurve h(q) beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Unterdruck und dem Luftstrom eines Staubsaugers. Sie ergibt sich durch Interpolation, wie sie in EN 60312 beschrieben ist (siehe hierzu EN 60312, Kapitel 7.2.7.5), zwischen den für die verschiedenen Blenden erhaltenen Wertepaaren aus jeweils gemessenem Unterdruck und ermitteltem Luftstrom. Der Schnittpunkt mit der x-Achse ergibt den maximalen mit dem Gerät erzielbaren Luftstrom q _max . Der Unterdruck ist hierbei 0, das Gerät läuft also ungedrosselt.

Der Schnittpunkt mit der y-Achse kennzeichnet den mit dem Gerät maximal erzielbaren Unterdruck h _max . Der Luftstrom ist gleich 0, das Gerät ist maximal gedrosselt. Dieser Wert ergibt sich bei Blende 0.

Die in der Norm EN 60312 vorgeschriebene lineare Interpolation zwischen den Messpunkten zur Ermittlung der Luftstromkurve ist im Falle von Radialgebläsen eine sehr gute Approximation und wird daher vorliegend immer eingesetzt, wenn die Motor-Gebläse-Einheit vom Radi- altyp ist. Für Axial- und Diagonalgebläse hingegen wird analog zu der Norm EN 60312 eine quadratische Interpolation eingesetzt.

Die Schnittpunkte der Luftstromkurve mit den Koordinatenachsen sind (unabhängig von der gewählten Interpolationsart) charakteristisch für die Gebläsegeometrie, die Aufnahmeleistung und für die Strömungswiderstände im Staubsauger.

Durch die Multiplikation von Luftstrom und Unterdruck kann aus der Luftstromkurve die Saugleistungs-Kennlinie P ₂ abgeleitet werden (siehe EN 60312, Kapitel 5.8.3; im Stand der Technik wird diese Saugleistung auch als Luftleistung bezeichnet). Das Maximum dieser Kurve wird als maximale Saugleistung P _2m ax des Staubsaugers bezeichnet. Der Wirkungsgrad η wird als das Verhältnis aus den zusammengehörenden Werten (d.h. Werten gleichen Luftstroms) für Saugleistung P ₂ und Leistungsaufnahme Pi berechnet. Das Maximum dieser Kurve entspricht dem maximalen Wirkungsgrad r) _max des Staubsaugers. Der Wirkungsgrad η wird nach EN 60312 in [%] angegeben.

Luftstrom, Unterdruck, Saugleistung, Motor-Gebläse-Kennlinie (Luftdaten) für die Motor-Gebläse-Einheit:

Die Motor-Gebläse-Kennlinie beschreibt den Zusammenhang zwischen Luftstrom und Unterdruck der nicht in ein Staubsaugergerät eingebauten Motor-Gebläse-Einheit bei unterschiedlichen Drosselzuständen, die wiederum durch die unterschiedlichen Blenden simuliert werden. Die Bestimmung der Motor-Gebläse-Kennlinie erfolgt analog zur Bestimmung der Luftstromkurve nach EN 60312.

Die Motor-Gebläse-Einheit wird hierzu direkt und luftdicht auf den Messkasten gesetzt und bei unterschiedlichen Blenden 0 bis 9 gemäß EN 60312 vermessen. Ansonsten wird wie bei der Messung der Luftstromkurve verfahren. Fig. 1 f bis Fig. 1 g und Fig. 1 b sind technische Zeichnungen einer konkreten Ausgestaltung des Anschlusses der Motor-Gebläse-Einheit, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, an den Messkasten. Hierbei ist die Wand des Messkastens in Fig. 1 f mit I gekennzeichnet. Neben dieser Ausgestaltung sind auch beliebige andere Ausgestaltungen möglich, solange die Innenabmessungen für die Luftkanäle nicht verändert werden (der Radius von 20 mm in Fig. 1 f "detail 02" und die konische Erweiterung des Luftkanals von 35 mm auf 40 mm in Fig. 1g "detail 10"). Die Motor-Gebläse- Einheit gemäß dem Stand der Technik, d.h. die Einheit des Hand-Staubsaugergerät Vorwerk VK140, wird entsprechend an den Messkasten angeschlossen. Gemessen werden wiederum Unterdruck und Leistungsaufnahme bei den unterschiedlichen Blenden 0 bis 9. Diese Messwerte werden gegebenenfalls korrigiert (siehe oben). Der Luftstrom wird für die entsprechenden Blenden aus den gemessenen Unterdruckwerten ermittelt. Die Motor-Gebläse-Kennlinie h(q) beschreibt den Zusammenhang zwischen dem Unterdruck und dem Luftstrom der vermessenen Motor-Gebläse-Einheit. Sie ergibt sich wiederum durch eine lineare bzw. quadratische Interpolation (abhängig von der verwendeten Motor-Gebläse- Einheit, siehe oben) zwischen den für die verschiedenen Blenden erhaltenen Wertepaaren aus jeweils gemessenem Unterdruck und ermitteltem Luftstrom. Der Schnittpunkt der Kennlinie M mit der x-Achse definiert hierbei wiederum den maximalen durch die Motor-Gebläse- Einheit erreichbaren Luftstrom q _max . Der Unterdruck in diesem Punkt ist 0, die Motor- Gebläse-Einheit läuft ungedrosselt. Der Schnittpunkt mit der y-Achse kennzeichnet wiederum den maximalen Unterdruck h _max . Der Luftstrom ist in diesem Punkt gleich 0, das Gerät ist vollständig gedrosselt (Blende 0).

Durch Multiplikation von Luftstrom und Unterdruck für jeden Messpunkt kann aus der Motor- Gebläse-Kennlinie die Saugleistungs-Kennlinie P ₂ abgeleitet werden. Das Maximum dieser Kurve wird als maximale Saugleistung P _2m ax der Motor-Gebläse-Einheit bezeichnet. Der Wirkungsgrad η wird als das Verhältnis aus den zusammengehörenden Werten (d.h. Werten gleichen Luftstroms) für Saugleistung P ₂ und Leistungsaufnahme Pi berechnet. Das Maximum dieser Kurve entspricht dem maximalen Wirkungsgrad n _max der Motor-Gebläse-Einheit. Der Wirkungsgrad η wird nach EN 60312 in [%] angegeben.

Wirkungsgradverringerung:

Die Wirkungsgradverringerung ist beim Hand-Staubsauger als Differenz zwischen dem maximalen Wirkungsgrad der Motor-Gebläse-Einheit und dem maximalen Wirkungsgrad des Staubsaugsystems bei leerem Filterbeutel und ohne Bodendüse definiert. Beim Kompakt- Staubsauger und beim Upright-Staubsauger ist die Bodendüse nicht vom Gerät trennbar oder integraler Bestandteil des Gerätes. In diesen Fällen wird die Wirkungsgradverringerung als Differenz zwischen dem maximalen Wirkungsgrad der Motor-Gebläse-Einheit und dem maximalen Wirkungsgrad des Staubsaugsystems bei leerem Filterbeutel und mit Bodendüse definiert.

Die Wirkungsgradverringerung ist ein Maß für die Verluste des Staubsaugsystems Die Wirkungsgradverringerung wird in [%] angegeben. Normgemäßes Saugen:

Das normgemäße Saugen auf dem Normteppich Wilton wird, wie in EN 60312, Kapitel 5.3 beschrieben, durchgeführt. Angaben zum Normteppich vom Typ Wilton finden sich in EN 60312, Kapitel 7.1 .1 .2.1 und Anhang C.1 der EN 60312

Wirkungsgrad und Saugleistung beim Normgemäßem Saugen auf Normteppich vom Typ Wilton:

Der Wirkungsgrad beim normgemäßen Saugen auf dem Normteppich vom Typ Wilton wird wie folgt ermittelt:

Es wird eine Messung in Anlehnung an die Staubaufnahmemessung nach EN 60312, Kapitel 5.3 auf dem Normteppich vom Typ Wilton mit der Bedienvorrichtung nach Kapitel 4.8 durchgeführt. Abweichend zu dieser Vorschrift wird auf das Aufbringen des Prüfstaubes verzichtet. Die Punkte 5.3.4 bis 5.3.7 der EN 60312 entfallen somit.

Während der Messung wird die Strömungsgeschwindigkeit in der Abluft des Staubsaugers mit Flügelradanemometer vom Typ Kanomax Model 6813 mit Flügelradsonde APT275 mit einem Durchmesser von 70 mm gemessen (Hersteller dieses Anemometers ist die Firma Kanomax, 219 US Hwy 206, PO Box 372 Andover, NJ 07821 , www.kanomax-usa.com). Die Flügelradsonde wurde hierzu über der Ausblasöffnung des Staubsaugergeräts an einer Position befestigt, an der das obengenannte Anemometer einen Strömungsgeschwindigkeitswert anzeigt, der etwa in der Mitte des Messbereichs des Anemometers, also etwa bei 20 m/s, liegt. Dies dient dazu, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Abluft in dem Messbereich des Anemometers liegt. Nach der Befestigung des Anemometers wird der Wert der Strömungsgeschwindigkeit genau gemessen. Im Fall eines Hand-Staubsaugergeräts wird dieser anschließend ohne Bodendüse mit entsprechenden Adapterstücken an den Messkasten, Ausführung B, zur Messung der Luftdaten nach EN 60312, Kapitel 5.8, mit Blende 8 angeschlossen (siehe hierzu Fig. 1 i, 1j und 1 b für den Hand-Staubsauger Vorwerk VK 140 gemäß dem Stand der Technik und Fig. 1 a für die Hand-Staubsaugergeräte gemäß der Erfindung). Handelt es sich um einen Kompakt-Staubsauger oder um einen unter die Erfindung fallenden Upright-Staubsauger werden diese wie ein Bürststaubsauger, wie in Kapitel 5.8.1 der EN 60312 beschrieben, an den Messkasten angeschlossen. Es wird dann derselbe Wert der Strömungsgeschwindigkeit in der Abluft des Staubsaugers eingestellt, der bei der Staubaufnahmemessung auf dem Normteppich vom Typ Wilton gemessen wurde. Diese Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit erfolgt durch entsprechende Anpassung der Betriebsspannung der Motor-Gebläse-Einheit. Wichtig ist hierbei, dass gegenüber der Staubaufnahmemessung die Position des Anemometers in Bezug auf die Ausblasöffnung nicht verändert wird. Die tatsächliche Position des Anemometers ist hierbei unkritisch.

Mit diesem Aufbau wird der Unterdruckwert nach EN 60312, Kapitel 5.8.3 gemessen und der Luftstrom nach EN 60312, Kapitel 7.2.7.2 ermittelt.

Dieser so erhaltene Wert für den Luftstrom wird in die ermittelte Luftstromkurve übertragen, um den entsprechenden Unterdruck ablesen zu können, aus beiden Werten die Saugleistung P ₂ zu bestimmen, und zusammen mit der dem Luftstrom entsprechenden Leistungsaufnahme Pi den Wirkungsgrad beim normgemäßem Saugen auf dem Normteppich vom Typ Wilton zu bestimmen.

Der Unterdruckwert lässt sich auch berechnen, nämlich dadurch, dass eine Regressionsgerade für die Luftstromkurve ermittelt wird und der Luftstromwert direkt in diese Regressionsgleichung (abhängig vom Typ der Motor-Gebläse-Einheit ist diese Regressionsgleich linear oder quadratisch ; siehe oben) zur Berechnung des Unterdrucks eingesetzt wird (siehe hierzu auch EN 60312, Kapitel 7.2.7.5).

Normgemäßes Befüllen des Staubsaugsystems mit 400 g DMT8-Normstaub:

Das normgemäße Befüllen des Staubsaugsystems mit 400 g DMT8-Normstaub erfolgt nach Kapitel 5.9 der EN 60312. Die für die verschiedenen Staubsauger verwendeten Adapter sind in Fig. 1 i (Stand der Technik) und Fig. 1 c (Erfindung) gezeigt und oben im Zusammenhang mit diesen Figuren beschrieben. Ebenso ist der DMT8-Normstaub entsprechend der EN 60312 vorzusehen. Staubaufnahme:

Die Staubaufnahme von Teppichen wird nach EN 60312, Kapitel 5.3 ermittelt. Das Saugvermögen bei gefülltem Filterbeutel wird gemäß Kapitel 5.9 bestimmt. Entgegen der Abbruchbedingungen in Kapitel 5.9.1 .3 werden grundsätzlich 400 g DMT8 Staub eingesaugt.

Flachbeutel, Filterbeutelwand, Falte, Länge, Höhe und Breite sowie Richtung einer Falte, Oberflächenfaltung, maximale Höhe der Oberflächenfaltung:

Die Begriffe Flachbeutel, Filterbeutelwand, Falte, Länge, Höhe und Breite sowie Richtung einer Falte, Oberflächenfaltung, maximale Höhe der Oberflächenfaltung werden in der vorliegenden Beschreibung und den Patentansprüchen gemäß den in der EP 2 366 321 A1 angegebenen Definitionen verwendet.

Ermittlung der Fläche des der Öffnungsfläche des entsprechenden Rechtecks:

Die Fläche des der Öffnungsfläche entsprechenden Rechtecks wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit Hilfe des sogenannten minimal umschreibenden Rechtecks ermittelt, das aus der Bildverarbeitung wohl bekannt ist (siehe zum Beispiel in Tamara Ostwald, "Objekt-Identifikation anhand Regionen beschreibender Merkmale in hierarchisch partitionierten Bildern", Aachener Schriften zur medizinischen Informatik, Band 04, 2005. )

Zur Ermittlung der Fläche des Rechtecks ist zu unterscheiden, ob die Öffnungsfläche in einer Ebene liegt (zweidimensionale Öffnungsfläche mit zweidimensionalem Rand) oder ob sich die Öffnungsfläche über eine Ebene hinaus erstreckt (dreidimensionale Öffnungsfläche mit dreidimensionalem Rand).

Bei einer zweidimensionalen Öffnungsfläche wird die Fläche des der Öffnungsfläche entsprechenden Rechtecks unmittelbar durch die Fläche des minimal den zweidimensionalen Rand der Öffnungsfläche umschreibenden Rechtecks bestimmt.

Bei einer dreidimensionalen Fläche muss, bevor die Fläche des Rechtecks mit einem umschreibenden Rechteck ermittelt werden kann, zuerst der dreidimensionale Rand in einen zweidimensionalen Rand transformiert werden. Hierzu wird der Rand in N gleiche Teile geteilt. Durch diese Teilung werden auf dem dreidimensionalen Rand N Punkte P _n (n = 1 ,...,N) festgelegt werden. Dann wird der Schwerpunkt SP dieses dreidimensionalen Randes ermittelt und der Abstand d _n eines jeden der N Punkte P _n zu dem Schwerpunkt SP ermittelt. Hieraus ergibt sich dann eine Punktemenge in Polarkoordinaten K _n (d _n ; (360xn/N)°). Lässt man N sehr groß werden, dann wird aus dieser Punktmenge ein dem dreidimensionalen Rand entsprechender zweidimensionaler Rand, für den ein umschreibendes Rechteck ermittelt werden kann. Zur Transformation gemäß der vorliegenden Erfindung wird N = 360 gesetzt.

Die Fläche des der Öffnungsfläche entsprechenden Rechtecks stellt eine gute und eindeutige Approximation der Öffnungsfläche des Staubsaugergeräts dar, die sich selbst bei komplexen Öffnungsflächen und Öffnungsrändern auf einfache Weise ermitteln lässt.

Die Fläche eines Filterbeutels im Sinn der vorliegenden Erfindung wird an dem Filterbeutel bestimmt, wenn er in vollständig entfalteter Form plan, also in 2-dimensionaler Form, auf einer Unterlage liegt. Bei einem Filterbeutel mit nicht verschweißten Seitenfalten werden die Seitenfalten zur Ermittlung der Fläche vollständig entfaltet. Hat der Filterbeutel hingegen verschweißte Seitenfalten, dann werden diese bei der Ermittlung der Fläche nicht berücksichtigt. Beispielsweise ergibt sich die Fläche eines Filterbeutels mit rechteckiger Form dadurch, dass der Filterbeutel aus seiner Verpackung genommen wird, vollständig entfaltet wird, seine Länge und Breite gemessen werden und diese miteinander multipliziert werden.

Verschweißte und nicht verschweißte Seitenfalten:

Flachbeutel im Sinn der vorliegenden Erfindung können auch sogenannte Seitenfalten aufweisen. Hierbei können diese Seitefalten völlig ausfaltbar sein. Ein Flachbeutel mit solchen Seitenfalten ist zum Beispiel in der DE 20 2005 000 917 U1 gezeigt (siehe dort Fig. 1 mit eingefalteten Seitenfalten und Fig. 3 mit ausgefalteten Seitenfalten). Alternativ können die Seitenfalten mit Teilen des Umfangsrands verschweißt sein. Ein solcher Flachbeutel ist in der DE 10 2008 006 769 A1 gezeigt (siehe dort insbesondere Fig. 1 ).

Aufnahmevolumen des Filterbeutels im Aufnahmeraum, maximales Aufnahmevolumen:

Das Aufnahmevolumen des Filterbeutels in dem Filterbeutelaufnahmeraum wird gemäß der vorliegenden Erfindung nach EN 60312, Kapitel 5.7 ermittelt. Das maximale Aufnahmevolumen des Filterbeutels wird gemäß der vorliegenden Erfindung analog zu EN 60312, Kapitel 5.7 ermittelt. Einziger Unterschied zu EN 60312, Kapitel 5.7 ist hierbei, dass der Filterbeutel freihängend in einer Kammer vorgesehen wird, deren Volumen zumindest so groß ist, dass der Filterbeutel nicht daran gehindert wird, dass er sich vollständig zu seiner maximal möglichen Größe bei vollständiger Füllung ausdehnt. Beispielsweise genügt eine würfelförmige Kammer mit einer Kantenlänge, die gleich der Wurzel der Summe der Quadrate von maximaler Länge und maximaler Breite des Filterbeutels ist, dieser Anforderung.

Oberfläche des Filterbeutels, Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums:

Die Oberfläche des Filterbeutels im Sinn der vorliegenden Erfindung ist hierbei definiert als die zweimal die Fläche, die der Filterbeutel einnimmt, wenn er in vollständig entfalteter Form plan, also in 2-dimensionaler Form, auf einer Unterlage liegt. Die Fläche der Eingangsöffnung und die Fläche der Schweißnähte werden nicht berücksichtigt, da sie vergleichsweise gering im Verhältnis zu tatsächlichen Filterfläche sind. Ebenso bleiben etwaige im Filtermaterial selbst vorgesehene Faltungen (zur Oberflächenvergrößerung des Filtermaterials), unberücksichtigt. Die Oberfläche eines rechteckigen Filterbeutels (gemäß obiger Definition) ergibt sich somit einfach dadurch, dass er aus seiner Verpackung genommen wird, vollständig entfaltet wird, seine Länge und Breite gemessen werden, diese miteinander multipliziert werden und das Ergebnis mal Zwei genommen wird.

Die Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums im Sinn der vorliegenden Erfindung ist definiert als die Oberfläche, die der Filterbeutelaufnahmeraum hätte, wenn (soweit vorhanden) sämtliche Einrichtungen (Rippen, rippenförmige Abschnitte, Bügel etc.), die in dem Filterbeutelaufnahmeraum dazu vorgesehen sind, dass das Filtermaterial des Filterbeutels von der Wand des Filterbeutelaufnahmeraums beabstandet bleibt (was bei einem glatten Filtermaterial erforderlich ist, um zu gewährleisten, dass überhaupt Luft durch den Filterbeutel strömen kann) unberücksichtigt bleiben. Die Oberfläche eines quaderförmigen Filterbeutelaufnahmeraums mit Rippen, ergibt sich somit als maximale Länge mal maximale Breite mal maximale Höhe des Filterbeutelaufnahmeraums ohne, dass die Abmessungen der Rippen hierbei berücksichtigt werden.

Da die Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums lediglich als Untergrenze in die obige Relation eingeht, kann zur Ermittlung, ob ein bestimmtes Staubsaugergerät in Kombination mit dem Filterbeutel von der zuvor diskutierten Weiterbildung Gebrauch macht, insbesondere wenn der Filterbeutelaufnahmeraum von komplizierter geometrischer Form ist, hilfsweise die Oberfläche eines quaderförmigen Körpers ermittelt werden, der den Filterbeutelaufnahmeraum vollständig umschließt; die Oberfläche eines solchen Körpers ergibt sich beispielsweise, wenn man die Oberfläche eines Quaders mit den Kantenlängen, die der maximaler Ausdehnung des tatsächlichen Filterbeutelaufnahmeraums in Längen-, Breiten und Höhenrichtung entsprechen, ermittelt (Längen-, Breiten- und Höhenrichtung sind hierbei selbstverständlich orthogonal zueinander).

STAND DER TECHNIK

Aufgrund der Knappheit von Ressourcen wird es zunehmend wichtiger in den Bereichen des täglichen Lebens, beispielsweise auf dem Gebiet der Haushaltsgeräte, wie Staubsaugsystemen, Energie einzusparen. Wünschenswert ist hierbei, dass die Funktion derartiger Staubsaugsysteme nicht gegenüber dem bisher Bekannten eingeschränkt wird.

Ein derartiges Einsparen von Energie setzt voraus, dass die Staubsaugsysteme in Bezug auf ihren Energieverbrauch optimiert werden, wobei die Funktion derartig optimierter Staubsaugsysteme, also insbesondere die Staubaufnahme, nicht beeinträchtigt werden soll.

Gemäß dem Stand der Technik werden die Komponenten eines Staubsaugsystems mit einem im Wesentlichen schlauch- und rohrlosen Staubsaugergerät und einem Filterbeutel, wobei das Staubsaugergerät eine Motor-Gebläse-Einheit mit einer Motor-Gebläse-Kennlinie, einen Filterbeutelaufnahmeraum und eine Bodendüse aufweist, und wobei der Filterbeutel ein Filtermaterial aus Vliesstoff umfasst, derart optimiert, dass bei vorgegebener elektrischer Leistungsaufnahme, auch kurz als Leistungsaufnahme bezeichnet, eine maximale Saugleistung gemäß EN 60312 erzielt wird. Bei aktuell auf dem Markt erhältlichen Geräten, die als ökologische Geräte mit reduzierter Aufnahmeleistung angepriesen werden, liegt die Leistungsaufnahme im Bereich von etwa 900 W

Ein derart optimiertes Staubsaugsystemen ist beispielsweise das Staubsaugsystem Vorwerk VK 140. Mit ihm kann bei leerem Staubsaugerfilterbeutel eine Staubaufnahme nach der Norm EN 60312 bei dem Normteppich vom Typ Wilton von etwa 84 % erreicht werden. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass die guten Staubaufnahmewerte durch die Unterstützung der elektromotorisch angetriebenen Bodendüse zustande kommen. Die Leistungsaufnahme der Bodendüse muss zur elektrischen Leistungsaufnahme des Staubsaugers hinzugerechnet werden um die Performance und Effizienz des Gerätes beurteilen zu können. Fig. 2a zeigt die Luftdaten der im Staubsaugsystem Vorwerk VK 140 verwendeten Motor- Gebläse-Einheiten, Fig. 2b zeigen die Luftdaten für dieses Staubsaugsystem bei eingelegtem leerem Filterbeutel und Fig. 2c die Luftdaten für dieses Staubsaugsystem bei eingelegtem mit 400 g DMT8-Staub gefülltem Filterbeutel. Diese Messungen wurden mit dem von Vorwerk zu diesem Staubsauger geliefertem Original-Zubehör und den Original-Filterbeuteln durchgeführt. Die erhaltenen Daten werden unten stehend noch im Zusammenhang mit den Daten für die erfindungsgemäßen Staubsaugsysteme diskutiert.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Staubsaugsysteme, die aus im Wesentlichen schlauch- und rohrlosen Staubsaugergeräten und Filterbeuteln bestehen, derart zu optimieren, dass die elektrische Aufnahmeleistung des Staubsaugergeräts des Systems erheblich verringert werden kann, ohne dass die Staubaufnahme gemäß EN 60312 dadurch beeinträchtigt wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Insbesondere wird ein Verfahren zum Optimieren eines Staubsaugsystems mit einem im Wesentlichen schlauch- und rohrlosen Staubsaugergerät und einem Filterbeutel, wobei das im Wesentlichen schlauch- und rohrlose Staubsaugergerät eine Motor-Gebläse-Einheit mit einer Motor-Gebläse-Kennlinie, einen Filterbeutelaufnahmeraum, einen Anschlussstutzen für den Filterbeutel und eine Bodendüse aufweist, und wobei der Filterbeutel ein Filtermaterial aus Vliesstoff umfasst, bereitgestellt, dass folgenden Schritt aufweist:

Aufeinanderabstimmen von Motor-Gebläse-Kennlinie und Größe, Form und Material des Filterbeutels und Größe und Form des Filterbeutelaufnahmeraums und des Innendurchmessers des Anschlussstutzens für den Filterbeutel und Bodendüse, derart, dass sich bei dem Staubsaugsystem beim normgemäßen Saugen auf einem Normteppich vom Typ Wilton bei leerem Filterbeutel ein Wirkungsgrad von mindestens 30 %, vorzugsweise mindestens 33 %, höchst vorzugsweise mindestens 36 %, einstellt, wobei das normgemäße Saugen nach der Norm EN 60312 durchgeführt wird und der Normteppich vom Typ Wilton gemäß der Norm EN 60312 vorgesehen wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei der zuvor beschriebenen Optimierung die Leistungsaufnahme erheblich gegenüber bisherigen Staubsaugsystemen verringert werden kann.

So lässt sich beispielsweise mit einer elektrischen Aufnahmeleistung von etwa 400 Watt problemlos eine Staubaufnahme nach EN 60312 bei dem Normteppich vom Typ Wilton von 80 % bei einer Schiebekraft von 32 N realisieren.

Bei nur unerheblich besserer Staubaufnahme von 84 % hat ein Vorwerk VK140 eine elektrische Aufnahmeleistung von 942 W für den Staubsauger und zusätzlich etwa 130 W für die Elektrobürste. Die elektrische Aufnahmeleistung des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren optimierten Staubsaugsystems gegenüber dem Vorwerk VK 140 kann um 63 % verringert werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann derart weitergebildet werden, dass aus Motor- Gebläse-Kennlinie und Größe, Form und Material des Filterbeutels und Größe und Form des Filterbeutelaufnahmeraums zunächst eine Luftstrom kurve ermittelt wird, die mit der Bodendüse aufeinander abgestimmt wird, so dass beim Saugen auf dem Normteppich Wilton ein möglichst hoher Wirkungsgrad erreicht wird. Diese Weiterbildung stellt eine besonders effiziente Implementierung des zuvor beschriebenen Verfahrens dar.

Alle zuvor beschriebenen Verfahren lassen sich auch derart weiterbilden, dass das Aufeinanderabstimmen weiterhin dazu führt, dass sich nach normgemäßem Befüllen des Staubsaugsystems mit 400 g DMT8-Normstaub beim normgemäßen Saugen auf dem Normteppich vom Typ Wilton, ein Wirkungsgrad von mindestens 20 %, vorzugsweise mindestens 23 %, höchst vorzugsweise mindestens 25 %, einstellt, wobei der DMT8-Normstaub gemäß der Norm EN60312 vorgesehen wird.

Gemäß dieser Weiterbildung wird sichergestellt, dass das Staubsaugsystem au ßerdem eine hohe Standzeit aufweist.

Sämtliche der zuvor beschriebenen Verfahren können auch dahingehend weitergebildet werden, dass das Aufeinanderabstimmen dazu führt, dass die Wirkungsgradverringerung zwischen dem maximalen Wirkungsgrad der Motor-Gebläse-Einheit und dem maximalen Wirkungsgrad des Staubsaugsystems bei leerem Filterbeutel und ohne Bodendüse weniger als 15 %, vorzugsweise weniger als 13 %, höchst vorzugsweise weniger als 10 % beträgt.

Gemäß dieser Weiterbildung werden die übrigen Komponenten des Staubsaugsystems besonders effizient an die Motor-Gebläse-Einheit angepasst

Gemäß einer anderen Weiterbildung kann in sämtlichen zuvor beschriebenen Verfahren das Aufeinanderabstimmen außerdem dazu führen, dass die Wirkungsgradverringerung zwischen dem maximalen Wirkungsgrad der Motor-Gebläse-Einheit und dem maximalen Wirkungsgrad des Staubsaugsystems bei mit 400 g DMT8-Normstaub gefülltem Filterbeutel und ohne Bodendüse weniger als 40 %, vorzugsweise weniger als 30 %, höchst vorzugsweise weniger als 25 % beträgt.

Diese Weiterbildung zeichnet sich durch eine besonders effiziente Anpassung der übrigen Komponenten des Staubsaugsystems an die Motor-Gebläse-Einheit bei hoher Standzeit aus.

In allen zuvor beschriebenen Verfahren kann das Aufeinanderabstimmen so weitergebildet werden, dass es dazu führt, dass die Saugleistung des Staubsaugsystems beim normgemäßen Saugen auf dem Normteppich vom Typ Wilton bei leerem Filterbeutel mindestens 100 W, vorzugsweise mindestens 150 W, höchst vorzugsweise mindestens 200 W, beträgt und/oder dass die Saugleistung des Staubsaugsystems beim normgemäßen Saugen auf dem Normteppich vom Typ Wilton bei mit 400 g DMT8-Normstaub gefülltem Filterbeutel mindestens 70 W, vorzugsweise mindestens 100 W, höchst vorzugsweise mindestens 130 W beträgt.

Die hier angegebenen Werte bewirken, dass auf Wilton sowohl ein ausreichender Luftstrom als auch ein ausreichender Unterdruck zur Erzielung einer guten Staubaufnahme zur Verfügung steht.

Neben den oder zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Alternativen zum Aufeinanderabstimmen, kann weiterhin das System derart abgestimmt werden, dass der Luftstrom beim normgemäßen Saugen auf dem Normteppich vom Typ Wilton bei leerem Filterbeutel mindestens 20 l/s, bevorzugt mindestens 23 l/s, besonders bevorzugt mindestens 26 l/s beträgt und/oder dass der Luftstrom beim normgemäßen Saugen auf dem Normteppich vom Typ Wilton bei mit 400 g DMT8-Normstaub gefülltem Filterbeutel mindestens 20 l/s, bevorzugt mindestens 23 l/s, besonders bevorzugt mindestens 25 l/s beträgt.

Stimmt man das System derart ab, dann wird sichergestellt, dass eine minimal eingesetzte elektrische Leistung zu einer zufriedenstellenden Saugleistung bei hoher Standzeit führt.

Alle zuvor beschriebenen Verfahren können derart weitergebildet werden, dass ein Filterbeutel in Form eines Flachbeutels mit einer ersten und einer zweiten Filterbeutelwand eingesetzt wird, wobei die erste und/oder die zweite Filterbeutelwand wenigstens fünf Falten aufweisen, wobei die wenigstens fünf Falten wenigstens eine Oberflächenfaltung bilden, deren maximale Höhe vor der ersten Inbetriebnahme des Filterbeutels in einem im Wesentlichen schlauch- und rohrlosen Staubsaugergerät kleiner ist als die der maximalen Höhe entsprechende maximale Breite. Vorzugsweise kann bei einem derartigen Flachbeutel jede Falte vor der ersten Inbetriebnahme des Filterbeutels in einem im Wesentlichen schlauch- und rohrlosen Staubsaugergerät eine Länge haben, die mindestens der Hälfte der Gesamtausdehnung des Filterbeutels in Richtung der Falte, vorzugsweise im Wesentlichen der Gesamtausdehnung des Filterbeutels in Richtung der Falte, entspricht. Hierbei kann in einer besonders bevorzugten Weiterbildung jede Falte des eingesetzten Flachbeutels vor der ersten Inbetriebnahme des Filterbeutels in einem im Wesentlichen schlauch- und rohrlosen Staubsaugergerät eine Faltenhöhe zwischen 3 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 5 mm und 15 mm, und/oder eine Faltenbreite zwischen 3 mm und 50 mm, vorzugsweise zwischen 5 mm und 15 mm, aufweisen. Derartige Flachbeutel sind aus der EP 2 366 321 A1 bekannt und stellen Ausführungen von Flachbeuteln dar, die sich besonders für alle zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Optimierung des in Frage stehenden Staubsaugsystems eignen.

Ferner können jede Oberflächenfaltung des eingesetzten Filterbeutels Bereiche haben, die in der Fläche der Filterbeutelwand liegen, und Bereiche haben, die über die Fläche der Filterbeutelwand hervorstehen und im Saugbetrieb entfaltbar sind, wobei das im Wesentlichen schlauch- und rohrlose Staubsaugergerät einen Filterbeutelaufnahmeraum mit starren Wänden aufweist, wobei an den Wänden des Filterbeutelaufnahmeraums wenigstens eine erste Abstandshalteeinrichtung derart vorgesehen ist, dass sie die in der Fläche der Filterbeutelwand liegenden Bereiche wenigstens einer Oberflächenfaltung von der Wand des Filterbeutelaufnahmeraums beabstandet hält, und wenigstens eine zweite Abstandshalteeinrichtung derart vorgesehen ist, dass sie die entfalteten Bereiche der wenigstens einen Oberflächenfaltung von der Wand des Filterbeutelaufnahmeraums beabstandet hält. In der im letzten Absatz beschriebenen Weiterbildung kann die Höhe der ersten und/oder der zweiten Abstandshalteeinrichtungen gegenüber der Wand des Filterbeutelaufnahmeraums in einem Bereich von 5 mm bis 60 mm, vorzugsweise von 10 mm bis 30 mm, liegen.

Durch ein Vorsehen dieser speziellen Abstandshalteeinrichtung(en) für die Bereiche der Oberflächenfaltung(en), die in der Fläche der Filterbeutelwand liegen und der speziellen Abstandshalteeinrichtungen für die Bereiche der Oberflächenfaltung, die über diese Fläche hervorstehen, kann sich die Oberflächenfaltung so entfalten, dass der Großteil der Fläche des die Oberflächenfaltung bildenden Filtermaterials anströmbar wird. Hierdurch vergrößert sich die effektive Filterfläche des Filterbeutels (gegenüber der Verwendung in einem herkömmlichen Staubsaugergerät), so dass die Staubaufnahmekapazität des Filterbeutels bei höherer Abscheideleistung und höherer Standzeit gegenüber dieser herkömmlichen Vorrichtung weiter erhöht werden kann. Derartige Abstandshalteeinrichtungen eignen sich daher besonders für das erfindungsgemäße Optimierungsverfahren.

Die zuvor beschriebenen Verfahren können außerdem dadurch weitergebildet werden, dass eine Motor-Gebläse-Einheit eingesetzt wird, deren Motor-Gebläse-Kennlinie so vorgesehen ist, dass bei Blende 0 ein Unterdruck von zwischen 6 kPa und 23 kPa, vorzugsweise zwischen 8 kPa und 20 kPa, höchst vorzugsweise zwischen 8 kPa und 15 kPa, und ein maximaler Luftstrom von mindestens 50 l/s, vorzugsweise von mindestens 60 l/s, höchst vorzugsweise mindestens 70 l/s, erzeugt wird.

Motor-Gebläse-Einheiten mit einer derartigen Motor-Gebläse-Kennlinie haben überraschenderweise zu Staubsaugsystem mit besonders niedriger elektrischer Leistungsaufnahme geführt.

Gemäß einer anderen Weiterbildung aller zuvor beschriebenen Verfahren kann zum Optimieren ein Filterbeutel in Form eines Flachbeutels eingesetzt werden, und ein im Wesentlichen schlauch- und rohrloses Staubsaugergerät mit einem Filterbeutelaufnahmeraum mit starren Wänden eingesetzt werden, wobei der Filterbeutelaufnahmeraum eine durch eine Klappe verschließbare Öffnung mit einer vorgegebenen Öffnungsfläche aufweist, durch die der Filterbeutel in den Filterbeutelaufnahmeraum eingesetzt wird, und wobei das Verhältnis aus der Fläche eines der Öffnungsfläche entsprechenden Rechtecks und der Fläche des Filterbeutels größer als 1 ,0 ist.

Erfüllt die Öffnungsfläche im Verhältnis zur Fläche des Filterbeutels diese Relation, dann ist sichergestellt, dass der Filterbeutel in den Filterbeutelaufnahmeraum im Wesentlichen voll- ständig ausgefaltet eingebracht werden kann. Eine Überdeckung der beiden Einzellagen oder eine Überdeckung einer der beiden Einzellagen mit sich selbst wird somit vermieden. Es steht von Beginn des Saugbetriebs an (für diesen Filterbeutel) der Großteil der gesamten Filterfläche des Filterbeutel zur Verfügung und die Filtereigenschaften des Filterbeutels, insbesondere die für den Filterbeutel erzielbare Staubaufnahmekapazität bei hoher Abscheideleistung und hoher Standzeit, werden somit von Anfang an optimal ausgenutzt.

Auch kann gemäß einer Weiterbildung aller zuvor beschriebenen Verfahren zum Optimieren ein Filterbeutel in Form eines Flachbeutels eingesetzt werden, und ein im Wesentlichen schlauch- und rohrloses Staubsaugergerät mit einem Filterbeutelaufnahmeraum mit starren Wänden eingesetzt werden, wobei das Verhältnis des Aufnahmevolumens des Filterbeutels in dem Filterbeutelaufnahmeraum zu dem maximalen Aufnahmevolumen des Filterbeutels größer als 0,70, vorzugsweise größer als 0,75, höchstvorzugsweise größer als 0,8 ist.

Ist ein Filterbeutelaufnahmeraum derart ausgebildet, dass der für ihn vorgesehene Filterbeutel die oben genannte Bedingungen erfüllt sind, dann ist sichergestellt, dass während des gesamten Saugbetriebs (bis zum Wechsel des Beutels) der Großteil der gesamten Filterfläche des Filterbeutel zur Verfügung steht und somit wird der Filterbeutel während des Betriebs optimal gefüllt wird. Die Filtereigenschaften des Filterbeutels, insbesondere die für den Filterbeutel erzielbare Staubaufnahmekapazität bei hoher Abscheideleistung und hoher Standzeit, werden somit bis zum Wechsel des Filterbeutels optimal ausgenutzt.

Vorteilhafterweise kann in den beiden zuletzt beschriebenen Weiterbildungen das Verhältnis aus Oberfläche des Filterbeutelaufnahmeraums und Oberfläche des Filterbeutels größer als 0,90, vorzugsweise größer als 0,95, höchst vorzugsweise größer als 1 ,0 sein. Sind Filterbeutelaufnahmeraum und der für ihn vorgesehene Filterbeutel so ausgebildet, dass diese Bedingung erfüllt ist, dann sind beide besonders vorteilhaft aufeinander abgestimmt, so dass die Filtereigenschaften des Filterbeutels, insbesondere die für den Filterbeutel erzielbare Staubaufnahmekapazität bei hoher Abscheideleistung und hoher Standzeit, optimal ausgenutzt werden.

Alle zuvor beschriebenen Verfahren können so weitergebildet werden, dass die Komponenten derart aufeinander abgestimmt werden, dass bei leerem Filterbeutel eine Luftstromkurve resultiert, bei der bei Blende 0 ein Unterdruck zwischen 8 kPa und 20 kPa, vorzugsweise zwischen 8 kPa und 15 kPa, höchst vorzugsweise zwischen 8 kPa und 13 kPa, und ein maximaler Luftstrom von mindestens 40 l/s, vorzugsweise von mindestens 44 l/s, höchst vorzugsweise mindestens 50 l/s, erzeugt wird und/oder dass die Komponenten derart aufeinan- der abgestimmt werden, dass bei mit 400 g DMT8-Staub gefülltem Filterbeutel eine Luftstromkurve resultiert, bei der bei Blende 0 ein Unterdruck zwischen 8 kPa und 20 kPa, vorzugsweise zwischen 8 kPa und 18 kPa, höchst vorzugsweise zwischen 8 kPa und 15 kPa, und ein maximaler Luftstrom von mindestens 30 l/s, vorzugsweise von mindestens 35 l/s, höchst vorzugsweise mindestens 40 l/s, erzeugt wird.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass derartig optimierte Systeme sowohl den Staub vom Untergrund (insbesondere auf Teppichboden) sehr gut lösen als auch einen guten Transport des gelösten Staubs in das Staubsaugsystem gewährleisten.

Alle zuvor beschriebenen Verfahren lassen sich dadurch weiterbilden, dass im Rahmen der Optimierung der Innendurchmesser des Anschlussstutzens so gewählt wird, dass er größer als der kleinste Innendurchmesser der Verbindung aus Rohr und/oder Schlauchs, insbesondere kleiner oder gleich dem größten Innendurchmesser der Verbindung aus Rohr und/oder Schlauch, ist.

Dadurch wird vermieden, dass der Anschlussstutzen eine zusätzliche Drossel in das System einführt und dadurch den Luftstrom verringert. Ein Innendurchmesser der größer als der größte Innendurchmesser der Verbindung aus Rohr und/oder Schlauch ist, schadet zwar nichts, bringt aber keinen weiteren Vorteil.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Staubsaugsystem umfassend ein im Wesentlichen schlauch- und rohrloses Staubsaugergerät und einen Filterbeutel, wobei das im Wesentlichen schlauch- und rohrlose Staubsaugergerät eine Motor-Gebläse-Einheit mit einer Motor- Gebläse-Kennlinie, einen Filterbeutelaufnahmeraum, einen Anschlussstutzen für den Filterbeutel und eine Bodendüse aufweist, und wobei der Filterbeutel ein Filtermaterial aus Vliesstoff umfasst, wobei bei der Entwicklung und/oder bei der Herstellung des Systems eines der zuvor beschriebenen Verfahren durchgeführt wurde.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die Figuren dienen zur Erläuterung der verwendeten Messverfahren, des Standes der Technik und der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 — 1 j: Versuchsaufbauten zur Messung von zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung verwendeten Parameter nach und analog zu der Norm EN 60312; Fig. 2a - 2c: Luftdaten für eine Motor-Gebläse-Einheit und ein Hand-Staubsaugsystem gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 3: eine schematische Ansicht einer Filtermaterialbahn und einer Vliesmaterialbahn bei der Herstellung von Filtermaterial für Filterbeutel mit einer Oberflächenfaltung in Form von fixierten Schwalbenschwanzfalten, sowie eine Querschnittsansicht eines Filterbeutels mit einer Oberflächenfaltung, wie sie erfindungsgemäß eingesetzt wird, in welcher die Bemaßung der Oberflächenfaltungen in [mm] angegeben ist;

Fig. 4: schematische Ansichten des Filterbeutelaufnahmeraums für einen Flachbeutel ohne Oberflächenfaltungen, wie er erfindungsgemäß eingesetzt wird;

Fig. 5: schematische Ansichten des Filterbeutelaufnahmeraums für einen Filterbeutel mit Oberflächenfaltungen, wie er erfindungsgemäß eingesetzt wird; im Schnitt B-B sind der Übersichtlichkeit halber nur die Abstandshaltebügel abgebildet, die der Ein- und Auslassöffnung benachbart sind;

Fig. 6: eine schematische Ansicht des Filterbeutelaufnahmeraumes für einen Filterbeutel mit Oberflächenfaltungen, wie er erfindungsgemäß eingesetzt wird, welche der Schnittansicht A-A in Fig. 5 mit eingelegtem Filterbeutel entspricht;

Fig. 7: eine Ansicht des Filterbeutelaufnahmeraums für die bevorzugten Ausführungsformen gemäß Fig. 4 und Fig. 5, in welcher die Bemaßung für diesen Filterbeutelaufnahmeraum angegeben ist; die Abstandshaltebügel sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen;

Fig. 8: Querschnittsansicht des erfindungsgemäß verwendeten Filterbeutels mit

Oberflächenfaltung sowie Querschnittsansicht desselben mit Bemaßung;

Fig. 9a - 9g: schematische Ansichten einer Ausführungsform des im Wesentlichen schlauch- und rohrlosen Staubsaugergeräts, die als ein Ergebnis aus der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens resultiert; und Fig. 10a - 10c: Luftdaten für eine Motor-Gebläse-Einheit und eine Ausführungsform des im Wesentlichen schlauch- und rohrlosen Staubsaugergeräts, die als ein Ergebnis aus der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens resultiert.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden verschiedene Motor-Gebläse- Einheiten mit verschiedenen Motor-Gebläse-Kennlinien, Filterbeutel mit verschiedenen Größen, verschiedenen Formen und aus verschiedenen Materialen, verschieden geformte Filterbeutelaufnahmeräume, verschieden geformte Anschlussstutzens und verschiedene Bodendüsen solange miteinander kombiniert bis sich bei dem Staubsaugsystem beim normgemäßen Saugen auf einem Normteppich vom Typ Wilton bei leerem Filterbeutel ein Wirkungsgrad von mindestens 30 %, vorzugsweise mindestens 33 %, höchst vorzugsweise mindestens 36 %, einstellt.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird zunächst für verschiedene Motor- Gebläse-Einheiten mit verschiedenen Motor-Gebläse-Kennlinien, für verschiedene Filterbeutel mit verschiedenen Größen, verschiedenen Formen und aus verschiedenen Materialen, für verschieden geformte Filterbeutelaufnahmeräume, und für verschieden geformte Anschlussstutzens eine Luftstromkurve ermittelt. Diese wird dann mit verschiedenen Bodendüsen so aufeinander abgestimmt, dass sich bei dem Staubsaugsystem beim normgemäßen Saugen auf einem Normteppich vom Typ Wilton bei leerem Filterbeutel ein Wirkungsgrad von mindestens 30 %, vorzugsweise mindestens 33 %, höchst vorzugsweise mindestens 36 %, einstellt.

Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden verschiedene Motor-Gebläse-Einheiten mit verschiedenen Motor-Gebläse-Kennlinien, Filterbeutel mit verschiedenen Größen, verschiedenen Formen und aus verschiedenen Materialen, verschieden geformte Filterbeutelaufnahmeräume, verschieden geformte Anschlussstutzens und verschiedene Bodendüsen solange miteinander kombiniert bis sich nach normgemäßem Befüllen des Staubsaugsystems mit 400 g DMT8-Normstaub beim normgemäßen Saugen auf dem Normteppich vom Typ Wilton, ein Wirkungsgrad von mindestens 20 %, vorzugsweise mindestens 23 %, höchst vorzugsweise mindestens 25 %, einstellt.

Gemäß weiterer bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Optimierung so durchgeführt, dass ferner die Optimierungskriterien, die in den einzelnen Unteransprüchen angegeben sind, erfüllt werden. Beliebige Kombinationen dieser Kriterien sind ebenfalls möglich.

Im Folgenden werden besonders vorteilhafte Ergebnisse der erfindungsgemäßen Optimierungsverfahren, also besonders vorteilhafte Kombinationen für im Wesentlichen schlauch- und rohrlose Staubsaugergeräte mit Filterbeutel, vorgestellt. Insbesondere wird eine besonders vorteilhafte Optimierung bezüglich verschiedener Motor-Gebläse-Einheiten und bezüglich verschiedener Anpassungen von Filterbeutel an Filterbeutelaufnahmeraum gezeigt. Auf die im Einzelnen durchgeführte Optimierung in Bezug auf Anschlussstutzen und Bodendüse wird hier nicht eingegangen. Bei den im Folgenden vorgestellten im Wesentlichen schlauch- und rohrlosen Staubsaugern wurden immer derselbe Anschlussstutzen und dieselbe Bodendüse verwendet. Diese verwendeten Komponenten haben sich im Rahmen der Versuche als besonders günstig herausgestellt. Gleichwohl konnten und können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Ergebnisse mit von diesen verschiedenen Anschlussstutzen und Bodendüsen gefunden werden.

1. Anschlussstutzen und Bodendüse der besonders vorteilhaften Ergebnisse des erfindungsgemäßen Optimierungsverfahrens

Alle als Ergebnis des erfindungsgemäßen Optimierungsverfahrens erhaltenen im Wesentlichen schlauch- und rohrlosen Staubsauger, die untenstehend vorgestellt werden, haben einen Anschlussstutzen, wie er in Fig. 1 e einschließlich seiner Bemaßung dargestellt ist. Als Bodendüse wurde die Bodendüse vom Typ RD295 der Firma Wessel (zu beziehen über Wesselwerk GmbH, 51573 Reichshof-Wildbergerhütte) eingesetzt.

2. Filterbeutel und Filterbeutelaufnahmeraum der besonders vorteilhaften Ergebnisse des erfindungsgemäßen Optimierungsverfahrens

Als Ergebnis des erfindungsgemäßen Optimierungsverfahrens stellten sich zwei Kombinationen aus Filterbeutel und Filterbeutelaufnahmeraum als besonders vorteilhaft heraus.

Diese beiden Kombinationen waren zum einen ein Flachbeutel ohne Seitenfalten und ohne Oberflächenfaltungen mit einem an diesen angepassten Bauraum und zum anderen ein Flachbeutel mit fixierten Oberflächenfaltungen mit einem an diesen angepassten Bauraum. Als Filtermaterial wurde für beide Filterbeutel CS50 verwendet. Dieses Material ist ein Laminat mit von der Abströmseite her betrachtet folgendem Aufbau: Spinnvlies 17 g/m ² , Netting 8 g/m ² / Meltblown 40 g/m ² / Spinnvlies 17 g/m ² / PP-Stapelfasern 50 bis 60 g/m ² / kardierter Stapelfaservliesstoff 22 g/m ² . Eine detaillierte Beschreibung der PP-Stapelfaserlage findet sich im Übrigen in der EP 1 795 247 A1 . Das Filtermaterial CS50 kann von Eurofilters N.V. (Lieven Gevaertlaan 21 , Nolimpark 1013, 3900 Overpelt, Belgien) bezogen werden. Sowohl die Filterbeutel mit als auch die Filterbeutel ohne Oberflächenfaltung haben die Maße 290 mm x 290 mm.

Die Falten der Filterbeutel mit Oberflächenfaltung wurden im Beutelinneren durch Streifen aus Vliesmaterial fixiert. In Fig. 3 ist dargestellt, wie eine Faltenfixierung für Schwalbenschwanzfalten hergestellt werden kann. Fig. 3 zeigt hierbei die Draufsicht auf eine Filtermaterialbahn, welche die Schwalbenschwanzfalten umfasst, und eine darüber liegende Vliesmaterialbahn, aus welcher letztendlich die zur Faltenfixierung eingesetzten Vliesstreifen gebildet werden. Aus der Vliesmaterialbahn (die beispielsweise aus einem Spinnvlies mit 17 g/m ² bestehen kann) wurden rechteckige Löcher von 10 mm x 300 mm ausgestanzt. Die dargestellte Querschnittsansicht verläuft entlang der Linie A-A. Aus dieser Schnittansicht ist ersichtlich, dass die Teile der Vliesmaterialbahn, welche zur Faltenfixierung eingesetzt werden, mittels Schweißlinien mit der Filtermaterialbahn verbunden sind. Der Vliessteifen, der die Falten fixiert, ist in der Querschnittsansicht aus Gründen der besseren Darstellbarkeit etwas übertrieben bauchig eingezeichnet. Tatsächlich liegt die Vliesmaterialbahn plan auf der Filtermaterialbahn. In den Fig. 3 sind ferner die Abstände zwischen den Schweißpunkten und die Abstände zwischen den gestanzten Löchern sowie die Bahnbreiten der Filtermaterialbahn sowie der gelochten Vliesmaterialbahn und die Länge der Schweißpunkte in [mm] angegeben.

Zwei Lagen dieses aus den zwei Bahnen bestehenden Filtermaterials werden nun aufeinandergelegt und auf einer Breite von 290 mm zu einem Filterbeutel verschweißt; das überbleibende Material von etwa 20 mm an jedem Rand wird abgeschnitten.

Weitere Ausführungen und Erläuterungen zur Faltenfixierung finden sich ebenfalls in der EP 2 366 321 A1 .

Die Filterbeutel mit Oberflächenfaltungen waren mit Diffusoren ausgerüstet. Diffusoren in Staubsaugerfilterbeutel sind aus dem Stand der Technik bekannt. So werden die gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzten Varianten in der EP 2 263 507 A1 beschrieben. Vorlie- gend bestanden diese aus 22 Streifen von 1 1 mm Breite und 290 mm Länge. Als Material für die Diffusoren wurde LT75 verwendet. LT75 ist ein Laminat mit folgendem Aufbau: Spinnvlies 17 g/m ² / Stapelfaserlage 75 g/m ² / Spinnvlies 17 g/m ² . Die Lagen werden ultraschalllaminiert, dabei wird das Laminiermuster Ungricht U4026 verwendet. Das Filtermaterial LT75 kann ebenfalls von Eurofilters N.V. bezogen werden.

Der Filterbeutelaufnahmeraum für einen Flachbeutel ohne Oberflächenfaltungen weist auf seinen Innenseiten ein Gitter auf, das verhindern soll, dass sich das Filtermaterial flach an die Gehäusewand anschmiegt und nicht mehr durchströmt werden kann. Der Filterbeutelaufnahmeraum für Flachbeutel mit Oberflächenfaltungen zeichnet sich durch bügeiförmige Rippen aus, die zwischen die Oberflächenfaltungen des Filterbeutels eingreifen um eine Ausfaltung der Falten zu unterstützen. Abgesehen von den bügeiförmigen Rippen hat der Filterbeutelaufnahmeraum für beide Ausführungen die gleichen Abmessungen.

In Fig. 4 sind schematische Darstellungen des Filterbeutelaufnahmeraums für einen Filterbeutel ohne Oberflächenfaltungen gezeigt. Fig. 4 zeigt den Filterbeutelaufnahmeraum in Draufsicht. In dieser Draufsicht hat er hat eine Form eines Quadrats mit einer Seitenlänge von 300 mm. Fig. 4 zeigt ferner sind Schnittansichten entlang der Linien A-A und B-B. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, hat der Filterbeutelaufnahmeraum eine größte Höhe von 160 mm. In Fig. 7 sind noch weitere Höhen des in Fig. 4 gezeigten Filterbeutelaufnahmeraums angegeben. Die Form, welche die Innenwände des Filterbeutelaufnahmeraums beschreiben, erinnert an die Form eines Kissens. Ein Flachbeutel ohne Oberflächenfaltungen nimmt während des Saugbetriebs exakt eine Kissenform an. In diesem Sinn ist auch zu verstehen, dass der Filterbeutelaufnahmeraum eine Form hat, die in etwa der Form der Umhüllenden des gefüllten Filterbeutels entspricht.

In Fig. 4 ist au ßerdem ein Gitter gezeigt. In dieser Ausführungsform hat das Gitter einen Wandabstand von circa 10 mm. Dadurch wird eine freie Zirkulation der gereinigten Luft in dem Filterbeutelaufnahmeraum gewährleistet.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des Filterbeutelaufnahmeraums für einen Filterbeutel mit Oberflächenfaltungen. Die Innenabmessungen des Filterbeutelaufnahmeraums sind dieselben wie die des Filterbeutelaufnahmeraums gemäß Fig. 4. Insoweit kann auch hier auf die Abmessungen in Fig. 7 verwiesen werden. Ein Flachbeutel mit fixierten Oberflächenfaltungen nimmt während des Saugbetriebs ebenfalls eine Kissenform an, so dass der Filter- beutelaufnahmeraum eine Form hat, die in etwa der Form der Umhüllenden des gefüllten Filterbeutels entspricht.

Anstatt eines Gitters (wie im Fall für Flachbeutel ohne Oberflächenfaltung, siehe Fig. 4) weist der Filterbeutelaufnahmeraum (für Flachbeutel mit Oberflächenfaltung) bügeiförmige Rippen mit unterschiedlicher Höhe auf. In dieser Ausführungsform ist ferner eine Einrichtung in Form eines kleinen Gitters im Bereich vor der Auslassöffnung vorgesehen, die verhindert, dass der Filterbeutel aufgrund des Saugstroms in der Auslassöffnung in dieselbe gesaugt wird.

Fig. 6 entspricht der Schnittansicht A-A in Fig. 5, wobei ein Filterbeutel mit fixierten Oberflächenfaltungen in Form von Schwalbenschwanzfalten eingelegt ist. Die bügeiförmigen Rippen greifen zwischen die Oberflächenfaltungen des Filterbeutels ein und tragen so zu einer Entfaltung der Oberflächenfaltungen bei. Dies ist in Fig. 6 schematisch dargestellt. Gleichzeitig wird die Filterbeutelwand zur Wand des Filterbeutelaufnahmeraums beabstandet gehalten, um so ein Durchströmen der gesamten Filterfläche des Filterbeutels zu gewährleisten. Wie in Fig. 6 zu sehen ist, haben die bügeiförmigen Rippen haben von Außen nach Innen eine Höhe von 10 mm, von 15 mm und von 15 mm auf der dem Gitter abgewandten Seite und von Außen nach Innen auf der dem Gitter zugewandten Seite eine Höhe von 10 mm, von 20 mm und von 35 mm. Dadurch dass die Rippen durchbrochen sind wird eine freie Zirkulation der gereinigten Luft in dem Filterbeutelaufnahmeraum gewährleistet.

In Fig. 6 ist ferner die Wand des Filterbeutelaufnahmeraums zu sehen. Der eingelegte Filterbeutel weist mehrere Oberflächenfaltungen auf, die schematisch als teilweise entfaltet dargestellt sind. Die zu reinigende Luft wird durch die Einlassöffnung (gekennzeichnet durch den Pfeil in den Filterbeutelaufnahmeraum) in den Filterbeutel gesaugt und über den Auslass des Filterbeutelaufnahmeraums (gekennzeichnet durch den Pfeil aus dem Filterbeutelaufnahmeraum) abgesaugt. Vor der Auslassöffnung befindet sich das Gitter, das verhindert, dass der Filterbeutel die Auslassöffnung blockieren kann.

In Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 und Fig. 7 sind die Einlass- und die Auslassöffnung nur schematisch dargestellt. Die genaue Bemaßung der Einlass- und der Auslassöffnung des Filterbeutelaufnahmeraums ergibt sich aus den Fig. 9b bis Fig. 9f.

Ein Modell, das die Abmessungen der Filterbeutelaufnahmeraums gemäß Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 7 genau wiedergibt, kann über Eurofilters N.V. bezogen werden. In Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäß verwendeten Filterbeutels mit Oberflächenfaltung sowie eine Querschnittsansicht desselben mit Bemaßung gezeigt.

3. Motor-Gebläse-Einheit der besonders vorteilhaften Ergebnisse des erfindungsgemäßen Optimierungsverfahrens

Als Motor-Gebläse-Einheit wurden die Motor-Gebläse-Einheit vom Typ Domel KA 467.3.601 - 4 (zu beziehen über Domel, d.o.o Otoki 21 , 4228 Zelezniki, Slovenija) verwendet. Durch Regelung der Netzspannung mittels eines Transformators wurden Motor-Gebläse-Einheiten mit unterschiedlichen mittleren Leistungsaufnahmen simuliert. In Fig. 10a sind beispielhaft die Luftdaten für die Motor-Gebläse-Einheit mit einer mittleren Leistungsaufnahme von 340 W gezeigt.

Tabelle 1 zeigt darüber hinaus die Kenndaten für weitere mittlere Leistungsaufnahmen dieser Motor-Gebläse-Einheit, nämlich für 425 W, 501 W, 665 w und 825 W. In Tabelle 1 sind außerdem spezielle Luftdaten für die in dem Hand-Staubsaugergerät gemäß dem Stand der Technik verwendete Motor-Gebläse-Einheit gezeigt (siehe hierzu auch Fig. 2a).

Tabelle 1 : Spezielle Luftdaten der Motor-Gebläse-Einheit (Erfindung und Stand der

Technik)

Vergleicht man die Motor-Gebläse-Einheit von Domel mit niedrigen mittleren Leistungsaufnahmen von 500 W und darunter mit der im Stand der Technik verwendeten Motor-Gebläse- Einheit, stellt man fest, dass diese bei ähnlichem maximalen Luftstrom und ähnlichem maximalen Wirkungsgrad einen geringeren Unterdruck und eine geringere maximale Luftleistung als die Einheit aus dem Stand der Technik erzeugen. Die Motor-Gebläse-Einheiten von Domel, die bei einer Netzspannung betrieben werden, bei der eine mittlere Leistungsaufnahme von über 600 W resultiert, zeigen hingegen einen signifikant höheren maximalen Luftstrom als die von Vorwerk verwendete Einheit.

4. Hand-Staubsaugergeräte als besonders vorteilhafte Ergebnisse des erfindungsgemäßen Optimierungsverfahrens

Fig. 9a bis Fig. 9g zeigen den schematischen Aufbau von Hand-Staubsaugergeräten, die sich als besonders vorteilhaft aus dem erfindungsgemäßen Optimierungsverfahren ergeben haben.

In Fig. 9a, Fig. 9b und Fig. 9c ist insbesondere der Filterbeutelaufnahmeraum (siehe auch Fig. 4 bis Fig. 7) gezeigt. Wie in Fig. 9c gezeigt, wird an diesen Filterbeutelaufnahmeraum ein Anschlussstück, das im Detail bereits in Fig. 1 e gezeigt ist, vorgesehen. An dieses Anschlussstück wird über die bereits in Fig. 1 c gezeigten Anschlussstücke "detail 03", "detail 04" und "detail 05" und die in Fig. 9f und Fig. 9g gezeigten Adapterstücke "detail 14" und "detail 15" die Bodendüse angeschlossen.

Der obere Teil des Anschlussstückes gemäß Fig. 1 e ist der Anschlussstutzen für den Filterbeutel. An diesen ist die Halteplatte und die Einlassöffnung des Filterbeutels so anzupassen, dass der Filterbeutel luftdicht in den Filterbeutelaufnahmeraum eingelegt werden kann.

Wie sich ebenfalls aus Fig. 9c ergibt, erfolgt der Anschluss des Filterbeutelaufnahmeraums an die Motor-Gebläse-Einheit über das in Fig. 9d und 9e im Detail dargestellte Anschlussstück.

Die Motor-Gebläse-Einheit ist in ein Schalldämmgehäuse eingebaut (siehe Fig. 9a und Fig. 9b). Die Konstruktion des Schalldämmgehäuses ergibt sich aus Fig. 9b. Die Platte des Schalldämmgehäuses, an welcher die Motor-Gebläse-Einheit befestigt ist, wurde aus Aluminium mit der Stärke von 5 mm gefertigt. Für die übrigen Platten des Schalldämmgehäuses wurden Aluminiumplatten mit 2 mm Stärke eingesetzt. Bedämpft wurde dieses Gehäuse (abgesehen von den in Fig. 9a gezeigten Öffnungen) mit Akustikschaum in einer Stärke von 25 mm. Eine derartige Schalldämmeinheit ist in allen Hand-Staubsaugergeräten vorgesehen. Es versteht sich von selbst, dass bei einem Seriengerät der Filterbeutelaufnahmeraum und die Schalldämmeinheit mit integrierter Motor-Gebläse-Einheit in einem einzelnen Gehäuse mit einer Ausblasöffnung in die Umgebung vorgesehen werden. Von einem derartigen Gehäuse wurde bei dem in Fig. 9a gezeigten Prototypen abgesehen. Fig. 1 c, Fig. 1 e, Fig. 9d bis Fig. 9g sind technische Zeichnungen einer konkreten Ausgestaltung des Anschlusses des Filterbeutelaufnahmeraums an die Bodendüse und an die Motor- Gebläse-Einheit, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Diese technischen Zeichnungen ermöglichen einen sofortigen Nachbau der Anschlussstücke. Neben dieser Ausgestaltung sind auch beliebige andere Ausgestaltungen möglich, solange die Innenabmessungen für die Luftkanäle nicht verändert werden.

Tabelle 2 zeigt spezielle Luftdaten, wie sie sich zum Teil aus den Fig. 2b für den Stand der Technik und aus Fig. 10b gemäß der Erfindung, wie sie zuvor beschrieben wurde, ergeben. Darüber hinaus sind in dieser Tabelle auf spezielle Luftdaten für weitere erfindungsgemäße Ausführungen für Hand-Staubsaugsysteme, insbesondere bei Verwendung von Motor- Gebläse-Einheiten mit anderer mittlerer Leistungsaufnahme angegeben.

In Tabelle 2 sind in der Zeile "Spezifische Werte" die mittelere Leistungsaufnahme und Maximalwerte für Unterdruck, Luftstrom, Luftleistung und Wirkungsgrad angegeben. Außerdem sind die Luftdaten angegeben, die sich bei Blende 40, beim normgemäßen Saugen auf Hartboden (siehe EN 60312, Kapitel 5.1 ) und beim normgemäßen Saugen auf dem Normteppich vom Typ Wilton einstellen. Insbesondere die Luftdaten der beiden letzten Zeilen sind für den täglichen Gebrauch des Staubsaugsystems von besonderem Interesse.

Aus den Werten aus Tabelle 2 ergibt sich unmittelbar, dass für alle erfindungsgemäßen Hand-Staubsauger der Wirkungsgrad beim normgemäßen Saugen auf dem Normteppich vom Typ Wilton erheblich höher als gemäß dem Stand der Technik ist Es ergibt sich eine Steigerung gegenüber dem Vorwerk-System mehr als 100%.

Ebenso liegt auch der Wirkungsgrad auf Hartboden für die erfindungsgemäßen Hand- Staubsaugsysteme wesentlich höher als für das Hand-Staubsaugsysteme aus dem Stand der Technik. Anders ausgedrückt wird in den erfindungsgemäßen Staubsaugsystemen die eingesetzte elektrische Leistung wesentlich effizienter in Luftleistung umgesetzt, was es ermöglicht mit wesentlich geringerer elektrischer Leistungsaufnahme die gleiche Luftleistung zu erzielen (beispielweise wird auf Wilton mit dem erfindungsgemäßen System (Filterbeutel mit Oberflächenfaltung) bei einer mittleren elektrischen Leistungsaufnahme von 386 W eine ähnliche Luftleistung wie mit dem Vorwerk-System bei 936 W erzielt). Tabelle 2: Spezielle Luftdaten bei leerem Filterbeutel (Erfindung und Stand der Technik)

Diese gegenüber dem Stand der Technik stark verbesserten Ergebnisse resultieren daraus, dass die erfindungsgemäßen Staubsaugsysteme nicht mehr, wie im Stand der Technik üblich, dahingehend optimiert worden sind, dass bei vorgegebener elektrischer Leistungsaufnahme eine maximale Saugleistung erzielt wird, sondern dahingehend, dass der Luftstrom beim normgemäßen Saugen auf dem Normteppich vom Typ Wilton möglichst hoch ist.

Tabelle 3 entspricht Tabelle 2, wobei jedoch kein leerer Filterbeutel sondern ein mit 400 g DMT8-Normstaub gefüllter Filterbeutel in das Hand-Staubsaugergerät eingesetzt war. Die Unterschiede zwischen dem Stand der Technik und den erfindungsgemäßen Hand- Staubsaugsystemen sind hier sogar noch größer als im Fall des leeren Filterbeutels.

Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäßen Staubsaugsysteme nicht nur bei gerade gewechseltem Filterbeutel weit überlegen sind, sondern darüber hinaus der Leistungsabfall während des Staubsaugens, also während Füllens des Filterbeutel, geringer ist. Die Standzeit der erfindungsgemäßen Staubsaugsysteme ist demnach höher als die Standzeit der System nach dem Stand der Technik. Tabelle 3: Spezielle Luftdaten bei mit 400 g DMT8-Staub gefülltem Filterbeutel (Erfindung und Stand der Technik)

In den Tabellen 4 und 5 sind die Verluste, die sich ergeben, wenn man die Motor-Gebläse- Einheit in ein Hand-Staubsaugergerät einbaut, dargestellt; in Tabelle 4 für das Hand- Staubsaugergerät mit leerem Filterbeutel und in Tabelle 5 für das Hand-Staubsaugergerät mit einem mit 400 g DMT8- Normstaub gefüllten Staubsaugerbeutel.

Aus Tabelle 4 ergibt sich unmittelbar, dass bei den erfindungsgemäßen Staubsaugsystemen die charakteristischen Verluste der verwendeten Motor-Gebläse-Einheit in dem Staubsaugergerät wesentlich geringer als im Stand der Technik sind. Die charakteristischen Verluste sind die Verluste für den maximalen Luftstrom, für die maximale Luftleistung und für den maximalen Wirkungsgrad. Der maximale Unterdruck ändert sich sowohl bei den erfindungsgemäßen System als auch bei dem System gemäß dem Stand der Technik nur unwesentlich. Während sich die Leistungsaufnahme bei dem erfindungsgemäßen System kaum ändert, fällt diese bei dem Vorwerk-System ab.

Dies zeigt, dass auch die Anpassung von Motor-Gebläse-Einheit an die übrigen Komponenten des Staubsaugsystems in den erfindungsgemäßen Systemen zur Überlegenheit dieser Systeme gegenüber dem Stand der Technik beiträgt. Tabelle 4: Verluste durch den Einbau der Motor-Gebläse Einheiten in den Staubsauger bei leerem Filterbeutel Erfindung und Stand der Technik)

Gleiches lässt sich auch Tabelle 5 entnehmen. Dies bedeutet, dass die Motor-Gebläse- Einheiten der erfindungsgemäßen Staubsaugsysteme nicht nur bei gerade gewechseltem Filterbeutel besser an die übrigen Komponenten des Systems angepasst sind, sondern dass dieses Verhalten auch während des Staubsaugens, also während Füllens des Filterbeutel, gewährleistet bleibt.

Verluste durch den Einbau der Motor-Gebläse Einheiten in den Staubsauger bei mit 400 g DMT8-Staub gefülltem Filterbeutel (Erfindung und Stand der Technik)

Erfindungsgemäßer Erfindungsgemäßer Vorwerk Kompakt-Staubsauger, Kompakt-Staubsauger, VK140 Filterbeutel mit Filterbeutel ohne

Oberflächenfalten Oberflächenfalten

Verluste Δ mittlere

(Messwerte Leistungsaufnahme AP _{1 m} [W] 0 2 6 1 4 -11 -180 Staubsauger Amax. Unterdruck Box Al kPa] 0,2 -0,1 0,4 0,1 -0,2 -0,1 -0,2 minus Amax. Luftstrom -17,8 -16,4 -18,8 -17,8 -19,1 -21,7 -30,9 Messwerte Amax. Luftleistung AP _2rax [W] -49 -57 -68 -49 -68 -85 -188 Motor)

Amax. Wirkungsgrad Αη -10,0 -9,0 -9,9 -9,7 -11,3 -11,7 -17,3

Δ mittlere

Leistungsaufnahme Δ ΐ m[%] 0 0 1 0 1 -2 -20

Prozentuale

Amax. Unterdruck Box AlW/o] 1,8 -0,5 2,6 1,2 -1,2 -0,5 -0,7 Verluste

Amax. Luftstrom -33,1 -27,7 -29,5 -33,0 -32,2 -34,1 -52,5

Amax. Luftleistung AP -31 -28 -27 -31 -33 -34 -53

Amax. Wirkungsgrad Αη -24,8 -21,3 -22,9 -24,0 -26,6 -27,1 -44,3 Die für den Hand-Staubsaugsystem erhaltenen Ergebnisse bedeuten für ein Kompakt- Staubsaugsystem, das aus denselben Komponenten besteht, dass die Ergebnisse für ein solches System noch besser als für ein entsprechendes Hand-Staubsaugsystem sein werden, da bei dem Kompakt-Staubsaugsystem baubedingt eine kürzere Verbindung zwischen Bodendüse und Filterbeutelaufnahmeraum vorgesehen ist, so dass der Drosseleffekt, der durch die Verbindung zwischen Bodendüse und Filterbeutelaufnahmeraum noch verringert werden kann.

Da im Wesentlich schlauch- und rohrlose Upright-Staubsaugsystem im Vergleich zu Hand- Staubsaugsystemen nur eine geringfügig längere Verbindung zwischen Bodendüse und Filterbeutelaufnahmeraum haben, werden die Werte für solche Upright-Staubsaugsystem nur geringfügig schlechter als für die Hand-Staubsaugsystem sein, so dass gegenüber dem Stand der Technik immer noch eine erhebliche Verbesserung erzielt werden kann.