EUROFILTERS N. V. 069PCT 1686

FILTERBBUTEL FüR EINEN STAUBSAUGER UND VERFAHREN ZU DESSEN HERSTELLUNG

Die Erfindung betrifft einen Filterbeutel für einen Staubsauger, umfassend einen schlauchartigen Beutel aus einem mindestens eine Vliesstoffschichtlage aufweisenden Mantel mit einem ersten Endbereich, der zumindest teilweise verschlossen ist, und einem diesen gegenüberliegenden zweiten verschlossenen Endbereich, wobei der erste Endbereich einen Boden bildend, ge- faltet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Filterbeutels.

Filterbeutel für Staubsauger, die einen schlaucharti- gen Beutel aufweisen und die neben einem geschlossenen Endbereich einen gefalteten Boden, einen so genannten Klotzboden aufweisen, sind im Stand der Technik bekannt. üblicherweise werden derartige Filterbeutel aus einem Papierwerkstoff welche auf üblichen Schlauchbeutelanlagen verarbeitet werden kann, gefer-

tigt. Bei derartigen Filterbeuteln ist im Regelfall am Klotzboden eine entsprechende Halteplatte angebracht, die eine öffnung aufweist, durch die die zu reinigende Luft geführt wird. Die Aufgabe des Klotz- bodens besteht darin, den Filterbeutel zu stabilisieren und einen dreidimensionalen Beutel zu bilden. Der Klotzboden erleichtert weiterhin den Einbau des Beutels in den Staubsauger.

In jüngster Zeit sind nun in Bezug auf die Staubsaugerbeutelmaterialien neue Entwicklungen bekannt geworden, wie sie z. B. in der WO 01/03802 Al beschrieben sind. Darin wird ein spezielles Vliesmaterial aus mehreren voneinander unabhängigen Lagen aus Filterma- terial offenbart. Diese unabhängigen Lagen werden zu einem Filtermaterial mit spezifischen Eigenschaften verbunden. In der Praxis hat es sich nun gezeigt, dass sich Staubsauberbeutel, die mit einem derartigen Vliesmaterial hergestellt werden, in Bezug auf die Leistungsfähigkeit des Staubsaugers, insbesondere in Bezug auf das Staubspeichervermögen gegenüber den bisher bekannten deutlich überlegen sind.

Problematisch bei Filterbeuteln, die aus einem vor- stehend beschriebenen Material hergestellt werden ist allerdings, dass es aufgrund der Biegeschlaffheit des Beutelmaterials schwierig ist, einen Klotzboden auszubilden.

Es hat deshalb nicht an Versuchen gefehlt, durch spezifische Lösungen eine Abhilfe zu schaffen. Eine Möglichkeit zur Ausbildung eines Klotzbodens bei einem Staubsaugerbeutel, der aus einem wie vorstehend beschriebenen Vliesmaterial hergestellt wird, ist in der DE 103 48 375 Al beschrieben. Bei dem dort offenbarten Herstellungsverfahren wird dabei so vorgegan-

gen, dass nach Bildung des Schlauches dieser einseitig, unter Bildung eines mindestens teilweise verschlossenen Bereiches verschlossen wird. Dadurch dass wie vorstehend beschrieben der Schlauch nach dem Ab- schneiden miteinander verschweißt wird, kommt es zu einer Verbindung der beiden innen liegenden Lagen des schlauchartigen Beutels im Randbereich. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird dann bei vorstehend beschriebenen Verfahren durch Einführung eines Stempels und Umfalten der Schmalseiten auf dem Boden und dessen Verklebung eine Stabilisierung des Bodens erreicht .

Das Herstellungsverfahren und auch die mit dem Her- stellungsverfahren gebildeten Staubfilterbeutel weisen somit immer eine mittige Schweißnaht auf, die im Kantenbereich ausgebildet ist und bei der jeweils die beiden Innenseiten miteinander verschweißt sind.

Nachteilig bei den vorstehend beschriebenen Filterbeuteln ist allerdings, dass diese in Bezug auf die Stabilität des Bodens für die hohen Aufforderungen im Staubsauger und die geforderten unterschiedliche Formen des Filterbeutels nicht immer ein befriedigendes Ergebnis liefern. Weiterhin ist das Verfahren zur

Herstellung der Filterbeutel nach der DE 103 48 375 Al sehr aufwändig und kostenintensiv. Darüber hinaus kann die stehende Naht das Aufkleben order Aufschweißen der Halteplatte auf dem Boden sehr erschweren. Undichtigkeiten sind nur schwer vermeidbar.

Ausgehend hiervon ist es deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Filterbeutel aus einem Mantel, aus mindestens einer Vliesstoffläge anzugeben, der einen Klotzboden aufweist, der eine hinreichende Stabilität, auch für die unterschiedlichsten Anforde-

rungen im Bereich der Staubsauger aufweist . Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines derartigen Filterbeutels anzugeben, dass insbesondere mög- liehst einfach beim Herstellungsprozess sein soll.

Die Aufgabe wird in Bezug auf den Filterbeutel durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und in Bezug auf das Verfahren zur Herstellung durch die Merkmale des Patentanspruches 25 gelöst.

Gemäß Patentanspruch 1 der vorliegenden Erfindung wird somit vorgeschlagen, dass der den Boden bildende Endbereich durch eine überlappung der Innenseite und Außenseite des Mantels erfolgt, wobei der überlappte Bereich durch mindestens eine Schweißnaht mindestens teilweise verbunden ist. Der Filterbeutel nach der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich somit vom Filterbeutel wie er in der DE 103 48 375 Al beschrie- ben ist dadurch, dass hier nun der Boden durch überlappung der Innen- und Außenseite des Mantels stabilisiert wird. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass es ausreichend ist, um einen stabilen Boden zu bilden, wenn die Innen- und Außenseiten des Mantels überlappen und durch mindestens eine Schweißnaht mindestens teilweise verbunden sind. Wesentlich für den Filterbeutel nach der vorliegenden Erfindung ist somit die überlappung der Innen- und Außenseiten der Vliesstoffschichtlage. Günstig ist es dabei, wenn sich die überlappung der Innen- und Außenseiten über einen Bereich von mindestens 3 mm erstreckt. Die überlappung kann dabei maximal bis zur gesamten Breite des Bodens reichen, das heißt die Innen- und Außenseiten werden soweit überlappt, dass der Boden vollständig durch die überlappung überdeckt ist. Bevorzugt ist es jedoch, dass ein überlappungsbereich

gewählt wird, der zwischen der Hälfte der Breite des Bodens und 3 mm liegt. Auf dieser liegenden Schweißnaht lässt sich eine Halteplatte problemlos ankleben oder anschweißen.

Die Schweißnaht, die zum Verbinden des überlappten Bereiches gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, wird dabei bevorzugt über die gesamte Breite des Bodens geführt. Eine derartige Schweißnaht ist bevor- zugt linienförmig. Die Erfindung umfasst dabei selbstverständlich auch Ausführungsformen, bei der zwei oder mehrere parallele Schweißnähte je nach Breite des überlappten Bereiches, vorgesehen sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Filterbeutel ist besonders hervorzuheben, dass durch die vorstehend beschriebene Ausbildung des Bodens, das heißt durch die überlappung der Innen- und Außenseiten und Bildung eines überlappungsbereiches eine Selbststabilisierung des Bodens erreicht wird, die sogar eine so hohe Stabilität aufweist, dass auch ohne zusätzliches Befestigen einer Halteplatte der Boden hinreichend stabil ist.

Der Boden weist bevorzugt eine rechteckige Form, be- sonders bevorzugt eine Rechteckform auf.

Eine weitere Stabilisierung des Bodens kann mit Filterbeuteln der Erfindung noch dadurch erreicht werden, dass übereinander liegende Lagen durch Faltung der Schmalseiten des rechteckigen Bodens gebildet werden, die wiederum untereinander mindestens teilweise verbunden sind. Diese übereinander liegende Lagen der Schmalseiten können dabei auf den Boden zurückgefaltet und mit diesem verbunden werden. Ande- rerseits ist auch eine Faltung dieser übereinander liegenden Lagen der Schmalseiten auf den Seitenflä-

chen des schlauchartigen Beutels möglich. Letztlich umfasst die Erfindung auch Ausführungsformen, bei denen die übereinander liegenden Lagen der Schmalseiten entfernt werden, wobei dann jedoch hier Voraussetzung ist, dass der dadurch seitlich entstehende offene Bereich durch Verschweißung wieder verschlossen wird.

Für die bereichsweise durch Faltung gebildeten übereinander liegenden Lagen der Schmalseiten kann das Verbinden durch Verkleben und/oder durch Verschweißen erfolgen.

Beim erfindungsgemäßen Staubsaugerbeutel ist es weiterhin günstig, wenn über die Längsseiten, das heißt über die diejenigen Flächen des Staubsaugerbeutels, die zwischen den geschlossenen Enden und dem mindestens teilweise geschlossenen Ende mit dem erfindungs- gemäß ausgebildeten Boden in die dadurch aufgespannten Seitenfläche Vorbrüche eingebracht werden, so dass eine Faltung möglich wird. Die Vorbrüche können dabei so ausgebildet sein, dass sie z. B. von den jeweiligen Ecken des Bodens, wenn dieser eckig bzw. viereckig geformt ist, ausgehen und bis zum gegenüberliegenden Ende geführt sind. Vorteilhaft ist es zudem, wenn zusätzlich ausgehend von der mittigen

Schweißnaht jeweils ein weiterer Vorbruch in den Mantel eingebracht ist. Dadurch wird das Einbringen von Seitenfalten erleichtert und die Oberfläche des Staubsaugerbeutels vergrößert . Gleichzeitig können die in die Längsseiten des Staubsaugerbeutels eingebrachten Vorbrüche zur weiteren Stabilisierung des Beutelmaterials dienen. Unter einem Vorbruch im Sinne der Erfindung werden Materialverdichtungen verstanden, die bevorzugt linienförmig ausgebildet sind. Die Vorbrüche können durch geeignete Formwerkzeuge und/oder Schweißen eingebracht werden. Vorteilhafter-

weise verfügt der erfindungsgemäße Filterbeutel ebenso über einen Vorbruch, der parallel zur mittigen Schweißnaht geführt ist. Dieser Vorbruch dient zum Umfalten des Bodens in Richtung der Längsseiten des Filterbeutels. Es ist deshalb ausreichend, wenn ein derartiger Vorbruch vorhanden ist. Der Abstand des Vorbruchs ist so gewählt, dass er ausgehend von der mittigen Schweißnaht der halben Breite des Bodens entspricht .

In Bezug auf die Halteplatte ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, diese entweder mit dem Klotzboden zu verbinden oder die Halteplatte auf den freien Seitenflächen des Staubsaugerbeutels anzubrin- gen. Bevorzugt ist hierbei jedoch die Ausführungs- form, bei der die Halteplatte mit dem Boden fest verbunden ist. Die Halteplatte kann dabei den ganzen Boden überdecken oder auch nur teilweise. Wenn die Halteplatte auf dem Boden befestigt wird, ist es selbst- verständlich erforderlich, dass in den Boden eine entsprechende Durchgangsöffnung eingebracht wird, die mit der Durchgangsöffnung der Halteplatte korrespondiert. Wenn wie vorstehend beschrieben die Halteplatte und die Durchgangsöffnungen auf dem Boden ange- bracht werden, wird selbstverständlich die eingangs beschriebene durchgängige Schweißnaht unterbrochen.

Die Halteplatte ist dabei wie an und für sich aus dem Stand der Technik bekannt aufgebaut und weist mindes- tens eine Durchgangsöffnung auf, die zur Zufuhr der zu reinigenden Luft dient. Die Halteplatte kann weiterhin ein Element, z. B. ein Schieber oder eine Klappe zum Verschluss der öffnung aufweisen. Die Halteplatte kann dabei mit allen gängigen Techniken des Standes der Technik mit dem Boden des Beutels verbunden sein. Hierzu kommen z. B. Ankleben oder Ver-

schweißen in Frage.

Die Halteplatten können wie an und für sich aus dem Stand der Technik bekannt, aus Kunststoff oder Pappe bestehen.

Der Filterbeutel gemäß der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt aus einem Vliesmaterial gebildet, wie es in der WO 01/03802 Al beschrieben ist. Bevorzugt ist es beim erfindungsgemäßen Filterbeutel, wenn dies aus mehreren Vliesstoffschichtlagen besteht, wobei diese unterschiedliche Filtereigenschaften aufweisen können. Auf den Offenbarungsgehalt der WO 01/03802 Al wird ausdrücklich Bezug genommen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines wie vorstehend beschriebenen Filterbeutels .

Das Verfahren wird dabei so durchgeführt, dass in einem ersten Schritt eine Faltung einer Mantelbahn des Filterbeutelmaterials zur Bildung eines Schlauches vorgenommen wird.

Im zweiten Schritt wird dann der Schlauch auf einen entsprechenden Amboss, der die Formen des Filterbeutels definiert, vorgenommen.

In einem nachfolgenden Schritt (Verfahrensschritt c) ) wird dann ein Abtrennen des entsprechenden Schlauchabschnittes vorgenommen und nachfolgend (Verfahrens- schritt d) ) erfolgt dann das Umfalten der Längsseiten auf dem Amboss unter Bildung einer überlappung der Innen- und Außenseiten des Mantels .

Anschließend wird dann ein Verschweißen des überlap-

penden Bereichs durchgeführt und der Filterbeutel wird dann vom Amboss entfernt. Letztlich wird dann noch als letzte Verfahrensmaßnahme eine Verschweißung des zweiten Endbereiches durchgeführt.

Wesentlich beim erfindungsgemäßen Verfahren ist somit, dass eine überlappung der Innen- und Außenseiten des Mantels vorgenommen wird und dadurch eine Stabilisierung des Bodens erreicht werden kann. Dadurch dass das erfindungsgemäße Verfahren mittels einer

Vorrichtung taktweise durchgeführt werden kann, ist das Verfahren verfahrenstechnisch einfach und kostengünstig durchzuführen. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass das Verfahren mit einer hohen Präzision und ei- ner sehr geringen Ausschussrate abläuft.

Das wie vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren kann in der Weise abgewandelt werden, dass gleichzeitig noch ein Umfalten der Schmalseiten mit integriert wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 18 näher beschrieben.

Die Figuren 1 bis 6 zeigen den Ablauf zur Herstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filterbeutels .

Die Figuren 7 bis 12 die entsprechende Figurenfolge zur Herstellung eines Filterbeutels nach der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform,

Figuren 13 bis 18 zeigen die Figurenfolge zur Herstellung einer dritten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Filterbeutels.

Die Figurenfolge 1 bis 6 zeigt die einzelnen Schritten zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Filterbeutels nach einer ersten Ausführungsform.

Figur 1 zeigt dabei den ersten Verfahrensschritt zur Schlauchbildung bei der eine Mantelbahn 8 über eine die Form des Filterbeutels definierende Schablone 9 gefaltet wird und wobei dann eine Schweißnaht 7 aufgebracht wird, um einen Schlauch zu bilden. Im Bei- spielsfall nach der Figur 1 ist die Schablone 9 in

Form eines rechteckigen Kastens ausgebildet, so dass nachfolgend wie anhand der weiteren Figurenfolge gezeigt wird, der Boden des herzustellenden Filterbeutels eine Rechteckform aufweist, die der entspricht wie sie in etwa durch die Schablone 9 vorgegeben worden ist. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und damit auch der des hergestellten Filterbeutels ist darin zu sehen, dass durch Vorgeben der Schablone 9 beliebige Formen von Filterbeuteln in Bezug auf den Boden hergestellt werden können. Bei der Mantelbahn

8, die gemäß der Ausführungsform nach Figur 1 verwendet wird, handelt es sich um eine mehrlagige Vliesstoffschicht mit unterschiedlichen Filtereigenschaften. Entsprechende Kompositmaterialien sind in der WO 01/03802 Al erwähnt.

Wie aus Figur 1 weiterhin hervorgeht, ist es günstig wenn nach diesem Verfahrensschritt, das heißt nach der Bildung des Schlauches durch Falten über die Schablone 9 und der Verschweißung an der Längsnaht 7 nachfolgende Seitenfalten 10 in den Schlauch eingebracht werden. Das Einbringen der Seitenfalten 10 kann durch an und für sich aus dem Stand der Technik bekannte Maßnahmen erfolgen, so z . B. durch Formwerk- zeuge oder durch Schweißnähte.

In Figur 2 ist der nächste Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Nach der Bildung des Schlauches wird der so hergestellte Schlauch wie hier im Beispielsfall mit den eingebrachten Sei- tenfalten 10 auf einen Amboss 11 aufgezogen. Dabei bleiben die beim Bilden der Seitenfalten entstandenen Vorbrüche erhalten. Die Form des Ambosses 11 ist dabei bevorzugt so gewählt, wie die der Schablone 9 in dem vorliegenden Verfahrensschritt. Nach dem Aufzie- hen des Schlauches auf den Amboss 11 wird dann in der in der Figur 2 gezeigt, ein entsprechender Schlauchabschnitt abgetrennt (Verfahrensschritt c) ) . Nachfolgend erfolgt dann ein Umfalten der Längsseiten 12 und 13 auf den Amboss unter Bildung eines überlappungsbe- reiches 3 (siehe Figur 3) .

Bei dem Herstellungsverfahren, das in der Figurenfolge 1 bis 6 dargestellt ist, wird eine Ausführungsform realisiert, bei der zusätzlich noch die Schmalseiten 14, 15 des Bodens auf den Boden 2 selbst rückgefaltet werden. Die übereinander gefalteten Lagen der Schmalseiten können nun auf dem Boden 2 durch an und für sich aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren befestigt werden, so z . B. mittels Kleben oder eben- falls mittels Ultraschallschweißen. In Figur 3 ist die gedachte Mittellinie des Bodens 2 durch die Linie 20 dargestellt.

Figur 4 zeigt nun den nächsten Verfahrensschritt zur Herstellung des Filterbeutels, wie er beispielhaft an den Figuren 1 bis 6 dargestellt ist. Wie aus Figur 4 hervorgeht, wird nach dem Umfalten der Schmalseiten 14, 15 der überlappungsbereich 3 durch Einbringung einer Bodennaht 6 verschweißt. Wie aus der Figur 4 hervorgeht, wird hier in den Boden 2 noch eine

Lochstanzung vorgenommen, so dass eine Durchgangsöff-

nung 16 im Boden 2 gebildet wird.

In Figur 5 ist nun der Zustand des Filterbeutels 1 dargestellt der sich dann ergibt, wenn nachfolgend nach dem in Figur 4 dargestellten Verfahrensschritt noch eine Halteplatte 4 auf den Boden 2 aufgebracht wird. Die Halteplatte 4 kann dabei entweder durch Verkleben oder durch Verschweißen mit dem Boden 2 verbunden werden. Die Halteplatte 4 weist dabei eine korrespondierende öffnung zur öffnung 16 im Boden 2 des Filterbeutels auf. Die Erfindung umfasst dabei alle Ausführungsformen, bei denen die Halteplatte nicht nur die in der Figur 5 dargestellte rechteckige Form aufweist, sondern auch andere Formen die z. B. auch den gesamten Boden 2 überdecken können. Die Halteplatte 4 ist dabei bevorzugt einstückig ausgebildet und kann auch über Elemente zum Verschließen der Durchgangsöffnung 16 verfügen.

Letztlich ist in Figur 6 der Figurenfolge 1 bis 6 zur Herstellung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterbeutels der Endzustand gezeigt, der nach Abschluss des Verfahrens sich ergibt. Nachfolgend zu dem in Figur 5 dargestellten Verfahrenszu- stand wird hierzu der Filterbeutel 1 vom Amboss 11 entfernt und der dem Boden 2 gegenüberliegende zweite Endbereich 5 durch eine Schweißnaht 17 verschlossen.

In der Figurenfolge 7 bis 12 ist das Herstellungsver- fahren für eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filterbeutels dargestellt. Die ersten beiden Verfahrensschritte, die in den Figuren 7 und 8 dargestellt werden, sind dabei identisch wie sie bereits ausführlich bei den Figuren 1 und 2 beschrieben worden sind. Abweichend von der ersten Ausführungsform werden jedoch hier die durch Umfalten der

Schmalseiten gebildeten übereinanderliegenden Lagen 14, 15 nicht zurück auf den Boden 2 gefaltet, sondern auf zwei seitliche Ambosse 18 und 19 (siehe hierzu Figur 9) . Wie nun in Figur 10 dargestellt ist, wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt durch

Schweißen die Bodennaht 6 gebildet, wobei durch das Anbringen der seitlichen Ambosse 18 und 19 nun eine durchgängige Schweißnaht, die vom äußeren Ende der umgefalteten Schmalseiten 14 bis zum anderen Ende der umgefalteten Schmalseite 15 reicht. Vorteilhaft wird während dieses Verfahrensschrittes auch noch durch Stanzung wiederum eine Durchgangsöffnung 16, über der später eine Halteplatte mit einer korrespondierenden öffnung angebracht wird, eingebracht.

Nachfolgend werden dann die Ambosse 18 und 19 entfernt und die Schmalseiten 14 und 15 vollständig auf die Seitenflächen des Filterbeutels 1 umgefaltet Figur 11) .

Im Anschluss daran wird dann der Filterbeutel 1 vom Amboss 11 abgenommen und der zweite verschlossene Endbereich 5 durch Einbringung einer Schweißnaht 17 gebildet. Der sich dann ergebende Filterbeutel 1 im Endzustand ist in der Figur 12 dargestellt.

In der Figurenfolge 13 bis 18 ist das Herstellungsverfahren für eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filterbeutels dargestellt. Die ersten Verfahrensschritte, die in den Figuren 13, 14 und 15 dargestellt sind, entsprechen den vorstehend diskutierten nach den Figuren 7, 8 und 9. Im Gegensatz zur vorstehenden Ausführungsform werden jedoch nun die umgefalteten Schmalseiten 14 und 15, wie sie in Figur 16 dargestellt sind nicht auf die Längsseiten zurückgefaltet, sondern nach Verschweißung des

überlappenden Bereiches 3 mittels der mittigen Schweißnaht 6 durch Abschneiden entfernt. Um den Filterbeutel 1 zu verschließen, ist bei dieser Ausführungsform dann vorgesehen, dass dann die Schmalseiten im Bereich des Bodens 2 durch eine zusätzliche

Schweißnaht 23 und 24 verschlossen werden. Nach dem Verschließen mittels des Schweißens kann dann der ü- berstehende Bereich abgetrennt werden. Der Zustand der sich dann ergibt, ist in der Figur 17 darge- stellt. Die endgültige Form der Filtertüte 1, die sich bei dieser Ausführungsform ergibt, ist dann in der Figur 18 wieder gegeben.