-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Filters für den Atemschutz, für medizinische Filter und Gerätefilter, insbesondere zur Herstellung des partikelfiltrierenden Elementes. Bei dem beschriebenen Verfahren wird aus einem flächigen Filtermedium zunächst ein Faltenpaket hergestellt, aus dem wenigstens ein Filterelement herausgeteilt wird, wobei vor, während oder nach dem Herausteilen des Filterelements auf das Faltenpaket und/oder das Filterelement ein Mittel zur Herstellung einer Kantenabdichtung im Bereich von Außenkanten des Filterelementes aufgebracht wird. Dieses Filterelement kann schließlich in ein Gehäuse eingelegt und im Bereich der Kantenabdichtung wenigstens punktuell mit dem Gehäuse verklebt werden. Auf diese Weise wird ein Filter, insbesondere ein Partikelfilter bereitgestellt, der ein Gehäuse sowie ein in das Gehäuse eingelegtes und mit dem Gehäuse verbundenes Filterelement aus einem gefalteten Filterpapier aufweist.
-
Bekannte Filter werden in Gasfilter, Partikelfilter sowie kombinierte Gas-Partikelfilter unterschieden. Die vorliegende Erfindung betrifft im Wesentlichen einen Partikelfilter oder den Partikelfilterteil eines Kpmbinationsfilters sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Erfindungswesentlich ist hierbei der Aufbau des partikelfiltrierenden Elementes sowie dessen Abdichtung gegenüber dem Gehäuse. Ein derartiger Filter kann auf bevorzugte Weise mit einem Gasfilter kombiniert werden und wird insbesondere für den Atemschutz oder medizinische Filter oder als Gerätefilter eingesetzt.
-
Problematisch bei der Bereitstellung von Filterelementen ist stets, dass diese strömungstechnisch einen Widerstand darstellen, der vom Anwender beim Atmen überwunden werden muss. Hieraus resultiert eine Belastung für den Anwender, die zusätzlich zur eigentlichen Tätigkeit auftritt.
-
Ein derartiges Filterelement mit einem gefalteten Filterpapier ist beispielsweise aus der
DE 694 12 268 T2 bekannt. Das beschriebene Filterelement verfügt im Wesentlichen über ein rechteckiges Gehäuse, in das ein gefaltetes Filterpapier als Filterelement eingesetzt ist. Die Faltung des Filterpapiers erfolgt hierbei vor allem, damit ein möglichst großer Strömungsquerschnitt erzielt wird, so dass der Strömungswiderstand des Filterelementes reduziert wird. Neben den zuvor beschriebenen Filterelementen mit einem rechteckigen Gehäuse und einem gefalteten Filterelement sind weiterhin so genannte Ringfilter bekannt, bei denen die Falten des Filters konzentrisch angeordnet sind. Insbesondere für runde Gehäuse werden häufig Ringfilter als partikelfiltrierende Elemente verwendet. Diese Ringfilter bestehen aus Filterpapieren, die direkt bei der Herstellung des Filterpapiers in Form von Ringfalten erzeugt werden. Ringfilter sind aufgrund ihrer Bauform gut in runden Gehäusen, beispielsweise durch Klemmung, partikelundurchlässig abzudichten. Nachteilig an derartigen Ringfiltern ist allerdings, dass aufgrund ihrer Herstellung breite Falten und große Faltenabstände und somit nur sehr geringe Filterflächen herstellbar sind, so dass die Strömungswiderstände und damit die Widerstände beim Atmen für den Anwender vergleichsweise groß sind.
Aus diesem Grund werden vielfach partikelfiltrierende Filter hergestellt, indem aus Parallelfaltenpaketen aus Flächenpapier entsprechende Filterelemente erzeugt werden. Hierbei wird das Filterpapier, das in der Regel als Rollenware zur Verfügung gestellt wird, zu parallelen Falten zick-zack-förmig aufgestellt. Die Stabilität des Faltenpakets wird durch sogenannte Abstandhalter sichergestellt, die mit den Falten des Filterelementes verbunden werden und diese in ihrer Form halten. Derartige Faltenpakete werden, wie aus der
DE 69 412 268 T2 bekannt, in ein rechteckiges Gehäuse eingelegt und gegenüber diesem abgedichtet, indem mithilfe von Heißkleber eine Verbindung zwischen Rahmen und der Außenkante des Filterpaketes bzw. deren Kantenabdichtung erzeugt wird.
-
Rechteckige Faltenpakete bieten zwar den Vorteil einer vergleichsweise gut herstellbaren Kantenabdichtung, sind aber auf diese Form, nämlich die Rechteckform, begrenzt, da die Kantenabdichtung nur senkrecht zur Laufrichtung des Papiers erstellt wird. Des Weiteren ist die Kombination aus heiß aufgetragenen Leimspuren und Kantenabdichtungen und Heißkleber zur Abdichtung derselben im Gehäuse des Partikelfilters aus Gründen der Prozesssicherheit nicht optimal. Je größer der Spalt zwischen dem Filterelement und dem Gehäuse und damit der für die Abdichtung vorgesehene Raum ist, umso kleiner wird die nutzbare Filterfläche.
-
Bei der Verwendung von runden Gehäusen, wie sie beispielsweise bei Filtern mit RD-40-Anschluss nach EN 148-1 oder ISO 17420-3 verwendet werden, werden aus dem gefalteten Papier runde Faltenpakete ausgeschnitten, um die maximal mögliche Fläche des Filtergehäuses auszunutzen. In diesem Falle wird der Spalt zwischen dem Filterpaket und dem Gehäuse üblicherweise ausgegossen oder ein Kleber zur Kantenabdichtung und Abdichtung mit dem Gehäuse in den Spalt eingeschleudert.
-
Problematisch an den bekannten Partikelfiltern und insbesondere an den Verfahren zu deren Herstellung ist, dass bei der Herstellung geeigneter Filterelemente die Abdichtung durch das Aufbringen einer Kantenabdichtung direkt bei der Herstellung des Faltenpakets erfolgt und hierdurch ein Teil der zur Verfügung stehenden Filterfläche nicht nutzbar ist. Ferner entstehen oftmals große Mengen an Abschnitt von Filterpapier, der als Ausschuss verworfen werden muss. Dies stellt einen erheblichen Kostenaufwand dar. Weiterhin ist es fertigungstechnisch oftmals vergleichsweise aufwändig, eine zuverlässige Abdichtung zwischen den Filterpaketen und den diese aufnehmenden Filtergehäusen herzustellen.
-
Bei dem in
JP 2002 / 065880 A beschriebenen Vorgehen wird ein achteckiges Filterelement 1 in ein kreisrundes Filtergehäuse 5 eingelegt, vgl. Par. [0005] und [0006] und
4. Das eingelegte Filterelement wird in seiner zentrierten Position gehalten und fixiert. Dieses Ergebnis wird erzielt, indem das Filterelement positionsrichtig eingelegt wird. In einem nachfolgenden Arbeitsschritt wird ein Dichtmittel (sealing agent) aufgebracht.
-
Die 20 2005 009 836 U1 zeigt ein Filterelement mit einem plattenförmigen gefalteten Filtermedium. Dieses Filtermedium ist in einen elliptischen Rahmen eingesetzt. Die Seitenbereiche des Filtermediums weisen durch Abschneiden abgeschrägte Seitenbereiche auf, um die ovale Kontur nachzubilden.
-
In WO 2011 / 146294 A2 wird eine gewölbte viereckige prismatische Filterkassette (filter cartridge 12) beschrieben, die sich durch eine Drehbewegung mit einer Filteraufnahme einer Maske verbinden lässt. Die Filterkassette 12 umfasst einen Bajonettverschluss.
-
Ausgehend von den zuvor beschriebenen technischen Lösungen und den hieraus resultierenden Problemen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen partikelfiltrierenden Filter sowie dessen Herstellung derart weiterzubilden, dass einerseits mit vergleichsweise einfachen Mitteln eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Filterelement und dem Gehäuse realisiert wird und andererseits der Ausschuss von Filterpapier, der bei der Herstellung von geeignet geformten Faltenpaketen auftritt, minimiert wird, vor allem ohne den Atemwiderstand der Filter signifikant zu erhöhen. Die anzugebende technische Lösung soll sich hierbei einfach in Standard-Fertigungsprozesse integrieren lassen oder aber einen vergleichsweise einfachen Fertigungsprozess darstellen.
-
Die vorstehend beschriebene Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines Filters gemäß Anspruch 1 und gemäß Anspruch 11 sowie einem Partikelfilter gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Filters für den Atemschutz, für medizinische Filter und Gerätefilter, bei dem ein flächiges Filtermedium bereitgestellt und zu einem Faltenpaket gefaltet wird und aus dem Faltenpaket wenigstens ein Filterelement herausgeteilt wird. Das Filterelement wird anschließend in ein Gehäuse eingelegt und wenigstens punktuell mit dem Gehäuse verbunden, und zwar durch Kleben oder Einschäumen. In einem einzigen Arbeitsschritt werden eine umfangseitige Kantenabdichtung des Filterelements und wenigstens punktuell eine Verbindung des Filterelements zum Gehäuse hergestellt, und zwar mittels des Schaums und / oder das Klebstoffs.
-
Erfindungsgemäß wird durch Formschäumen oder durch Klebstoff das Filterelement derart umschäumt, dass durch den Schaum und / oder den Klebstoff eine Anschlussgeometrie entsteht, mittels derer der Partikelfilter partikeldicht an ein Filtergehäuse, eine Maske bzw. einen anderen Atemanschluss oder an ein Gebläsefiltergerät, vorzugsweise durch Klemmen, angeschlossen werden kann. Das an das Filterelement anschließende Formschaumelement stellt hierbei auf bevorzugte Weise eine mittelbare, insbesondere partikeldichte, Verbindung zwischen dem Filterelement und einem Gehäuseelement, einer Maske oder einem Bauteil, durch das ein Luftstrom geführt wird, her.
-
Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich dadurch aus, dass das aus dem Faltenpaket herausgeteilte Filterelement in das Gehäuse eingelegt oder von einer Form, insbesondere von einem Formschaumelement umgeben wird, wobei sichergestellt wird, dass auf eine umfangsseitig angeordnete Außenkante des Filterelements ein Schaum und/oder ein Klebstoff zur wenigstens teilweisen Kantenabdichtung aufgebracht wird. Sofern der Filter in ein Gehäuse eingelegt und mit diesem verbunden wird, wird auf diese Weise zumindest abschnittsweise eine partikeldichte Verbindung zwischen Filterelement und Gehäuse hergestellt. Bei Verwendung einer Form bzw. eines Formschaumelementes, das das Filterelement an seinen Außenkanten umgibt, stellt die Außenkontur des umschäumten Partikelfilters eine Anschlussgeometrie dar. Wesentliches technisches Merkmal der Erfindung ist somit die Herstellung einer Kantenabdichtung mit Hilfe eines Schaums oder Klebstoffes, sodass einerseits eine optimale Flächennutzung des Filtermediums erreicht wird und andererseits der vorhandene Bauraum besser als bei bekannten Lösungen ausgenutzt wird. Vorteilhaft ist hierbei auch, dass die umfangsseitige Kantenabdichtung und die Verbindung des Filterelements mit dem Gehäuse in einem Arbeitsschritt erfolgt.
-
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung zur Herstellung eines Filters besteht darin, dass das Filterelement derart aus dem Faltenpaket herausgeteilt wird, dass das Filterelement in einer Ebene, die senkrecht zur Hauptanströmrichtung des Filters liegt, wenigstens drei Ecken aufweist und damit vorteilhaft für Filter ist, die zumindest teilweise durch Drehung an Gerät oder Atemanschluss angeschlossen werden. Es kann sich dabei sowohl um runde als auch um n-eckige Gehäuse handeln. Gemäß dieser Ausführungsform wird unter einer Ebene, die senkrecht zur Hauptanströmrichtung des Filters angeordnet ist, eine Ebene verstanden, in der eine Querschnittsfläche des sich in seiner Einbaulage im Gehäuse befindenden Filterelements liegt.
-
Wesentlich bei dieser technischen Lösung ist, dass auf einfache Weise Filterelemente hergestellt werden können und der anfallende Ausschuss an Filterpapier minimiert wird. Die derart n-eckig, wobei n > 2 gilt, ausgeführten Filterelemente werden schließlich in ein Gehäuse mit zumindest teilweise gekrümmter oder n-eckig ausgeführter Außenwand eingelegt und ein Spalt zwischen den Außenkanten des Filterelements und der Gehäusewand vorzugsweise ausgeschäumt oder ausgegossen. Das aus dem Faltenpaket herausgetrennte Filterelement ist hierbei derart mehreckig ausgeführt, dass bei einer Draufsicht auf das Faltenpaket, also bei einer Sicht auf die Spitzen bzw. die Vertiefungen der Falten, an den Außenkanten wenigstens drei Ecken gebildet werden.
-
Das Herausteilen des Filterelementes aus dem Faltenpaket kann sowohl mithilfe von Schneidverfahren, insbesondere dem sogenannten Laserschneiden, durch Ultraschall oder mit mechanischen Messern, als auch mit geeigneten Stanzverfahren realisiert werden.
-
Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung werden das Faltenpaket und/oder das aus dem Faltenpaket bereits herausgeteilte Filterelement mit wenigstens einem Abstandhalter zur Stabilisierung der Faltenform verbunden. Zur Herstellung der nötigen Stabilität werden hierzu auf das Faltenpaket oder das bereits herausgeteilte Filterelement Leimspuren aufgetragen. Weiterhin ist es denkbar, dass zusätzliche und mitgefaltete oder nachträglich aufgelegte Netzschichten vorgesehen sind, mit denen eine Formstabilität der Falten sichergestellt ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass ein Abstandhalter in Form eines Kamms ausgeführt ist, der in die bereits aufgestellten Falten zu deren Stabilisierung eingesetzt wird.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass als Mittel zur Herstellung einer Kantenabdichtung wenigstens teilweise ein Leim bereitgestellt wird und auf das Faltenpaket wenigstens abschnittsweise Leimspuren aufgetragen werden, die als Abstandhalter und/oder als Kantenabdichtung fungieren. Bevorzugt werden hierbei die Leimspuren zunächst auf das Faltenpaket aufgebracht und aus dem Faltenpaket anschließend die Filterelemente derart herausgetrennt, dass die Trennflächen im Bereich der Leimspuren liegen. Auf diese Weise wird vergleichsweise einfach sichergestellt, dass die aus dem Faltenpaket herausgeteilten Filterelemente sofort über eine Kantenabdichtung verfügen und zur Herstellung einer geeigneten Kantenabdichtung keine weiteren Verfahrensschritte erforderlich sind.
-
Das Filterpapier, das gefaltet und so die gewünschten Faltenpakete hergestellt werden, wird bevorzugt als Rollenware zur Verfügung gestellt. Die erfindungsgemäße Herstellung von Filterelementen, bei der Filterpapier gefaltet und aus den Faltenpaketen, die vorzugsweise bereits über Abstandhalter und/oder geeignete Leimspuren verfügen, die Filterelemente schließlich herausgeteilt werden, minimiert generell den Verschnitt bzw. Ausschuss von Filterpapier. Auf bevorzugte Weise wird dies erreicht, indem die einzelnen Filterelemente eine dreieckige, viereckige oder insbesondere eine sechseckige Außenkontur aufweisen. Die einzelnen Schnittflächen liegen hierbei bevorzugt unmittelbar nebeneinander, wobei die Trennung bevorzugt im Bereich von Leimspuren erfolgt, so dass einerseits der Verschnitt auf ein Minimum verringert wird und die herausgeteilten, mehreckigen Filterelemente an ihren Außenkanten bereits über eine Kantenabdichtung verfügen. Alternativ kann die Kantenabdichtung erfindungsgemäß in einem Gehäuse oder in einer Form durch Schäumen erstellt werden.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die Menge des Ausschussmaterials des Filterpapiers minimiert und gleichzeitig ein Verfahren zur Herstellung einer Kantenabdichtung für n-eckige Faltenpakete, insbesondere für sechseckige Faltenpakete, bereitgestellt.
-
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird die Herstellung der Kantenabdichtung für die mehreckigen Faltenpakete durch eine Relativbewegung von Leimdüsen zum Filterpapier bzw. zu den Faltenpaketen sichergestellt. Bevorzugt erfolgt diese Relativbewegung synchron zur Faltung des Papiers, wodurch eine gleichmäßige und wiederholbare Aufbringung von Leim auf die Kanten des Faltenpaketes bzw. insbesondere auf die Außenkanten der später herausgeteilten Filterelemente sichergestellt wird. Sofern die Filterelemente eine sechseckige Außenkontur aufweisen sollen, erfolgt die Aufbringung des Leims zick-zack-förmig.
-
Um auf besonders geeignete Weise eine Abdichtung des Filters gegenüber dem Gehäuse zu erreichen, wird in einer speziellen Weiterbildung der Erfindung ein Spalt zwischen dem Filterelement und einer Gehäusewand ausgeschäumt und/oder ausgegossen. Hierbei erfolgt die Abdichtung bevorzugt mithilfe eines Schaums, insbesondere mit einem PolyurethanSchaum. Eine Kantenabdichtung wird auf diese Weise zuverlässig erzeugt unabhängig davon, welche Spaltformen oder Spaltmaße, die aufgrund von Fertigungstoleranzen abweichen können, vorliegen. Alternativ oder in Ergänzung ist es denkbar, in den Spalt zwischen dem Filterelement und der Gehäuseinnenwand einen Klebstoff einzuschleudern. Vorzugsweise wird hierbei ein Heißkleber als Klebstoff verwendet.
-
Gemäß einer alternativen technischen Lösung wird das Faltenpaket nicht in ein Gehäuse eingelegt und zumindest abschnittsweise mit diesem verbunden, sondern das Faltenpaket wird auf geeignete Weise umschäumt, so dass eine Außenkontur hergestellt und das Faltenpaket partikeldicht an ein Filtergehäuse, eine Maske bzw. einen anderen Atemanschluss oder an ein Gebläsefiltergerät, vorzugsweise durch Klemmen, angeschlossen werden kann. Durch um Schäumen wird die Außenkontur des Filterelements hergestellt. Das Filterelement wird partikeldicht in das Gehäuse eingelegt und gegen die Gehäusewand befestigt. Die Gehäusewand umgibt die Außenkanten des Filterelements und ist wenigstens abschnittsweise gekrümmt oder weist wenigstens drei Ecken auf.
-
In diesem Zusammenhang ist es grundsätzlich unerheblich, welche geometrische Form die Außenkontur hat. Vor allem ist es nicht notwendig, dass ein Querschnitt der Außenkontur einen mehreckigen Rand aufweist. Vielmehr ist es in diesem Fall ebenfalls denkbar, dass die Außenkontur bzw. der Rand des verfestigten Schaums zumindest abschnittsweise gekrümmt ist, wobei das Faltenpaket auf ganz besonders geeignete Weise von einem Formschaumelement umgeben ist, das eine partikeldichte Abdichtung gegenüber einem kreisrunden Filtergehäuse ermöglicht.
-
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Bereich, der unmittelbar an die Außenkanten des Filterelements anschließt, frei ausgeschäumt. Es ist somit keine definierte Außenkontur vorgesehen. Durch die Verwendung eines geeigneten Schaummaterials, insbesondere eines Polyurethan-Schaums, wird sichergestellt, dass die erforderliche Kantenabdichtung des Filterelements erreicht wird, ohne dass besondere Maßnahmen ergriffen werden müssen. In diesem Zusammenhang ist es durchaus denkbar, dass sich der Bereich, in dem ein freies Ausschäumen vorgenommen wird, innerhalb eines Spaltes zwischen dem Filterelement und einer Wand des Gehäuses befindet, der über eine derartige Breite verfügt, dass dieser nicht vollkommen ausgeschäumt oder ausgegossen wird, sondern sich der Schaum oder Kleber, der die Kantenabdichtung sicherstellt lediglich innerhalb des Spaltes befindet.
-
In einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist es denkbar, sechseckige Faltenpakete jeweils bedarfsgerecht in Gehäuse mit unterschiedlichen Konturen einzulegen. Durch die Verwendung eines Klebers oder Schaums zur Ausfüllung des Spaltes zwischen Filterpaket und Gehäuse können hierbei unterschiedliche Gehäuseformen und Spaltmaße zum Einsatz kommen. Weiterhin ist es denkbar, Formschäume zur Erstellung einer definierten äußeren Kontur des Schaums zu verwenden, um das auf diese Art umschäumte Filterelement als vorgruppiertes Baugruppe in das Gehäuse des Partikelfilters oder eines Kombifilters einzusetzen. Gleichzeitig wird durch diesen Schaum, insbesondere durch eine leichte Presspassung zwischen Schaum und Gegenkontur des Gehäuses, eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Filterelement und dem Gehäuse sichergestellt.
-
Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung wird ein direkter Anschluss an den Atemanschluss hergestellt, indem der Formschaum die verbindenden Elemente mit darstellt oder entsprechende Einlegeteile mit einbindet und gleichzeitig partikeldicht abschließt. Wie bereits angedeutet, ist es ferner denkbar, den Spalt durch freies Ausschäumen ohne definierte Außenkontur zur Realisierung der partikeldichten Verbindung von filtrierendem Element und Gehäuse auszuführen. Ebenso ist es denkbar, ein Zwischenelement vorzusehen, das wiederum beispielsweise in einen Kombinationsfilter eingesetzt und dort abgedichtet wird.
-
Im Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von speziellen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1: Faltenpaket mit aufgebrachten Leimspuren;
- 2: Filter mit sechseckigem Filterelement mit zusätzlicher Kantenabdichtung aus Kunststoff, das in das Filtergehäuse eingeschäumt ist;
- 3: Umschäumtes Filterelement, das durch Formschaum eine definierte äußere Kontur erhalten hat und in ein kreisrundes Gehäuse eingesetzt worden ist;
- 4: kreisrundes Filterelement, das mit in ein kreisrundes Gehäuse eingeschäumt wurde sowie
- 5: Filterelement, das mittels freiem Schäumen im Gehäuse fixiert und gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist.
-
1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Parallelfaltenplatte, die aus einem zunächst als Rollenmaterial zur Verfügung gestellten Filterpapier hergestellt worden ist. Um die benötigten Filterelemente 2 zu erzeugen, werden zunächst parallele Falten 11 in das Rollenmaterial eingebracht, die Parallelfaltenplatte in einzelne Faltenpakete 6 aufgeteilt und schließlich die Filterelemente 2 mit der jeweils benötigten Außenkontur aus den Faltenpaketen 6 herausgetrennt.
Um nach dem Heraustrennen der benötigten Filterelemente 2 aus dem Faltenpaket 6 eine ausreichende Kantenabdichtung 5 sicherzustellen, sind auf die Parallelfaltenplatte bereits vor der Erzeugung der einzelnen Faltenpakete 6 jeweils Leimspuren 12 aufgebracht worden, die gleichzeitig eine Formstabilität der erzeugten Falten 11 sicherstellen. Optional ist es denkbar, dass die Kantenverleimung 5 zu einem späteren Zeitpunkt, insbesondere mit Hilfe des zur Herstellung einer Verbindung zwischen Filter 1 und Gehäuse 3 verwendeten Schaums 10 oder Klebstoffs 13 realisiert wird.
-
Aus den Faltenpaketen 6 werden schließlich Filterelemente 2 herausgetrennt und in einem Gehäuse 3 abgedichtet, indem durch Schaum 10 oder Heißkleber 13 eine Verbindung zwischen den Außenkanten 7 des Filterelements 2 und dem Gehäuse 3 eines Filters 1 hergestellt wird. Grundsätzlich ist es in diesem Zusammenhang denkbar, entweder das Filterelement 2 in ein entsprechend vorgesehenes Gehäusebauteil einzulegen und an den Außenkanten 7 des Filterelements 2, insbesondere in einem Spalt 9 zwischen den Außenkanten 7 des Filterelements 2 und einer Bauteilwand einen Schaum 10 oder einen Klebstoff 13 auf- bzw. einzubringen, oder aber die Außenkanten 7 des Filterelements 2 mit einem Schaum 10 zu umgeben, bevorzugt derart, dass ein Element mit definierter Außenkontur gebildet wird, und das in den Schaum 10 eingebettete Filterelement 2 mit einem Gehäusebauteil, beispielsweise durch Einklemmen, zu verbinden. Hierbei ist es im Grundsatz jeweils unerheblich, ob das Filterelement 2 eine Außenkontur mit mehreren Ecken aufweist, die Umfangsfläche wenigstens teilweise gekrümmt ist, oder aber die durchströmte Querschnittsfläche des Filterelements 2 sogar kreisförmig ausgeführt ist.
-
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird aus einem Faltenpaket 6 eine Vielzahl von Filterelementen 2 herausgetrennt, die in einer Ebene quer zur Hauptanströmrichtung des Filters 1 wenigstens drei, bevorzugt sechs Ecken aufweisen. Diese in Bezug auf die Kontur der Außenkanten 7 mehreckigen Filterelemente 2 können nunmehr jeweils in ein Gehäuse 3 eingesetzt werden.
Vielfach verfügen die zum Einsatz kommenden Gehäuse 3 zumindest abschnittsweise über eine gekrümmte Gehäuseaußenwand. Hierbei wird bewusst in Kauf genommen, dass zwischen der Gehäusewand 4 und dem eingelegten Filterelement 2 ein Spalt 9 verbleibt. Einen derartigen Spalt 9 zwischen dem Filterelement 2 und der Gehäusewand wird ganz oder teilj weise mit einem Schaum 10 oder Kleber gefüllt und nach Aushärtung des Schaums 10 oder Klebstoffes 13 eine zuverlässige Kantenabdichtung 5 erzeugt.
In diesem Zusammenhang ist es denkbar, den Spalt 9 vollständig auszufüllen oder aber, beispielsweise durch freies Schäumen, eine Schaum- oder Kleberaupe derart einzubringen, dass das Filterelement 2 innerhalb des Gehäuses 3 fixiert und gleichzeitig nach außen auf das erforderliche Maß abgedichtet ist.
-
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein kreisrundes Gehäuse 3 vorgesehen, in das ein Filterelement 2 mit sechseckiger Außenkontur eingesetzt ist. Das sechseckige Filterelement 2 verfügt in diesem Fall über einen Kunststoffrahmen 14, der das Filterelement 2 an seinen Außenkanten 7 umgibt und somit ebenfalls eine sechseckige Kontur aufweist. Das Filterelement 6 ist mit dem Kunststoffrahmen 14 partikeldicht verbunden, so dass grundsätzlich keine weitere Abdichtung notwendig ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Filterelement 2 mit-dem Kunststoffrahmen 14 innerhalb eines Filtergehäuses 3 mit kreisrunder Außenkontur angeordnet, wobei das Filterelement 2 mit dem Kunststoffrahmen 14 unter Bildung eines Formschaumelements 15 umschäumt worden ist und schließlich gemeinsam mit dem Formschaumelement 15 im Filtergehäuse 3 durch Einklemmen gegen die Gehäusewand 4 befestigt worden ist. Nichtsdestotrotz ist es generell denkbar, an den Außenkanten des Filterelements 2 zusätzlich eine Kantenabdichtung 5 vorzusehen, die mithilfe von Leim, der ursprünglich auf das zu faltende Filterpapier oder das Faltenpaket 6 aufgebracht wurde.
-
Weiterhin zeigt 3 ein Filtergehäuse 3 mit einem kreisförmigen Querschnitt, in das ein Filterelement 2 eingebracht ist. Das Filterelement 2 wurde in diesem Fall derart umschäumt, dass das Filterelement 2 gemeinsam mit dem Formschaumelement 15, das einerseits eine Kantenabdichtung gewährleistet und andererseits eine Abdichtung gegen die Gehäusewand 4 sicherstellt, im Gehäuse 3 durch Einklemmen befestigt worden ist. Auf bevorzugte Weise verfügt der Außendurchmesser des Formschaumelementes 15 im Vergleich zum Innendurchmesser des Gehäuses 4 hierfür über ein leichtes Übermaß, so dass das Filterelement 2 mit dem Formschaumelement 15 in dem Gehäuse sicher eingeklemmt wird.
-
In 4 ist ein Filterelement mit einer kreisrunden Außenkontur dargestellt, das in einem Filtergehäuse 3 mit ebenfalls kreisrunder Außenkontur fixiert worden ist. Bei dieser speziellen technischen Gestaltung ist ein Spalt 9 zwischen der Außenkante 7 des Filterelements 2 und der Gehäusewand 4 mit Hilfe eines Schaumes 10 ausgefüllt worden. Der Schaum füllt den Spalt 9 vollständig aus und gewährleistet hierbei sowohl eine Kantenabdichtung 5 des Filterelements 2 als auch die erforderliche Fixierung des Filterelements 2 innerhalb des Gehäuses 3.
-
5 zeigt ein Filtergehäuse 3, das keinen kreisrunden Querschnitt sondern lediglich eine zumindest teilweise gekrümmte Außenkontur aufweist, wie sie häufig, insbesondere bei Filtern für so genannte Halbmasken, zum Einsatz kommt. Zur Herstellung des Atemschutzfilters 1 wird zunächst ein Filterelement 2 mit mehreckiger Außenkontur hergestellt und dieses in das Gehäuse 3 eingelegt. Zur Fixierung des Filterelementes 2 wird das Filterelement 2 frei umschäumt und der Spalt 9 zwischen dem Filterelement 2 und der Gehäusewand 4 nicht vollständig ausgefüllt, sondern durch freies Schäumen die notwendige Menges eines geeignetes Materials, das auch die erforderliche Kantenabdichtung 5 sicherstellt, eingebracht. Auf diese Weise wird eine Art Schaumraupe erzeugt, die das Filterelement 2 vollumfänglich umgibt und dieses innerhalb des Gehäuses fixiert. Alternativ oder ergänzend kann eine Abdichtung der Kanten hierbei durch Vorsehen von Leim an den Außenkanten 7 realisiert werden.
-
Wie die obigen Ausführungen gezeigt haben, zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung vor allem dadurch aus, dass durch Verwendung von Schaum 10 oder flüssigem Klebstoff 13 eine Fixierung des Filterelements 2 im Filtergehäuse 3 bei gleichzeitigen Kantenabdichtung 5 des Filterelements auf verhältnismäßig einfache Weise zu realisieren ist. Ein großer Vorteil besteht hierbei auch darin, dass Filtergehäuse 3 und Filterelemente 2, die unterschiedliche Außenkonturen aufweisen, einfach, kostengünstig und trotzdem prozesssicher mit einander kombiniert werden können.
-
Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung wird in ein Filtergehäuse 3, das zumindest teilweise eine gekrümmte Außenwand aufweist, ein mehreckiges Filterelement 2 eingesetzt. Hierbei kann in Kauf genommen werden, dass zwischen der Gehäusewand 4 und dem Filterelement 2 ein Spalt 9 verbleibt, da sowohl die Fixierung des Filterelementes 2 innerhalb des Gehäuses 3 als auch die Kantenabdichtung 5 durch Einbringen eines Schaumes 10 oder eines Klebstoffes 13, der eingeschleudert werden kann, sichergestellt wird. Wie erwähnt muss der Spalt nicht in jedem Fall vollständig ausgefüllt sein.
Gegenüber den bekannten Atemschutzfiltern zeichnet sich die erfindungsgemäße technische Lösung dadurch aus, dass durch den Einsatz von Schäumen oder flüssigen Klebstoffen im Bereich der Filterelementaußenkanten während der Fertigung der Filter erhebliche Prozessverbesserungen erzielbar sind. Durch Verwendung von mehreckigen Filterelementen wird ferner der Verschnitt bzw. Ausschuss von Filtermaterial auf ein Minimum reduziert.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Filter
- 2
- Filterelement
- 3
- Filtergehäuse
- 4
- Gehäusewand
- 5
- Kantenabdichtung
- 6
- Faltenpaket
- 7
- Außenkante des Filterelements
- 8
- Abstandhalter
- 9
- Spalt
- 10
- Schaum
- 11
- Falten
- 12
- Leimspuren
- 13
- Klebstoff
- 14
- Kunststoffrahmen
- 15
- Formschaumelement
