DE10203745B4 - filter - Google Patents
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Abstract
Filter mit einer aus feinkörnigem thermoplastischen Material gesinterten Feinschicht (3), die mit einer aus grobkörnigem thermoplastischen Material gesinterten Tragschicht (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Feinschicht (3) und die Tragschicht (2) an Verbindungsstellen (8) nur kleinflächig miteinander verbunden sind, wobei Poren (6) der Tragschicht (2) an der Verbindungsseite zwischen Tragschicht (2) und Feinschicht (3) unausgefüllt bleiben.Filter with a fine layer (3) sintered from fine-grained thermoplastic material, which is connected to a base layer (2) sintered from coarse-grained thermoplastic material, characterized in that the fine layer (3) and the base layer (2) only have a small area at connection points (8) are interconnected, the pores (6) of the base layer (2) on the connection side between the base layer (2) and the fine layer (3) remaining unfilled.
Description
Die Erfindung betrifft ein Filter mit einer aus feinkörnigem thermoplastischen Material gesinterten Feinschicht, die mit einer aus grobkörnigem thermoplastischen Material gesinterten Tragschicht verbunden ist, sowie Herstellungsverfahren für diesen Filter.The invention relates to a filter with one made of fine-grained thermoplastic material sintered fine layer with a from coarse-grained thermoplastic material is connected to the sintered base layer, and manufacturing processes for this filter.
Diese Art von Filtern wird bekanntermaßen beispielsweise für Klimaanlagen und Industriestaubfihter eingesetzt, wobei das zu filternde Durchströmmedium Luft eine bestimmte maximale Temperatur nicht überschreitet, so dass als Filterwerkstoffe thermoplastische Materialien, wie z.B. Polyethylen, verwendet werden.This type of filter is known to be, for example for air conditioners and industrial dust filters are used, the flow medium to be filtered Air does not exceed a certain maximum temperature, so that as filter materials thermoplastic materials such as Polyethylene.
In der
Als nachteilig hinsichtlich des Strömungswiderstandes hat sich dabei erwiesen, dass die feinkörnige Beschichtung, die als Suspension aus Polytetraflouräthylen als bevorzugtem Material aufgebracht oder durch Sprühen oder Bürsten hergestellt wird, eine unregelmäßige Stärke ausbildet, die besonders in den ausgefüllten Poren den Strömungswiderstand des Filters erheblich beeinträchtigt. Durch die so ausgebildete unregelmäßige Oberfläche ist ein Reinigen derselben mit Nachteilen verbunden.As a disadvantage in terms of flow resistance It has been shown that the fine-grained coating, which as Polytetrafluoroethylene suspension applied as a preferred material or by spraying or to brush an irregular thickness, which especially in the filled pores the flow resistance of the Filters significantly affected. Because of the irregular surface thus formed, it can be cleaned associated with disadvantages.
Ein weiterer, wirtschaftlicher Nachteil ist in der Fertigung zu sehen, da unterschiedliche Werkzeugvorrichtungen und mehrere verschiedene Werkstoffe verwendet werden.Another economic disadvantage can be seen in the production, since different tool devices and several different materials are used.
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Filter, der eingangs beschriebenen Art und Herstellungsverfahren zu schaffen, welche die o.g. Nachteile nicht mehr aufweisen, wobei der Strömungswiderstand verringert und die Wirtschaftlichkeit des Filters und seines Herstellungsverfahrens erhöht werden.The object of the invention is therein, a filter, the type and manufacturing method described above to create which the above Disadvantages no longer have the flow resistance reduced and the economy of the filter and its manufacturing process elevated become.
Die Lösung besteht darin, dass die Feinschicht und die Tragschicht an Verbindungsstellen nur kleinflächig miteinander verbunden sind, wobei die Poren der Tragschicht an der Verbindungsseite zwischen Tragschicht und Feinschicht unausgefüllt bleiben.The solution is that the Fine layer and the base layer at connection points only with one another over a small area are connected, the pores of the support layer on the connection side between Base layer and fine layer remain unfilled.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Zwei Herstellungsverfahren sind in den Nebenansprüchen dargestellt.Advantageous configurations are in the subclaims specified. Two manufacturing processes are presented in the subclaims.
Das Filter besteht aus zwei Schichten aus gesintertem thermoplastischen Material, wobei auf einer grobkörnigen dicken Tragschicht mit geringem Strömungswiderstand aus hochmolekularem thermoplastischen Material, vorzugsweise Polyethylen, eine Filterfeinschicht aus feinkörnigem höher molekularen thermoplastischen Material als das der Tragschicht, vorzugsweise Polyethylen, zur Anströmrichtung hin angeordnet ist. Die Feinschicht besitzt eine formgesinterte glatte Oberfläche, die die Anströmoberfläche des Filters bildet, in vorteilhafter Weise leicht zu reinigen ist und Verstopfungen verhindert. Die Dicke der Feinschicht wird äußerst gering ausgebildet, wodurch der Strömungswiderstand des Filters vorteilhaft positiv beeinflußt wird. Die Dicke der Feinschicht ist im wesentlichen konstant.The filter consists of two layers Made of sintered thermoplastic material, with a coarse-grained thick Base layer with low flow resistance made of high molecular thermoplastic material, preferably polyethylene, a fine filter layer made of fine-grained higher molecular thermoplastic Material than that of the base layer, preferably polyethylene, for flow direction is arranged. The fine layer has a sintered shape smooth surface, which the inflow surface of the Filters forms, is advantageously easy to clean and Prevents constipation. The thickness of the fine layer becomes extremely small formed, causing the flow resistance the filter is advantageously influenced positively. The thickness of the fine layer is essentially constant.
Weiterhin ist die Feinschicht in einer Ausführungsform als Platte gefertigt, die von der Tragschicht getragen, stabilisiert und versteift wird. Die Verbindung der beiden Schichten erfolgt in kleinflächigen Verbindungsstellen beim Sintern, so dass die Poren der Tragschicht im Verbindungsbereich zur Feinschicht unausgefüllt bleiben, was sich vorteilhaft günstig auf den Strömungswiderstand des Filters auswirkt.Furthermore, the fine layer is in one embodiment manufactured as a plate, supported by the base course, stabilized and is stiffened. The two layers are connected in small-area connection points during sintering, so that the pores of the base layer in the connection area unfilled to the fine layer remain what is advantageous cheap on the flow resistance of the filter affects.
Bei Filtern, die Formteilstruktur aufweisen, beispielsweise von nicht ebener Gestalt, wie z.B. zylinder- oder teilkugelförmig sind, wird die Tragschicht von der Feinschicht wie von einer Haut umhüllt. Auch hierbei weist die Feinschicht in Anströmrichtung eine formgesinterte glatte Oberfläche auf, und die Poren der Tragschicht im Verbindungsbereich zur Feinschicht bleiben unausgefüllt.For filters, the molding structure have, for example of a non-planar shape, such as e.g. cylinder- or partially spherical are the base layer of the fine layer like a skin envelops. Here, too, the fine layer has a sintered shape in the inflow direction smooth surface on, and the pores of the base layer in the connection area to the fine layer remain unfilled.
Das Herstellverfahren eines solchen Filters in Plattenform sieht als erstes die Erstellung der Feinschicht durch Sintern vor. Dazu wird das thermoplastische Material in Pulverform mittels Dosierschlitten auf eine beheizbare Formplatte aufgebracht. Ein Dosierschlitten ist bei Herstellung von plattenförmigen Filtern wesentlich vorteilhafter als ein Rakel, denn er läßt das Pulver auf die Formplatte fallen, vermeidet vorteilhaft eine Verschiebung der Masse und ermöglicht somit die Erstellung vorteilhafter geringer, konstanter Schichtdicken.The manufacturing process of such Filters in plate form first see the creation of the fine layer by sintering. For this, the thermoplastic material is in powder form applied to a heated mold plate by means of a dosing slide. A dosing slide is used to manufacture plate-shaped filters much more advantageous than a squeegee because it leaves the powder falling on the mold plate advantageously avoids displacement of the crowd and enables thus the creation of advantageous low, constant layer thicknesses.
Die Dauer des Sintervorganges ist abhängig von der jeweiligen gewünschten Schichtdicke.The duration of the sintering process is depending on the desired one Layer thickness.
Danach wird in der gleichen Vorrichtung mittels Dosierschlitten das Pulver für die grobe Tragschicht auf die Feinschicht aufgetragen und gesintert.After that, in the same device use a dosing slide to apply the powder for the rough base layer the fine layer applied and sintered.
Die Feinschicht erhält durch die Oberflächenbeschaffenheit der Formplatte eine entsprechend formgesinterte glatte Oberfläche.The surface receives the fine layer surface of the mold plate has a corresponding sintered smooth surface.
Das Material der Feinschicht ist bei diesem Verfahren länger der Wärme ausgesetzt und sollte deshalb auch eine höhere Kornstabilität aufweisen.The material of the fine layer is longer with this procedure of warmth exposed and should therefore also have a higher grain stability.
Auch bei dem Herstellverfahren eines solchen Filters als Formteil wird zuerst die Feinschicht erstellt. Dieses erfolgt im Heiz-Ansinterverfahren durch Aufheizen der Form mit anschließendem Auftragen des feinen Pulvers im Überschuß. Abhängig von der gewünschten Schichtdicke wird nach vorgegebener Zeit der nicht versinterte Pulverüberschuß entfernt. Das grobkörnige Pulver für die Tragschicht wird danach bei Formteilen insbesondere mit ungünstigem Wandstärke-/Fließwegverhältnis mittels Vakuum in den Formhohlraum gesaugt. Dieses ergibt eine vorteilhafte gleichmäßige Füllung und Kornverteilung als das bisher übliche Rütteln. Weiterhin sind vorteilhafte unterschiedliche Wanddicken herstellbar, da beim Befüllen zunächst die von der Einfüllstelle entferntesten Bereiche gefüllt werden, sowie ein Verstopfen der Fließwege ausgeschlossen ist.Even in the manufacturing process such a filter as a molded part, the fine layer is created first. This takes place in the heating sintering process Heating the mold with subsequent Apply the fine powder in excess. Depending on the desired one Layer thickness is removed after a predetermined time, the non-sintered powder excess. The coarse-grained Powder for the base layer is then in the case of moldings in particular with unfavorable Wall thickness / flow path ratio using vacuum sucked into the mold cavity. This results in an advantageous uniform filling and Grain distribution than the usual one Shake. Furthermore, advantageous different wall thicknesses can be produced because when filling first the most distant from the filling point Areas filled as well as clogging of the flow paths is excluded.
Somit ist durch die vorliegende Erfindung ein Filter geschaffen, dessen Strömungswiderstand erheblich reduziert ist, wie durch Meßwerte nachgewiesen wird. Es ergibt sich somit eine höhere Wirtschaftlichkeit beim Einsatz dieses Filters in Bezug auf den niedrigeren Leistungsverbrauch der Aggregate, die für die Durchströmung des Filters verwendet werden, sowie in Bezug auf die reduzierten Maßnahmen beim Herstellverfahren.Thus, by the present invention created a filter whose flow resistance is significantly reduced is how through readings is proven. This results in a higher profitability for Use of this filter in terms of lower power consumption of the aggregates for the flow of the filter are used, as well as in relation to the reduced activities in the manufacturing process.
Anhand von Beispielen wird die Erfindung nachfolgend noch näher erläutert. Hierbei zeigt:The invention is illustrated below using examples even closer explained. Here shows:
Die grobe Tragschicht
Die Herstellung und Verbindung von
Feinschicht
Für
den Fall von Filterformteilen zeigt
Bei Formteilen weist die Formfläche bei Befüllung bzw. Auftrag des Pulvers Sintertemperatur auf.For molded parts, the molded surface shows filling or application of the powder sintering temperature.
Auch bei Formteilen wird zuerst die Feinschicht gesintert und danach die Tragschicht. Abhängig von einer gewünschten Schichtstärke wird nach vorgegebener Zeit der nicht versinterte Pulverüberschuss entfernt.In the case of molded parts, too Fine layer sintered and then the base layer. Depending on a desired one layer thickness the non-sintered powder excess becomes after a predetermined time away.
Das Vakuumfüllprinzip ist besonders bei Formteilen mit ungünstigen Wandstärke-Fließwegverhältnissen vorteilhaft aufgrund gleichermäßiger Füllung und Kornverteilung, da beim Befüllen zunächst die von der Einfüllstelle entferntesten Bereiche gefüllt werden, und ein Verstopfen der Fließwege hierbei nicht auftritt. Dadurch ist es auch vorteilhaft leicht möglich, unterschiedliche Wandstärken zu bilden.The vacuum filling principle is particularly important for molded parts with unfavorable Wall thickness-flow path ratios advantageous due to uniform filling and Grain distribution, because when filling first that of the filling point most distant areas and the flow paths are not clogged. As a result, it is also advantageously possible to close different wall thicknesses form.
Beim Vakuumfüllprinzip ist es außerdem möglich, entweder
den Formkern
Es ist deutlich erkennbar, dass beispielsweise
eine Durchflußmenge
von 200 m3/m2h am
Strömungswiderstand
des Filters des Standes der Technik eine Druckdifferenz von 360
Pa erzeugt, wohingegen die gleiche Durchflußmenge am Strömungswiderstand
des erfindungsgemäßen Filters
eine Druckdifferenz von nur 100 Pa erzeugt. Somit wird anhand dieser
durch Meßwerte
ermittelten Kennlinien
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