DE19545064A1 - Filtereinsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filtereinsatz, umfassend einen Filterrahmen und ei­ nen Faltenpack, der durch eine Dichtung entlang seines Außenumfangs gasdicht im Filterrahmen angeordnet ist, wobei die An- und/oder Abströmseite des Filtereinsatzes von einem Griffschutz überdeckt ist.

Derartige Filtereinsätze sind allgemein bekannt und gelangen beispielsweise als Luftfilter in der Klimatechnik zur Anwendung. Der Filterrahmen besteht zumeist aus einem formstabilen Werkstoff. Der Faltenpack ist oftmals durch ein gefalte­ tes Filtermedium gebildet, wobei die Falten bedarfsweise durch einen Abstand­ halter relativ zueinander in ihrer Position gehalten sind. Um den Faltenpack vor mechanischen Einflüssen zu schützen, ist häufig ein Griffschutz vorgesehen, der jeweils unmittelbar auf der Oberfläche des Faltenpacks aufliegt und außen um­ fangsseitig mit dem Faltenpack gemeinsam durch die Dichtung gasdicht mit dem Innenumfang des Filterrahmens verbunden ist. Dabei ist allerdings zu beachten, daß die Herstellung eines derartigen Filtereinsatzes in fertigungstechnischer Hinsicht wenig zufriedenstellend ist, da eine Verbindung des Faltenpacks mit dem Griffschutz durch die Dichtung im Filterrahmen problematisch ist. Außerdem weisen die vorbekannten Filtereinsätze wenig zufriedenstellende Ge­ brauchseigenschaften auf. Dadurch, daß der Griffschutz die Oberfläche des Faltenpacks unmittelbar anliegend berührt, ergeben sich beim Durchströmen des Faltenpacks selbst und des Griffschutzes ungleichförmige Geschwindigkeitsver­ teilungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filtereinsatz der vorbekannten Art derart weiterzuentwickeln, daß sich eine in fertigungstechnischer Hinsicht einfachere und verbesserte Befestigung des Griffschutzes am Filtereinsatz ergibt und daß die Gebrauchseigenschaften des Filtereinsatzes durch eine gleichmäßi­ gere Geschwindigkeitsverteilung zumindest auf der Abströmseite verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 ge­ löst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgese­ hen, daß der Griffschutz auf zumindest der abströmseitigen Stirnseite des Filter­ rahmens befestigt ist und daß die einander zugewandten Oberflächen von Fal­ tenpack und Griffschutz sowie der Filterrahmen eine strömungsvergleichmäßi­ gende Druckkammer begrenzen. Hierbei ist von Vorteil, daß der Griffschutz die Oberfläche des Faltenpacks nicht anliegend berührt, sondern dieser in Strö­ mungsrichtung mit Abstand benachbart zugeordnet ist. Nur der Faltenpack selbst ist durch die Dichtung mit dem Filterrahmen gasdicht verbunden. Die Dichtung besteht bevorzugt aus Polyurethan, durch das nur der Faltenpack in den Filterrahmen eingegossen ist. Die Herstellung des Filtereinsatzes ist dadurch wesentlich vereinfacht. Außerdem ist von Vorteil, daß ein derart ausgebildeter Filtereinsatz verbesserte Gebrauchseigenschaften aufweist. Die strömungsver­ gleichmäßigende Druckkammer weist ein vergleichsweise großes Volumen auf. Nachdem das zu filternde Medium den Faltenpack passiert hat, gelangt es in die Druckkammer, die bezogen auf die Abströmseite des Griffschutzes, einen ver­ gleichsweise größeren Druck aufweist. Das durch den Griffschutz hindurchge­ strömte, zu filternde Medium entspannt sich dadurch beim Austritt aus dem Faltenpack und durchströmt anschließend den Griffschutz. Es wird vermutet, daß die gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung auf der Abströmseite des Fil­ tereinsatzes maßgeblich darauf zurückzuführen ist, daß die strömungsvergleich­ mäßigende Druckkammer als Pufferraum ausgebildet ist. Eine gleichmäßige Strömungsverteilung auf der Abströmseite des Filtereinsatzes ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn der Filter in Zimmerdecken von Reinlufträumen zu An­ wendung gelangt. Verwirbelungen der Luft im Raum werden dadurch vermie­ den.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß das Verhältnis aus der Höhe des Faltenpacks zur Höhe des Filterrahmens 0,2 bis 0,8 beträgt und daß die Druckkammer eine Höhe von zumindest 5 mm aufweist. Die Höhe der Druckkammer wird in Strömungsrichtung des zu filternden Mediums gemes­ sen, wobei eine Höhe von weniger als 5 mm nur unzureichend geeignet ist, eine ungleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung des anströmenden Mediums zu be­ ruhigen und in eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung umzuwandeln. Be­ vorzugt beträgt das Verhältnis aus der Höhe des Faltenpacks zur Höhe des Filterrahmens 0,4 bis 0,7 und die Höhe der Druckkammer ist bevorzugt minde­ stens 10 mm. Dadurch, daß der Griffschutz mit dem Faltenpack nicht in Berüh­ rung kommt, bleibt die gesamte Filterfläche vollständig erhalten und Beschädi­ gungen des Faltenpacks bei der Herstellung des Filtereinsatzes, insbesondere bei der späteren Montage des Filtereinsatzes, sind ausgeschlossen, was von hervorzuhebendem Vorteil ist.

Der Griffschutz kann aus einem Metallgitter bestehen, das feinmaschig ausgebil­ det ist. Hierbei ist von Vorteil, daß die Strömungsverluste am Metallgitter nur vernachlässigbar gering sind und der gegen mechanische Einflüsse empfindliche Faltenpack dadurch sicher vor Beschädigungen und/oder Zerstörung geschützt ist. Das Metallgitter ist bevorzugt mit einem Korrosionsschutz versehen, der bei­ spielsweise durch eine Pulverbeschichtung gebildet ist.

Nach einer anderen Ausgestaltung kann der Griffschutz als Strömungsgleichrich­ ter ausgebildet sein und aus einem PE-Gewebe bestehen. Durch die Verwen­ dung eines als Griffschutz ausgebildeten Strömungsgleichrichters werden die Gebrauchseigenschaften des Filtereinsatzes weiter verbessert. Der Faltenpack ist dabei im wesentlichen genau so gut vor mechanischen Beschädigungen ge­ schützt, wie bei Verwendung eines Metallgitters als Griffschutz. Bei minimal höherem Strömungswiderstand des PE-Gewebes bezogen auf das Metallgitter, wird eine deutlich größere Vergleichmäßigung der Strömung auf der Abström­ seite des Filtereinsatzes bewirkt.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist es vorgesehen, daß zumindest die abströmseitige Stirnseite des Filterrahmens von einem Strömungsgleichrichter überspannt ist und daß auf der dem Faltenpack abgewandten Seite des Strö­ mungsgleichrichters ein Metallgitter angeordnet ist. Das Metallgitter und der Strömungsgleichrichter können dabei eine vormontierbare Einheit bilden. Da­ durch, daß zunächst das Metallgitter und der als PE-Gewebe ausgebildete Strömungsgleichrichter miteinander verbunden und dadurch zu einer Einheit werden, ist die anschließende Montage des gesamten Filtereinsatzes wesentlich vereinfacht. Die Einheit, bestehend aus Metallgitter und Strömungsgleichrichter, wird in einem Arbeitsgang gemeinsam auf die Stirnseite des Filterrahmens auf­ gesetzt und mit diesem verbunden.

Der Griffschutz kann mit zumindest einer der Stirnseiten des Filterrahmens ver­ klebt sein. Davon abweichende Verbindungen sind ebenfalls denkbar, wobei darauf zu achten ist, daß der Griffschutz und die Stirnseite dichtend miteinander verbunden sind.

Auf der dem Filterrahmen abgewandten Seite des Griffschutzes kann jeweils ein aufgeschäumter Dichtwulst aus elastomerem Werkstoff angeordnet sein, der die Stirnseiten des Filterrahmens in sich geschlossen, umfangsseitig umschließt. Hierbei ist von Vorteil, daß die vormontierbare Einheit zusätzlich zu ihrer Ver­ klebung auf der Stirnseite des Gehäuses durch den Dichtwulst in ihrer Position fixiert ist. Beim Aufschäumen des Dichtwulsts an die Stirnseite des Filterrah­ mens wird die feinmaschige Struktur des Griffschutzes, der aus dem Metallgitter und/oder dem Gewebe bestehen kann, zumindest teilweise formschlüssig durchdrungen und dadurch sicher mit der Stirnseite des Filterrahmens verbun­ den.

Zusätzlich oder alternativ kann ein weiterer Griffschutz auf der anströmseitigen Stirnseite des Filterrahmens befestigt sein, wobei die einander zugewandten Oberflächen von Faltenpack und Griffschutz auf der Anströmseite des Filterein­ satzes sowie der Filterrahmen eine weitere, strömungsvergleichmäßigende zweite Druckkammer begrenzen. Dadurch wird die Beaufschlagung des Falten­ packs mit dem zu filternden Medium vergleichmäßigt, wobei sich eine höhere Ausnutzung des Speicherpotentials ergibt.

Der Filtereinsatz ist als Schwebstoffilter für gasförmige Medien vorgesehen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Filtereinsatzes wird nachfol­ gend anhand der Fig. 1 bis 5 weiter beschrieben. Diese zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen mit einem Filterrahmen verbundenen Faltenpack in einer Draufsicht,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Bauteil aus Fig. 1 entlang der Linie A-A,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel eines Griffschutzes, bestehend aus einem Strö­ mungsgleichrichter und einem in Strömungsrichtung vorgelagerten Metallgitter in einer Draufsicht,

Fig. 4 den erfindungsgemäßen Filtereinsatz in einer Draufsicht,

Fig. 5 den Filtereinsatz aus Fig. 4, geschnitten entlang der Linie B-B.

In Fig. 1 sind Bestandteile eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Filtereinsatzes in einer Draufsicht gezeigt. In einem Filterrahmen 1 ist ein Falten­ pack 2 angeordnet, der aus einem plissierten Glasfaserpapier besteht. Der Fal­ tenpack 2 ist durch eine Dichtung 3 aus elastomerem Werkstoff entlang seines Außenumfangs 4 gasdicht im Filterrahmen 1 eingegossen.

In Fig. 2 ist der Bauteil aus Fig. 1 entlang der Linie A-A geschnitten gezeigt. Es ist zu erkennen, daß die Höhe 14 des Filterrahmens 1 größer ist, als die Höhe 13 des Faltenpacks 2, wobei das Verhältnis aus der Höhe 13 des Faltenpacks 2 zur Höhe 14 des Filterrahmens 1 in diesem Ausführungsbeispiel 0,6 beträgt. Der Filterrahmen 1 überragt die Oberflächen 10 des Faltenpacks 2 in Strömungsrich­ tung 19 jeweils um 15 mm, wobei dieses Maß beim fertig montierten Filterein­ satz der Höhe 15 der strömungsvergleichmäßigenden Druckkammer 12 ent­ spricht.

Die aus PU bestehende Dichtung 3 erstreckt sich entlang des gesamten Außen­ umfangs 4 des Faltenpacks 2 und überragt jeweils dessen Oberflächen 10 im Bereich der Stirnseiten 8, 9.

In Fig. 3 ist ein Griffschutz 7 gezeigt, der während der Herstellung des Filterein­ satzes in diesem Ausführungsbeispiel auf der an- und abströmseitigen 5, 6 Stirnseite 8, 9 des Filterrahmens 1 befestigt ist. Der Griffschutz 7 besteht in diesem Beispiel auf der dem Faltenpack 2 zugewandten Seite aus einem Strö­ mungsgleichrichter 17 aus einem PE-Gewebe, das auf der dem Faltenpack 2 ab­ gewandten Seite von einem feinmaschigen, pulverbeschichteten Metallgitter 16 überdeckt ist.

Die Abmessungen des Griffschutzes 7 sind derart bemessen, daß dieser die Stirnseiten 8, 9 des Filterrahmens 1 jeweils vollständig überdeckt.

In Fig. 4 ist der fertig montierte erfindungsgemäße Filtereinsatz gezeigt. Der Griffschutz 7 aus Fig. 3 ist auf die an- und abströmseitige 5, 6 Stirnseite 8, 9 des Filterrahmens 1 aus Fig. 1 aufgelegt und mit diesen verklebt.

Außerdem ist der Filtereinsatz im Bereich seiner beiden Stirnseiten 8, 9 jeweils von einem Dichtwulst 18 umschlossen, der auf der An- und Abströmseite 5, 6 unter Zwischenfügung des Gewebes und des Metallgitters 16 an die Stirnseiten 8, 9 des Filterrahmens 1 angeformt ist. Der Dichtwulst 18 durchdringt den Griff­ schutz 7 zumindest teilweise und ist mit den Stirnseite 8, 9 des Filterrahmens 1 haftend verbunden. Der Dichtwulst 18 besteht aus einem üblichen elastomeren Dichtungswerkstoff.

In Fig. 5 ist der Filtereinsatz aus Fig. 4 entlang der Linie B-B geschnitten gezeigt. Auf der An- und Abströmseite 5 ist jeweils eine strömungsvergleichmäßigende Druckkammer 12 vorgesehen, deren Höhe 15 durch die einander zugewandten Oberflächen 10, 11 von Faltenpack 2 und Griffschutz 7 begrenzt ist. Die Höhe 15 beträgt in diesem Ausführungsbeispiel 15 mm.

Das zu filternde Medium durchströmt zunächst in Strömungsrichtung 19 den Griffschutz 7, der in diesem Ausführungsbeispiel aus dem pulverbeschichteten Metallgitter 16 und dem in Strömungsrichtung 19 nachgeschaltet angeordneten Strömungsgleichrichter 17 besteht. Anschließend gelangt das Medium in die er­ ste strömungsvergleichmäßigende Druckkammer 12, die als Pufferraum ausge­ bildet ist und durchströmt sodann gleichmäßiger Geschwindigkeitsverteilung den Faltenpack 2. Durch das vergleichsweise große Volumen der Druckkammer 12 wird eine Vergleichmäßigung der Strömung erzielt und eine gleichmäßige Be­ aufschlagung des Faltenpacks 2 mit den Schwebstoffen aus dem zu filternden Medium. Nachdem das Medium den Faltenpack 2 durchströmt hat, gelangt es in die zweite Druckkammer 12 und strömt von dieser durch den abströmseitigen 6 Strömungsgleichrichter 17 und das Metallgitter 16. Die Geschwindigkeitsvertei­ lung auf der Abströmseite des Filtereinsatzes dadurch von besonders großer Gleichmäßigkeit, so daß Verwirbelungen, beispielsweise in anschließenden Rein­ räumen, zuverlässig vermieden werden.

Claims (10)

1. Filtereinsatz, umfassend einen Filterrahmen und einen Faltenpack, der durch eine Dichtung entlang seines Außenumfangs gasdicht im Filterrah­ men angeordnet ist, wobei die An- und/oder Abströmseite des Filterein­ satzes von einem Griffschutz überdeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Griffschutz (7) zumindest auf der abströmseitigen (5) Stirnseite (8) des Filterrahmens (1) befestigt ist und daß die einander zugewandten Oberflächen (10, 11) von Faltenpack (2) und Griffschutz (7) sowie der Filterrahmen (1) eine strömungsvergleichmäßigende Druckkammer (12) begrenzen.

2. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhält­ nis aus der Höhe (13) des Faltenpacks (2) zur Höhe (14) des Filterrah­ mens (1) 0,2 bis 0,8 beträgt und daß die strömungsvergleichmäßigende Druckkammer (12) eine Höhe (15) von zumindest 5 mm aufweist.

3. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Griffschutz (7) aus einem Metallgitter (16) besteht.

4. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Griffschutz (7) als Strömungsgleichrichter (17) ausgebildet ist.

5. Filtereinsatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Strö­ mungsgleichrichter (17) aus einem PE-Gewebe besteht.

6. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die abströmseitige (5) Stirnseite (8) des Filterrahmens (1) vom Strömungsgleichrichter (17) überspannt ist und daß auf der dem Faltenpack (2) abgewandten Seite des Strömungsgleichrichters (17) das Metallgitter (16) angeordnet ist.

7. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgitter (16) und der Strömungsgleichrichter (17) eine vor­ montierbare Einheit bilden.

8. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Griffschutz (7) mit zumindest einer der Stirnseite (8, 9) des Filter­ rahmens (1) verklebt ist.

9. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Filterrahmen (1) abgewandten Seite des Griffschutzes (7) jeweils ein aufgeschäumter Dichtwulst (18) aus elastomerem Werkstoff angeordnet ist, der die Stirnseiten (8, 9) des Filterrahmens (1) in sich ge­ schlossen umfangsseitig umschließt.

10. Verwendung eines Filtereinsatzes nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Schwebstoffilter für gasförmige Medien.