DE19604577C1 - Filterelement - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Filterelement mit einem Frontrahmen, der durch ein
Dichtelement von kreisförmigem Profil gegenüber einem Aufnahmerahmen
abgedichtet ist, wobei das Dichtelement aus gummielastischem Werkstoff
besteht.
US-PS 4,253,959 zeigt eine Flüssigfilter-Patrone, bei welcher der Wechsel
der Filtertasche dahingehend vereinfacht ist, daß man beim Austausch nicht
mehr mit der zu filtrierenden Flüssigkeit in Berührung kommt. Hierzu ist eine
entfernbare Abdeckung vorgesehen, welche ein relativ großes Volumen an
Flüssigkeit verdrängt. Dies bewirkt, daß beim Entfernen der Abdeckung der
verbleibende Flüssigkeitspegel stets unterhalb des Lippenteiles der Filterta
sche verbleibt und diese daher am Lippenteil ohne Flüssigkeitsberührung
bedenkenlos herausgezogen werden kann. Im Betriebszustand befindet sich
die Filtertasche in einem porösen Korb. Ihr Lippenteil ist in der Innen-Nut
eines Flansches fixiert, welcher den oberen Teil eines zylinderförmigen
Hohlkörpers bildet, der sich unterhalb der Abdeckung befindet. Im zusam
mengebauten Zustand drückt ein Innenkonus der aufschraubbaren oberen
Abdeckung auf das ringförmige Lippenteil der Filtertasche, bis der diesen
Druck ausübende Flansch mit einem zu jenem konzentrischen, hinter dem
ringförmigen Lippenteil liegenden Ring in Kontakt kommt. Auf diese Weise
wird die Filtertasche in Position gehalten und gegen das Gehäuse über das
eingepreßte Lippenteil abgedichtet.
US-PS 2,981,368 offenbart ein Röhrenfilter, insbesondere zur Abscheidung
pulverförmiger Partikeln aus einer Flüssigkeit. Um insbesondere das Einbin
den oder Entfernen der Filtertasche zu erleichtern, ist dabei vorgesehen,
daß der obere Teil der Filtertasche einen Stützring aufweist, welcher deren
Öffnung in Form hält und welcher nach unten zu einem röhrenförmigen Kör
per aus porösem Material, z. B. aus Baumwoll-Gewebe, ausläuft. Der obere
Stützring hält ferner zwei übereinander angeordnete, nachgiebige Ringe,
vorzugsweise jeweils in Form einer Spiralfeder. Diese beiden Federn klem
men die Kante einer Abdeckscheibe ein, welche wagerecht über dem röh
renförmigen Schlauchkörper angeordnet ist und in ihrem Zentrum eine Auf
hängevorrichtung für den Filter aufweist. Durch mehrfaches Umlegen und
Falten der Oberkante des röhrenförmigen Schlauchkörpers um den Außen
umfang der Spiralfedern und die Kante der oberen, wagerechten Abdeck
scheibe, und durch Vernähen der entstandenen Säume, werden die beiden
Federringe in ihrer Position fixiert und bleiben dennoch so elastisch, daß die
waagerechte obere Abdeckung jederzeit aus der federnden Nut zwischen
beiden Ringen entfernt und in diese wieder eingesetzt werden kann.
Ein weiteres Filterelement ist aus der US-PS 5045 194 bekannt. Das Dicht
element bildet dabei einen selbständigen Bestandteil, der in eine Nut des
Frontrahmens lose eingefügt ist und während der bestimmungsgemäßen
Verwendung zwischen dem Nutgrund und dem Aufnahmerahmen dichtend
verpreßt ist. Das Einfügen des Dichtelementes in die Nut ist insbesondere
bei Frontrahmen mit einer Kantenlänge von mehr als 30 cm aufwendig und
der richtige Sitz schwierig kontrollierbar, weil die Nut und das Dichtelement
während der eigentlichen Montage des Filterelementes durch den Frontrah
men verdeckt sind. Außerdem kommt es relativ häufig vor, daß das Dicht
element auf dem Vertriebsweg des Filterelementes verloren geht und bei
dessen Einbau nicht mehr verfügbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Filterelement derart
weiterzuentwickeln, daß das Dichtelement bei vereinfachter Handhabbarkeit
nicht mehr verlorengehen kann und während der bestimmungsgemäßen
Verwendung unabhängig von Montagefehlern stets richtig positioniert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Filterelement der eingangs
genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug.
Bei dem erfindungsgemäßen Filterelement ist es vorgesehen, daß das
Dichtelement schlauchförmig gestaltet und unlösbar an dem Frontrahmen
festgelegt ist. Ein Verlust des Dichtelementes auf dem Transportweg ist da
durch nicht mehr zu befürchten. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, für
die Herstellung des Dichtelementes einen in mechanischer Hinsicht sehr
widerstandsfähigen, gummielastischen Werkstoff zu verwenden, ohne daß
sich eine nennenswerte Beeinträchtigung des elastischen Verformungswe
ges ergibt. Das erfindungsgemäße Filterelement vereint dadurch in sich eine
große Robustheit mit der problemlosen Verwendbarkeit in Aufnahmerahmen
die vergleichsweise große Abweichungen vom Sollwert aufweisen. Derartige
Aufnahmerahmen sind wesentlich billiger erzeugbar und montierbar als
hochpräzise Ausführungen. Darüber hinaus ist unter Verwendung des
erfindungsgemäßen Filterelementes ein gasdichter Anschluß in bezug auf
den Aufnahmerahmen auch dann erzielen, wenn dieser Deformierungen als
Folge vorausgegangener Beschädigungen oder von Schweißarbeiten
aufweist. Es ist somit nicht mehr erforderlich, den Aufnahmerahmen bei der
kleinsten Beschädigung unverzüglich auszutauschen.
Das Dichtelement ist von schlauchförmigem Profil, zweckmäßigerweise von
kreisförmigem Profil. Zumindest die die abzudichtende Fläche, beispiels
weise den Aufnahmerahmen berührende Zone kann zur Verbesserung des
Abdichtungsergebnisses mit sich parallel zur Längsrichtung erstreckenden
Dichtlippen versehen sein, die durch Nuten voneinander getrennt sind. Der
daraus resultierende Labyrintheffekt verbessert das erzielte Abdichtungser
gebnis.
Das schlauchförmige Profil wird beiderseits der abzudichtenden Fläche
durch Bestandteile des Dichtelementes abgestützt, wodurch dieses auch bei
geringer Wandstärke kaum ermüdet und über lange Zeiträume mit nahezu
unverminderter Anpreßkraft an die abzudichtende Fläche angedrückt wird.
Die Wandstärke kann dadurch sehr gering gehalten werden, was nicht nur
die Herstellkosten senkt sondern darüber hinaus dem Dichtelement eine
gute Anschmiegsamkeit verleiht. Letzteres ist wichtig in bezug auf die Ab
dichtung von Oberflächen, die Deformierungen aufweisen.
Das Dichtelement kann ringförmig geschlossen ausgebildet und durch eine
Verklebung mit dem Frontrahmen verbunden und in bezug auf diesen ab
gedichtet sein. Auch im Bereich der Rückseite des Dichtelementes können
dadurch Staubpartikel den Dichtspalt nicht passieren. Da in dem Frontrah
men eine Nut nicht mehr angebracht zu werden braucht, um das Dichtele
ment aufzunehmen, ist dieser billiger erzeugbar als bisher.
Der Frontrahmen kann in jeder beliebigen Weise erzeugt sein. Als zweck
mäßig hat es sich erwiesen, den Frontrahmen aus einem Polyurethanhart
schaum zu erzeugen, der an das frontseitige Ende des von ihm aufgenom
menen Filtermediums angeformt und gegebenenfalls direkt angeschäumt ist.
Das Filtermedium kann aus Stapelfasern bestehen und die Form einer
selbsttragenden Filtertasche haben oder eines Filterschlauches, der am
rückwärtigen Ende geschlossen ist. Die Verwendung mehrschichtiger Filter
medien ist selbstverständlich ebenfalls möglich und beispielsweise die Ver
wendung von Filtermedien, die Aktivkohle in einem Teilbereich enthalten
oder Mikrofasern.
Falls der Frontrahmen in flüssigem Zustand an das stirnseitige Ende des
Filtermediums angeformt wird besteht die Möglichkeit, die dabei vorüberge
hend vorhandenen, adhäsiven Eigenschaften zugleich zur Erzeugung einer
Klebverbindung zu dem Dichtelement zu nutzen.
Eine besonders saubere und einfache Anformung eines Dichtelementes ge
lingt, wenn dieses auf der dem Frontrahmen zugewandten Seite mit einem
einstückig angeformten Fuß versehen ist. Das dazu benötigte Formwerk
zeug läßt sich besonders einfach gestalten, wenn der Fuß ein im wesentli
chen rechteckig begrenztes Profil und eine mit dem Frontrahmen in dem
entsprechenden Teilbereich übereinstimmende Breite hat. Das Übertreten
flüssiger Polyurethanbestandteile in den Bereich des Dichtelementes läßt
sich bei Verwendung eines solchen Dichtelementes werkzeugtechnisch be
sonders einfach verhindern.
Der das Dichtelement bildende, elastomere Werkstoff kann eine in Richtung
des Fußes zunehmende Härte haben. Hierdurch wird erreicht, daß sich
große Abstützkräfte bei Gewährleistung einer guten Abdichtwirkung auf das
Filterelement übertragen lassen. In bezug auf eine formstabile Festlegung
des Filterelementes während seiner bestimmungsgemäßen Verwendung in
dem Aufnahmerahmen ist das besonders wichtig.
Durch die Verwendung eines schlauchförmig ausgebildeten Dichtelementes
aus gummielastischem Werkstoff in der Zwischenzone zwischen dem Front
rahmen und einem diesen während der bestimmungsgemäßen Verwendung
abstützenden Aufnahmerahmen wird die Entstehung betriebsbedingter
Schwingungen sowohl im Bereich des Frontrahmens als auch im Bereich
des Aufnahmerahmens unterdrückt. Für die Erzielung hochwertiger Filterei
genschaften ist das von großem Vorteil. Schwingungen können das Hin
durchtreten von Staubpartikeln durch das Filtermedium nicht mehr begünsti
gen und die Aufnahmerahmen besonders kleinformatig und leicht gestaltet
werden, was gleichbedeutend mit einem Kostenvorteil ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung weiter erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein beispielhaftes Filterelement, welches die Form eines Taschenfil
ters aufweist.
Fig. 2, 3 und 4 drei verschiedene Anbringungspositionen des Dichtele
mentes an dem Frontrahmen.
Das in Fig. 1 gezeigte Filterelement ist für die Reinigung von Luft oder
trockenen Gasen bestimmt. Es umfaßt zwei keilförmig ausgebildete Filterta
schen, die jeweils aus zwei Mattenzuschnitten aus Stapelfasern bestehen,
welche entlang einer umlaufenden, randbeschnittenen Schweißkante 5
selbsttragend und flattersicher verbunden sind. Die Filtermatten haben je
weils eine Dicke von etwa 12 mm bei einem Flächengewicht 200 g/m².
An dem stirnseitigen Ende der im Sinne der Zeichnung nebeneinander an
geordneten, keilförmig ausgebildeten Filtertaschen ist ein Frontrahmen 1
aus einem Polyurethanhartschaum durch unmittelbares Anformen festgelegt.
Der Frontrahmen 1 trägt zugleich auf seiner Oberseite ein Dichtelement aus
gummielastischem Werkstoff, welches schlauchförmig gestaltet und unlös
bar mit ihm verbunden ist. Die weiteren Einzelheiten werden in Fig. 2 ver
deutlicht. Es ist dort zu ersehen, daß das Dichtelement 2 auf der dem Front
rahmen 1 zugewandten Seite mit einem einstückig angeformten Fuß 4 ver
sehen ist. Dieser hat ein im wesentlichen rechteckig begrenztes Profil und
eine mit dem Frontrahmen 1 in dem entsprechenden Teilbereich überein
stimmende Breite. Das Dichtelement besteht aus einem durch Extrusion er
zeugten Profil aus TPE (thermoplastisches Elastomer), welches durch gegenseitige Verklebung der beiden
Enden ringförmig in sich geschlossen ausgebildet ist. Auf dem gesamten
Umfangsbereich ist dadurch keine Staubdurchbruchsstelle vorhanden.
Durch das unmittelbare Anformen das den Frontrahmen 1 bildenden Werk
stoffkörpers aus einem Polyurethanhartschaum einerseits an die stirnseiti
gen Mündungen der Filtertaschen 6 und andererseits an den Fuß 4 des
Dichtelementes 2 ist es nicht erforderlich, für die Festlegung des Dichtele
mentes oder der Filtertaschen einen besonderen Klebeschritt vorzusehen.
Die unverlierbare Festlegung des Dichtelementes 2 und der Filtertaschen an
dem Frontrahmen ist insofern mit keinem zusätzlichen Aufwand verbunden
sondern in die Erzeugung des Frontrahmens integriert.
Während der bestimmungsgemäßen Verwendung bilden die Filtertaschen 6,
der Frontrahmen 1 und das Dichtelement 2 eine unlösbar verbundene Ein
heit. Diese kann besonders einfach vertrieben und zur bestimmungsgemä
ßen Verwendung eingebaut werden.
Ein wesentlicher Vorteil des Filterelementes besteht darin, daß dieses keine
unverbrennbaren Bestandteile enthält. Nach eingetretener Erschöpfung der
Staubaufnahmefähigkeit ist die Entsorgung auf dem Wege der Verbrennung
problemlos möglich.
Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Taschenfilter gemäß Fig. 1 quer
geschnitten und in vergrößerter Darstellung. Das Taschenfilter ist von hinten
in den Aufnahmerahmen 3 eingefügt, der von winkelförmigem Profil ist mit
einem sich quer zur Einschubrichtung erstreckenden Schenkel. An diesen ist
das schlauchförmige Dichtelement 2 mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht
wiedergegebenen Andrückelements angepreßt. Dieses kann beispielsweise
aus einer metallischen Klammer bestehen. Das Dichtelement besteht aus
TPE. Es ist in Gestalt eines stranggepreßten Profils erzeugt. Die beiden En
den sind ineinanderübergehend verklebt oder verschweißt. Das Dichtele
ment weist einen einstückig angeformten Fuß von rechteckigem Profil auf,
der eine mit dem Frontrahmen 1 in dem entsprechenden Teilbereich über
einstimmende Breite hat. Der Frontrahmen 1 besteht aus einem Polyure
thanhartschaum und ist bei seiner Formgebung und Verfestigung zugleich
mit dem Dichtelement und dem Filterelement 2 verbunden.
In Fig. 3 ist eine alternative Anbringungsposition für das Dichtelement 2 ge
zeigt, die es ermöglicht, das Filterelement von vorn in den Aufnahmerahmen
3 einzufügen und abgedichtet festzulegen. Das Dichtelement ist zu diesem
Zwecke an einer Seitenfläche des Frontrahmens 1 befestigt und mit einem
einstückig angeformten Fuß 4 versehen, der eine der Breite Frontrahmens in
dem entsprechenden Teilbereich entsprechende Breite hat. Hierdurch wird
erreicht, daß sich das Dichtelement 2 besonders einfach, sauber und sicher
mit dem Frontrahmen 1 verkleben läßt. Zur Erzeugung der Verklebung wird
eine sekundärer Kleber verwendet, beispielsweise ein solcher auf Kunst
harzbasis. Die Haltbarkeit der Verbindung ist besonders sicher.
Eine weitere Anordnungsposition wird in Fig. 4 gezeigt. Das Dichtelement 2
ist analog zu demjenigen nach Fig. 2 und drei gestaltet, jedoch auf die in
Richtung des Filterelementes zeigende Rückwand des Frontrahmens an ei
ner Stelle aufgeklebt, die das Filterelement außenseitig umschließt. Die
Verklebung des Dichtelementes kann durch unmittelbares Anschäumen des
Rahmens erfolgen oder unter Verwendung eines sekundären Klebstoffes.
Andere Anordnungspositionen des Dichtelementes sind ebenfalls möglich
und maßgeblich von den speziellen Erfordernissen des Einzelfalles ab
hängig.
Claims (5)
1. Filterelement mit einem Frontrahmen (1), der durch ein Dichtelement
(2) von kreisförmigem Profil gegenüber einem Aufnahmerahmen (3)
abgedichtet ist, wobei das Dichtelement aus gummielastischem
Werkstoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (2)
schlauchförmig gestaltet und unlösbar an dem Frontrahmen (1) fest
gelegt ist.
2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Dichtelement (2) auf der dem Frontrahmen (1) zugewandten Seite mit
einem einstückig angeformten Fuß (4) versehen ist.
3. Frontrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß
(4) ein im wesentlichen rechteckig begrenztes Profil und eine mit dem
Frontrahmen (1) in dem entsprechenden Teilbereich übereinstimmen
de Breite hat.
4. Filterelement nach Anspruch 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der das Dichtelement bildende Werkstoff einen in Richtung des
Fußes (4) zunehmende Härte aufweist.
5. Filterband nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Dichtelement aus TPE besteht.
Priority Applications (1)
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