DE19604577C1 - Filterelement - Google Patents

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.