DE19739510A1 - Filterpatrone - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Filterpatrone, umfassend einen rohrförmigen Filterkörper, der einen reinluftseitigen Innenraum umschließt und zumindest in axialer Richtung einerseits mit einem stirnseitigen Deckel dichtend verbunden ist.

Stand der Technik

Eine solche Filterpatrone ist aus der DE 34 39 194 C2 bekannt. Die Deckel sollen eine große Stabilität und Reißfestigkeit aufweisen und bestehen daher aus einer Kunststoff-Vergußmasse, beispielsweise aus Polyurethan.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filterpatrone der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß eine Beschädigung/Zer­ störung der Filterpatrone auch dann sicher vermieden wird, wenn diese reinluftseitig mit Druckspitzen beaufschlagt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhaft Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche bezug.

Zur Lösung der Aufgabe ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß der Deckel zum Abbau reinluftseitig im Filterkörper auftretender Druckspitzen eine schwingfähig ausgebildete Membran aufweist. Hierbei ist von Vorteil, daß die Filterpatrone besonders sicher und effizient gereinigt werden kann. Die Gefahr einer überdruckbedingten Beschädigung der Filterpatrone ist durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung auf ein Minimum begrenzt.

Während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Filterpatrone besteht ein Druckgefälle vom Staubluftbereich zum reinluftseitigen Innenraum des Filterkörpers, wobei sich mit zunehmender Gebrauchsdauer immer mehr ausgefilterte Partikel auf der Staubluftseite des Filterkörpers anlagern. Von Zeit zu Zeit muß der Filterkörper gereinigt werden, um die ursprünglichen Gebrauchseigenschaften wieder herzustellen. Ein Indikator für die zunehmende Ablagerung der Partikel auf der Außenseite des Filterkörpers ist beispielsweise die zunehmende Druckdifferenz zwischen der Staubluft- und der Reinluftseite. Nach Überschreitung einer vorherbestimmten Druckdifferenz erfolgt die Reinigung der Filterpatrone dadurch, daß in dem reinluftseitigen Innenraum, bezogen auf den Staubluftbereich ein plötzlicher Überdruck angelegt wird, um die staubluftseitige Oberfläche freizublasen. Ist bei der aus dem Stand der Technik bekannten Filterpatrone beispielsweise der Reinigungsdruck zu hoch und/oder der Filterkörper weist durch seine Verschmutzung eine zu geringe Strömungsdurchlässigkeit auf, besteht die Gefahr, daß der zumeist aus einem Vliesstoff bestehende Filterkörper bei plötzlicher reinluftseitiger Überdruckbeaufschlagung beschädigt/zerstört wird.

Dadurch, daß der Deckel erfindungsgemäß eine schwingfähig ausgebildete Membran aufweist, werden unerwünscht hohe Druckspitzen im reinluftseitigen Innenraum abgebaut, ohne daß der Werkstoff des Filterkörpers einer unzulässig hohen, die Gebrauchsdauer verringernden mechanischen Belastung ausgesetzt ist.

Sowohl Druckspitzen als auch Druckpulsationen werden durch die schwingfähige Membran in ausgezeichneter Weise gedämpft.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Filterkörper als Faltenfilter ausgebildet sein, wobei die Membran zentral im Deckel, radial innerhalb der Falten angeordnet ist. Hierbei ist von Vorteil, daß ein vergleichsweise kleinvolumiger Filterkörper durch die Ausgestaltung als Faltenfilter eine vergleichsweise große Filterfläche aufweist. Durch die zentrale Anordnung der Membran, radial innerhalb der Falten, gelangen die Druchspitzen auf der Reinluftseite auf dem kürzesten Weg zur Membran.

Bevorzugt ist die gesamte Filterpatrone rotationssymetrisch ausgebildet. Eine derartige Ausgestaltung ist in fertigungstechnischer Hinsicht und im Hinblick auf gute Gebrauchseigenschaften von hervorzuhendem Vorteil. Die Faltenabstände eines hohlzylinderförmig ausgebildeten Filterkörpers sind gleichmäßig in Umfangsrichtung zueinander beabstandet. Entlang der gesamten Oberfläche erfolgt daher eine gleichmäßig gute Staubabscheidung aus dem zu filternden gasförmigen Medium.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, daß die Membran als Rollbalg ausgebildet ist. Durch eine derartige Ausgestaltung ist eine große Hin- und Herbeweglichkeit der Membran in axialer Richtung gewährleistet, so daß auch Druckspitzen mit großen Amplituden durch eine entsprechende Auslenkung der Membran abgebaut werden. Eine Beschädigung des filterkörper-Werkstoffs wird in jedem Fall vermieden.

Im Hinblick auf eine in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht einfache und kostengünstige Herstellbarkeit der Filterpatrone, sind der Deckel und die Membran bevorzugt einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet. Bevorzugt besteht der Deckel aus einem tiefziehbaren Vliesstoff.

Hierbei ist von Vorteil, daß der Deckel und die Membran in einem Arbeitsgang gemeinsam herstellbar sind.

Um sicherzustellen, daß das zu filternde Medium im wesentlichen durch den Filterkörper und nicht ausschließlich durch die Membran des Deckels strömt, ist es erforderlich, daß die Membran einen Strömungswiderstand aufweist, der zumindest so groß ist wie der Strömungswiderstand der Falten.

Nach einer ersten Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, daß die Membran strömungsdurchlässig ist. Hierbei ist von Vorteil, daß der Abbau von Druckspitzen nicht nur durch die Hin- und Herbeweglichkeit der Membran erfolgt, sondern auch durch ein Abblasen des Überdrucks durch die Membran. Die Membran ist in diesem Fall als Überdruckventil ausgebildet. Außerdem wird durch die strömungsdurchlässige Membran die wirksame Filterfläche der Filterpatrone vergrößert.

Nach einer anderen Ausgestaltung kann die Membran strömungsundurchlässig sein. Eine derartige Ausgestaltung gelangt zur Anwendung, wenn die Druckspitzen vergleichsweise geringer sind, als bei der zuvor beschriebenen Ausführung und eine Verbindung vom Staubluftbereich zum Reinluftbereich durch die Membran in jedem Fall vermieden werden soll, zum Beispiel, um definierte und berechenbare Strömungsverhältnisse durch die Filterpatrone zu erzielen.

Bevorzugt ist die Membran von einer U-förmig in Richtung des Filterkörpers offenen Nut des Deckels außenseitig umschlossen, wobei die Nut die ringförmige Stirnseite des Filterkörpers umschließt und wobei der Filterkörper und der Deckel durch eine in der Nut angeordnete Vergußmasse verbunden sind.

Ein Verfahren zur Herstellung der Filterpatrone, bei dem die ringförmige Stirnseite des Filterkörpers in eine Vergußmasse eingebettet und mit dem Deckel versehen wird, besteht darin, daß die Vergußmasse in flüssigem Zustand in die U-förmige Nut eingefüllt wird und anschließend die Stirnseite in die noch flüssige Vergußmasse eingetaucht wird und sich im Anschluß an die Aushärtung der Vergußmasse eine unlösbare Verbindung zwischen dem Deckel und dem Filterkörper ergibt.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Filterpatrone anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert. Diese zeigen in jeweils schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine gebrauchsfertige Filterpatrone,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt X aus Fig. 1 im Bereich der Verbindung zwischen dem Deckel und der angrenzenden Stirnseite des Filterkörpers,

Fig. 3 den Querschnitt durch einen Deckel der Filterpatrone aus Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht des Deckels aus Fig. 2.

In Fig. 1 ist eine Filterpatrone gezeigt, die hohlzylinderförmig und als Faltenfilter ausgebildet ist. Eine der Stirnseiten 8 des Filterkörpers 1 ist von einem Deckel 3 überdeckt.

In Fig. 2 ist ein vergrößerter Ausschnitt X aus Fig. 1 gezeigt. Es ist zu erkennen, daß der Deckel 3 mit einer zentral angeordneten Membran 4 versehen ist. Die Membran 4 ist außenumfangsseitig von der U-förmig in Richtung des Filterkörpers offenen Nut 7 des Deckels 3 umschlossen, wobei eine rollbalgartige Anbindung vorgesehen ist, die den Deckel 3 und die Membran 4 verbindet. Der Deckel 3 und die Membran 4 sind in diesem Ausführungsbeispiel einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet und bestehen aus einem Vliesstoff.

Die Nut 7 ist nahezu vollständig mit Vergußmasse 9 ausgefüllt und umschließt die Stirnseite 8 des Filterkörpers 1 dichtend. Die Vergußmasse 9 kann aus einem Kunstharz, beispielsweise einem Polyurethan-Harz bestehen. Ein derartiges Harz kann einfach verarbeitet werden, ist einfach vergießbar und weist einen günstigen Preis auf. Nach einer anderen Ausgestaltung kann das Kunstharz durch ein Epoxyharz gebildet sein. Hierbei ist von Vorteil, daß Epoxyharz temperaturbeständig ist und in einem Temperaturbereich von -30 bis 150°C eine sichere Verbindung der Stirnseite 8 mit dem Deckel 3 gewährleistet.

In Fig. 3 ist der Deckel aus den Fig. 1 und 2 als Einzelteil in quergeschnittener Darstellung gezeigt. Die Membran 4, der rollbalgartige Verbindungsbereich und die Nut 7 des Deckels 3 sind einstückig ineinanderübergehend und materialeinheitlich ausgebildet.

In Fig. 4 ist eine Ansicht des Deckels 3 aus Fig. 3 gezeigt. Der Deckel 3 erstreckt sich in radialer Richtung ohne sprunghafte Richtungsänderungen. Die Dauerhaltbarkeit, insbesondere im Bereich des Rollbalgs 11 und dessen Anbindung an der Membran 4 und der Nut 7 ist durch eine derartige Ausgestaltung sehr gut.

Claims (8)

1. Filterpatrone, umfassend einen rohrförmigen Filterkörper, der einen reinluftseitigen Innenraum umschließt und zumindest in axialer Richtung einerseits mit einem stirnseitigen Deckel dichtend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) zum Abbau reinluftseitig im Filterkörper (1) auftretender Druckspitzen eine schwingfähig ausgebildete Membran (4) aufweist.

2. Filterpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (1) als Faltenfilter (5) ausgebildet ist und daß die Membran (4) zentral im Deckel (3), radial innerhalb der Falten (6) angeordnet ist.

3. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) als Rollbalg ausgebildet ist.

4. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) und die Membran (4) einstückig ineinander übergehend und materialeinheitlich ausgebildet sind.

5. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) aus einem tiefziehbaren Vliesstoff besteht.

6. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) einen Strömungswiderstand aufweist, der größer ist, als der Strömungswiderstand der Falten (6).

7. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) strömungsundurchlässig ist.

8. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) von einer U-förmig in Richtung des Filterkörpers (1) offenen Nut (7) des Deckels (3) außenseitig umschlossen ist, daß die Nut (7) die ringförmige Stirnseite (8) des Filterkörpers (1) umschließt und daß der Filterkörper (1) und der Deckel (3) durch eine in der Nut (7) angeordnete Vergußmasse (9) verbunden sind.