DE19739510C2 - Filterpatrone - Google Patents

Description

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

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.

Aus der DE-OS 23 27 650 ist eine Vorrichtung zum Entlasten eines Strö­ mungssystems bekannt. Die Entlastung des Strömungssystems ist vorgesehen, um einen allmählichen, gedämpften Übergang zwischen verschiedenen Be­ triebszuständen zu erzielen. Die vorbekannte Vorrichtung weist eine von einem Strömungsdruchlaß durchsetzte Platte auf und einen gegenüber dem Durchlaß zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Stellung bewegbaren Ver­ schlußteller mit einem entlang dem Umfang verlaufenden, elastischen Dich­ tungsteil, welches sich in der geschlossenen Stellung flexibel am Rand des Durchlasses in Anlage befindet und zusammen mit diesem einen strömungs­ dichten Verschluß bildet. Zum Bewegen des Verschlußtellers gegenüber der Platte ist eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen sowie ein durch ein in Wirk­ verbindung mit dem Verschlußteller angeordnetes und vom Rand des Durch­ lasses umgebenes Drosselglied, das über einen vorbestimmten Teil des Hubs des Verschlußtellers zwischen der geöffneten und der geschlossenen Stellung eine Durchströmungsöffnung von konstanter Querschnittsgröße begrenzt.

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

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

Zur Lösung der Aufgabe ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorge­ sehen, 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 Filter­ körpers, wobei sich mit zunehmender Gebrauchsdauer immer mehr ausgefilter­ te Partikel auf der Staubluftseite des Filterkörpers anlagern. Von Zeit zu Zeit muß der Filterkörper gereinigt werden, um die ursprünglichen Gebrauchseigen­ schaften wieder herzustellen. Ein Indikator für die zunehmende Ablagerung der Partikel auf der Außenseite des Filterkörpers ist beispielsweise die zunehmen­ de Druckdifferenz zwischen der Staubluft- und der Reinluftseite. Nach Über­ schreitung 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 staubluftseiti­ ge Oberfläche freizublasen. Ist bei der aus dem Stand der Technik bekannten Filterpatrone beispielsweise der Reinigungsdruck zu hoch und/oder der Filter­ körper weist durch seine Verschmutzung eine zu geringe Strömungsdurchläs­ sigkeit auf, besteht die Gefahr, daß der zumeist aus einem Vliesstoff bestehen­ de Filterkörper bei plötzlicher reinluftseitiger Überdruckbeaufschlagung be­ schädigt/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 unzuläs­ sig hohen, die Gebrauchsdauer verringernden mechanischen Belastung aus­ gesetzt ist.

Sowohl Druckspitzen als auch Druckpulsationen werden durch die schwingfä­ hige 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 kleinvo­ lumiger Filterkörper durch die Ausgestaltung als Faltenfilter eine vergleichswei­ se große Filterfläche aufweist. Durch die zentrale Anordnung der Membran, radial innerhalb der Falten, gelangen die Druckspitzen 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 Faltenabstän­ de 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 gewähr­ leistet, sodaß auch Druckspitzen mit großen Amplituden durch eine entspre­ chende Auslenkung der Membran abgebaut werden. Eine Beschädigung des Filterkörper-Werkstoffs wird in jedem Fall vermieden.

Im Hinblick auf eine in fertigungstechnischer und wirtschaftlicher Hinsicht einfa­ che und kostengünstige Herstellbarkeit der Filterpatrone, sind der Deckel und die Membran bevorzugt einstückig ineinander übergehend und materialeinheit­ lich ausgebildet. Bevorzugt besteht der Deckel aus einem tiefziehbaren Vlies­ stoff.

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 vergößerter 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 Rich­ tung einerseits mit einem stirnseitigen Deckel dichtend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) zum Abbau reinluftseitig im Filterkörper (1) auftretender Druckspitzen eine schwingfähig aus­ gebildete Membran (4) aufweist.

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

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

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

5. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Deckel (3) aus einem tiefziehbaren Vliesstoff be­ steht.

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

7. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, 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.