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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lagesicherung mindestens zweier, neben- oder übereinander angeordneter Flächenelemente definierter Wandstärke.
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Die Erfindung umfasst als Flächenelemente quadratische, rechteckförmige, rautenförmige oder auch eine Freiform oder bogenförmige Ausbildungen aufweisende Platten definierter Wandstärke aus den verschiedensten Materialien, wie Holz, Kunststoff, Pappe, Wellpappe, Verbundwerkstoffe und andere. Als Flächenelemente umfasst die Erfindung aber auch rahmenförmige oder einseitig oder mehrseitig an Gegenständen räumlicher Struktur angebrachte plattenförmige Elemente, die zur Abstandsbildung und Befestigung zum Beispiel in eine Kartonage an den Gegenständen fixiert sind. Der Abstand kann dabei beispielsweise durch Abstandshalter an der Boden- oder mindestens an einer Seitenwand oder der Deckelwand des Behälters oder der Kartonage festgelegt werden, die die Flächenelemente gegen seitliches Verschieben sichern.
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Flächenelemente nach der Erfindung finden aber auch Anwendung in den verschiedensten Nutzungsbereichen. So können solche Flächenelemente in parallelen oder taschenförmigen Anordnungen als Filterelemente in Gehäusen aus den unterschiedlichsten Materialien angeordnet sein, um in Filteranlagen hierüber kontaminierte Luft oder einen kontaminierten Gasstrom zu reinigen.
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Aus der
US 6,162,270 ist beispielsweise ein Filtersystem bekannt, in das Filtermodule einsetzbar sind, die der Reinigung der von einer Sprühkabine abgeführten, mit lack- und Farbtröpfchen kontaminierte Luft dienen. Die dabei verwendeten Filtermodule sind bei Verschmutzung entnehmbar und können chemisch oder thermisch gereinigt werden. Je nach verwendeter Reinigungsart bestehen die Filtermodule aus hochtemperaturresistentem und/oder chemisch resistentem Material.
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Zur Meidung von Reinigungen ist es aus der
GB 2 140 700 7A sowie aus der
US 3,700 44,222 bekannt, Filterelemente zur Prallabscheidung in Sprühkabinen aus mit aufeinander folgenden Prallwänden aus Papierpappe oder Katie Material herzustellen. Nach erfolgter Sättigung können die Parallelabscheider als Ganzes ausgetauscht und ersetzt werden und nach einer Trocknung auch verbrannt werden. Die einzelnen Prallwände weisen eine versetzte Anordnung von Durchlassöffnungen auf, worüber ein partikelbeladener Luftstrom gereinigt werden kann.
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Aus der
EP 1 492 609 B1 ist ferner ein Filtermodul in Form eines Hohlkörpers bekannt, dessen Wände aus in einem Recyclingprozess zerkleinerbaren und/oder auflösbaren nichtmetallischen Material bestehen, zum Beispiel aus Papier oder Pappe oder ein faserförmiges Material, vorzugsweise Holz oder Pressspanmaterial. Das Filtermodul besteht zumindest aus zwei annähernd parallel zueinander, in Richtung des eintretenden Luftstromes unmittelbar aufeinanderfolgend angeordneten Wänden, die Öffnungen aufweisen, die auf in Richtung des eintretenden Luftstromes aufeinanderfolgenden Wänden kleiner werden und/oder versetzt zueinander angeordnet sind. Um einen leichteren Austausch zu ermöglichen, ist wenigstens eine Kammer des Hohlkörpers über einen Griff öffenbar, so dass der Zugang zu dieser Kammer ermöglicht wird. Die einzelnen Filterelemente müssen in einen Karton eingestellt werden und werden durch Abstandshalter, die zwischen den Platten angeordnet sind, gehalten.
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Ausgehend vom dargestellten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine einfach handhabbare Vorrichtung zu schaffen, mittels der durch einen Schnellspannverschluss parallel ausgerichtete Flächenelemente oder solche, die in einem spitzen Winkel zueinander stehen, wie dies beispielsweise bei Taschenfiltern vorgesehen ist, auf einfachste Art miteinander verbindbar sind, um dieses Paket von Flächenelementen als geschlossenen Block in eine Kartonage oder ein anderes Gehäuse einstellen und entnehmen zu können.
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Die Erfindung sieht zur relativen Lagesicherung mindestens zweier neben- oder übereinander angeordneter Flächenelemente definierter Wandstärke gemäß Anspruch 1 vor, dass in die Randbereiche der Flächenelemente deckungsgleich konkave Ausnehmungen eingebracht sind, deren äußere Enden mit der Stirnfläche des jeweiligen Flächenelementes über je eine eine Lagerecke bildende Abstufung verbunden sind, und dass in die so gebildeten Lagerecken ein flächiges Arretierungselement mit den Stirnflächen eingelegt ist, das breiter als die lichte Weite der konkaven Ausnehmung im Lagereckenbereich ist und sich im niedergedrückten Zustand an den Stirnflächen der konkaven Ausnehmung mindestens punktuell abstützt und den Verbund aus den mindestens zwei Flächenelementen durch Eigenspannung zusammenhält.
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Die deckungsgleich vorgesehenen konkaven Ausnehmungen in den nebeneinander aneinandergereihten Flächenelementen werden in diese zum Beispiel durch Stanzen oder durch einen Schnitt oder durch Formgebung bei der Herstellung in den Randbereich eingebracht. Handelt es sich bei den Flächenelementen um solche, die Bestandteil eines Filterelementes sind, so können die konkaven Ausnehmungen in relativ schmalen Randstreifen über fast die gesamte Kantenlänge verlaufend eingebracht sein, sodass das Arretierungselement, das als Flächenelement beim Hineindrücken in die konkaven Ausnehmungen einschnappt, zugleich eine großflächige Seitenabdeckung bildet. Ausfilterbare Reststoffe, die in der zu reinigenden Luft enthalten sind, können sich dann auch an der Innenseite des Arretierungselementes ablagern. Des Weiteren sind in diesem Außenbereich des aktiven Filters keine Verwirbelungen zu befürchten. Im Falle, dass Gegenstände mittels der Flächenelemente gehalten sind, ist durch das Arretierungselement ein zusätzlicher Außenschutz gegeben.
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Um eine arretierende Lagerecke zu gewährleisten, d.h. ein Abrutschen des eingeschnappten Arretierungselementes an der Flanke der stufenförmigen Ausbildung zu vermeiden, sollte der Winkel zwischen der Stufenflanke und der Flanke der konkaven Ausnehmung im Eckenbereich 90° nicht überschreiten. Zwar können auch stumpfe Winkel in einem beschränkten Maß vorgesehen sein, dies ist aber nur möglich, wenn die Reibung zwischen der Stirnfläche des Arretierungselementes und der stufenförmigen Flanke so groß ist, dass durch die Arretierungsspannung kein Abgleiten des Arretierungselementes möglich ist.
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Selbstverständlich kann die Lagerecke auch aus einer nutenförmigen Ausnehmung in der stufenförmigen Flanke im Übergangsbereich zur Flanke der konkaven Ausnehmung bestehen, die praktisch ein Einrasten des Arretierungselementes ermöglicht. In die so paarig vorgesehenen Nuten kann ein Arretierungselement mit nach oben gewölbten Seitenkanten eingeführt und dann in die konkaven Ausnehmungen hineingedrückt werden, wodurch ein sicherer Halt und ein gesicherter Verbund aller erfassten Flächenelemente gegeben ist. Um den Verbund in einfacher Weise wieder auflösen zu können, ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass an dem Arretierungselement vorstehend mindestens eine Griffleiste an der Oberseite angebracht oder in dem Arretierungselement mindestens ein Eingriffsloch eingearbeitet ist, um das Arretierungselement aus der konkaven Ausnehmung mittels mindestens eines Fingers oder eines Ziehwerkzeugs anheben zu können.
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Die Bodentiefe der konkaven Ausnehmung kann z. B. bei einer Länge von ca. 20 cm ca. 2 cm betragen. Die gewählte Tiefe muss lediglich sicherstellen, dass eine federnde, gerastete Verbindung bzw. eine Übertotpunktverastung der Verbindung zwischen den Lagerecken, der konkaven Ausnehmung und dem Arretierungselement sichergestellt ist. In weiterer Ausgestaltung ist deshalb vorgesehen, dass die konkaven Ausnehmungen eine wesentlich größere lichte Weite als Höhe aufweisen. Dies hat zudem den Vorteil, dass eine hohe Durchsatzflächennutzung der Flächenelemente gegeben ist, z. B. wenn diese als Filterelemente ausgelegt sind und als solche verwendet werden.
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Um mittels des flächenförmigen Arretierungselementes zugleich definierte Abstände zwischen den Flächenelementen beim Herstellen der Verbindung zu erzielen, ist in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, dass das flächenförmige Arretierungselement mit in den Längsseiten gespiegelt eingearbeitete U-förmige Ausnehmungen in die Lagerecken eingreift, wobei die Breiten der U-förmigen Ausnehmungen den Wandstärken der jeweiligen Flächenelemente bei paralleler Anordnung der Flächenelemente diesen angepasst sind. Wenn bei taschenförmiger Anordnung der Flächenelemente, also bei spitz zulaufender Anordnung, der Abstand zwischen einer solchen V-förmigen Anordnung zur der benachbarten ebenfalls durch Abstände sichergestellt sein soll, ist die Nutbreite der Breite des Winkelmaßes zweier spitz aufeinander zulaufender Flächenelemente anzupassen und die Nuttiefe so groß zu wählen, dass die mindestens zwei Flächenelemente außenseitig fixiert sind.
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Das flächenförmige Arretierungselement kann aus einem federsteifen Material bestehen und/oder mindestens mittig oberhalb der Basis der konkaven Ausnehmungen in Längsrichtung perforiert sein oder aus mindestens zwei gelenkig miteinander verbundenen Platten bestehen, deren Gesamtbreite derart bemessen ist, dass unter Übertotpunktwirkung das flächenförmige Arretierungselement in die konkaven Ausnehmungen eindrückbar ist.
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Die Flächenelemente können aber auch an Gegenständen angebracht sein oder eine platten- oder eine rahmenförmige Struktur aufweisen. Im Falle der Anbringung an einem Gegenstand sollten die Flächenelemente jeweils mindestens an zwei Seiten des Gegenstandes in einem definierten Winkel zueinander verlaufend angebracht sein oder die parallel zueinander angeordneten Stirnkanten von mindestens zwei Flächenelementen bilden, wobei die Flächenelemente über an den mindestens zwei Stirnseiten vorgesehenen flächenförmigen Arretierungselemente zueinander ausgerichtet und im Verbund zusammengehalten sein können.
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Bei der Befestigung von Flächenelementen an Gegenständen bzw. bei in die Flächenelemente eingesetzten Gegenständen sieht die Erfindung in weiterer Ausgestaltung vor, an vier Seiten Verbindungen mittels der Arretierungselemente vorzusehen, um eine stabile Einheit zu schaffen. Diese mehrseitige Verbindung empfiehlt sich auch immer dann, wenn geschlossene oder rahmenförmige Flächenelemente zu einem Block zusammengefasst werden sollen, wie dies z. B. bei Kartonfiltern gewünscht ist.
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Am einfachsten lassen sich die Arretierungselemente in die konkaven Ausnehmungen einsetzen, wenn die Flächenelemente stehend angeordnet sind. Nach dem Verbinden mit den Arretierungselementen kann der Stapel sodann auch in eine horizontale Lage verbracht werden.
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Um eine sichere Schnappverbindung zu erreichen, kann die konkave Ausnehmung bogenförmig oder aus mindestens zwei in einem stumpfen Winkel zueinander stehenden Stirnflächen ausgebildet sein. Selbst geringfügige Erhebungen an den oberen Stirnflächen vermögen eine sichere Schnappverbindung nicht zu beeinträchtigen.
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Wenn die Erfindung in Verbindung mit Filterelementen, z. B. Kartonfiltern, zum Einsatz kommt, sollten die flächenförmigen Arretierungselemente aus dem gleichen Material bestehen, z. B. aus Wellpappe mit einer definierten Härte. Grundsätzlich kann aber auch das Arretierungselement aus Kunststoff oder einem anderen Material oder Verbundwerkstoff bestehen. Entscheidend ist, dass die erforderliche Elastizität oder mindestens eine gelenkartige Verbindung mindestens zweier Platten möglichst in der Mitte der Breite des Arretierungselementes verlaufend vorgesehen ist, um die Schnappverbindungstechnik zur Anwendung bringen zu können.
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Im Falle, dass die Flächenelemente Filterelemente sind, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass das Flächenelement Rahmenform besitzt und aus Wellpappe oder Kunststoff besteht. Das Flächenelement kann also Bestandteil eines Filterblockes aus einer Vielzahl von Flächenelementen sein. Das Flächenelement kann aber auch als Filtermodul ausgebildet ist, die zu mehreren in einem Filterblock bildenden Hohlkörper parallel angeordnet sind.
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Um Filterelemente mit verschiedenen Durchgangsstrukturen auf einfache Weise zusammensetzen zu können, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Flächenelemente einen quadratischen Zuschnitt aufweisen und in einer Kartonage aus Pappe oder Blech einsetzbar sind, welche zwei gegenüberliegende Seitenwanddurchbrüche aufweisen, die parallel zu den Strömungsdurchgängen in den Flächenelementen verlaufen.
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Das Filtermodul kann z. B. ein Labyrinthfilter, ein Volumenfilter, ein Faltenfilter, ein Papier- oder Pappfilter, ein Lamellenfilter, ein Filter aus Glasfasermatten oder aus Holzbändern (CI-Filter) oder ein Filter mit Feinschichtfiltermatten oder Vlies sein.
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Es ist ersichtlich, dass bei der Herstellung eines Filterblockes durch die Schnappverbindung eine einfache schnelle Montage ermöglicht wird und das Gebinde als Block in ein Gehäuse einsetzbar ist. Es kann ebenso auch aus diesem Gehäuse wieder herausgenommen werden und als Block entsorgt werden, z. B. energetisch durch Verbrennen entsorgt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 in einer vereinfachten schematischen Explosionszeichnung eine Anordnung aus zwei Flächenelementen mit einer erfindungsgemäß ausgeführten Verbindung und
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2 ein Arretierungselement, wie es in 1 einsetzbar ist, mit stirnseitig eingeschnittenen nutenförmigen Ausnehmungen.
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In 1 ist in einer vereinfachten schematischen Explosionszeichnung ein Teilauszug zweier benachbarter Flächenelemente 1 dargestellt, die eine rahmenförmige Struktur aufweisen. In den oberen Rahmenteilen weisen die beiden Flächenelemente 1 erfindungsgemäß ausgebildete konkave Ausnehmungen 2 auf, die im Ausführungsbeispiel aus zwei in einem stumpfen Winkel zueinander angeordneten gestreckten Stirnflächen bestehen. Am Ende der konkaven Ausnehmungen 2 sind gegenüber der Oberseite des Flächenelementes 1 jeweils Abstufungen 3 vorgesehen, die zusammen mit der jeweiligen schrägen Stirnfläche der konkaven Ausnehmung 2 eine Lagerecke für ein Arretierungselement 4 bilden, das als Flächenelement ausgebildet ist. Die Breite b des Arretierungselementes 4 ist größer als die lichte Weite a zwischen den Lagerecken der Flächenelemente 1. Sie ist so bemessen, dass durch die Eigenspannung des Arretierungselementes 4 nach dem Eindrücken in die konkaven Ausnehmungen 2 die Unterseite auf die Stirnflächen der konkaven Ausnehmungen 2 aufgreift. Die Abstufung 3 ist so ausgeführt, dass zwischen der Stirnfläche der konkaven Ausnehmung 2 und der nach oben sich erstreckenden Stirnfläche der Abstufung 3 ein Winkel von ≤ 90° gegeben ist.
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Um die Flächenelemente 1 in der parallelen Ausrichtung zu halten, wird das relativ federsteife Arretierungselement 1 nach oben konvex gebogen, bis die parallelen Stirnflächen in die Lagerecken der konkaven Ausnehmungen 2 eingesetzt werden können. Nach dem Einsetzen kann auf das Arretierungselement 4 gedrückt werden, so dass unter Ausnutzung der Übertotpunktwirkung die Unterseite des Arretierungselementes 4 zur Anlage auf die Stirnflächen der konkaven Ausnehmungen 2 kommt und durch die Eigenspannung den Verbund zusammenhält.
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In 2 ist eine Abwandlung des Arretierungselementes 4 dargestellt. Es weist U-förmige Ausnehmungen 5 auf, deren Stirnflächen im Abstand b zueinander stehen. Dieser Abstand b ist wiederum größer als der Lagereckenabstand a, so dass in gleicher Weise, wie anhand von 1 beschrieben, das Arretierungselement 4 in die Lagerecken mit den Ausnehmungen 5 eingesetzt werden kann. Die Öffnungsweite der U-förmigen Ausnehmung 5 ist dabei geringfügig größer gewählt als die Dicke der Flächenelemente 1. Es ist ersichtlich, dass die überstehenden Teile des Arretierungselementes 4 gleichzeitig eine parallele Ausrichtung der Flächenelemente 1 nach dem Verbinden sicherstellen. Zusätzliche Mittel zur Abstandsbildung, wie beispielsweise im unteren Rahmenbereich der Flächenelemente 1, sind hier nicht erforderlich. Die Verbindungsart kann auf allen Seiten der Flächenelemente vorgesehen sein. Sie ist auch anwendbar, wenn die Flächenelemente nicht rechteckförmig oder quadratisch ausgebildet sind, sondern eine Freiform aufweisen. In solchen Fällen muss die konkave Ausnehmung stets eine Schnappverbindung des Arretierungselementes 4 sicherstellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flächenelement
- 2
- konkave Ausnehmung
- 3
- Abstufung
- 4
- Arretierungselement
- 5
- Ausnehmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6162270 [0004]
- GB 21407007 A [0005]
- US 370044222 [0005]
- EP 1492609 B1 [0006]
