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Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die
DE 10 2014 202 788 A1 offenbart einen Wärmetauscher, der ein Leitungssystem aufweist, durch das ein zu kühlendes Fluid geführt wird. Außenflächen der Leitungen dienen hierbei als Konvektionsflächen und begrenzen Durchlassöffnungen, durch die eine Luft geführt wird. Zur Durchführung der Luft ist beispielsweise ein Ventilator beziehungsweise Lüfter vorgesehen. Zur Vergrößerung der Konvektionsflächen können mit Leitungen des Leitungssystems zusätzlich Lamellen verbunden oder in Wärmeleitkontakt gebracht werden. Es ist bekannt, dass zur Verminderung einer Geräuschemission des Ventilators und somit zur Verringerung einer Schallleistung (der Kühlanlage) zwischen dem Ventilator und dem Kühler in einem Diffusor Schalldämpfungsmaterial eingebracht werden kann. Hierbei kann es sich um Schaumstoffe oder faserige Materialien handeln.
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Die
DE 10 2014 005 149 A1 beschreibt einen in einem Gehäuse angeordneten gelöteten Wärmetauscher, der einen Stapel aus Wärmetauscherplatten mit je einem Einströmloch und einem Ausströmloch aufweist, die derart angeordnet sind, dass sich geschlossene und offene Strömungskanäle für unterschiedliche Medien in einer Stapelrichtung abwechseln, wobei in den offenen Strömungskanälen zwei Endstücke mit einem Loch angeordnet sind, dessen Rand sich um das Einströmloch bzw. um das Ausströmloch erstreckt. Ein leistungsfähiger, leichter und dennoch stabiler gelöteter Wärmetauscher in einem Gehäuse, wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, dass die Endstücke verformte Bleche mit Kanäle bildenden Wellungen sind, deren Dicke etwa der Dicke der Wärmetauscherplatten entspricht und die mit Strömungsöffnungen für das durch die offenen Strömungskanäle strömende Medium ausgestattet sind, wobei der Lochrand umgeformt ist und eine Höhe aufweist, die etwa einer Höhe des offenen Strömungskanals entspricht und der nahe an einem Durchzug des Einströmlochs bzw. des Ausströmlochs angeordnet ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmetauscher zu schaffen, der besonders einfach aufgebaut ist und daher preiswert hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Darüber hinaus finden sich für die Erfindung wichtige Merkmale in der nachfolgenden Beschreibung und in der Zeichnung. Diese Merkmale können für die Erfindung sowohl in Alleinstellung als auch in ganz unterschiedlichen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein.
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Ein Filtermodul kann ferner ein rohrförmiges Gehäuse und mehrere in diesem rohrförmigen Gehäuse angeordnete flache keramische Filtersegmente umfassen. Die flachen keramischen Filtersegmente sind parallel zueinander in geringem Abstand angeordnet, so dass zwischen den einzelnen Filtersegmenten ein relativ breiter jedoch sehr flacher, also eine geringe Höhe aufweisender Zwischenraum vorhanden ist. Die Filtersegmente sind durch einen einstückigen Verbindungskörper aus einem zunächst flüssigen und dann ausgehärtetem Vergussmaterial miteinander verbunden bzw. starr zueinander festgelegt. Zur Herstellung dieses Verbindungskörpers werden Endabschnitte der zu verbindenden Filtersegmente in ein topfartiges und nach oben hin offenes Gefäß gestellt, und dann wird das noch flüssige Vergussmaterial beispielsweise über einen Schlauch in den Topf eingefüllt, wo es aushärtet. Der Boden des Topfs wird durch einen Bodenabschnitt und der Rand des Topfs durch einen Außenformabschnitt gebildet.
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Vorliegend wird auch eine Vorrichtung geschaffen, bei der sichergestellt ist, dass das bisweilen relativ hoch viskose flüssige Vergussmaterial auch im gewünschten Umfang in die Zwischenräume zwischen den Filtersegmenten gelangt. Diese Technologie ist sowohl geeignet, um einzelne mit Strömungskanälen durchzogene, vorzugsweise lamellenartig ausgebildete Elemente eines Wärmetauschers zueinander festzulegen, als auch, um die oben erwähnten flachen keramischen Filtersegmente eines Filtermoduls zueinander starr festzulegen und zu halten.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen beispielsweise als insgesamt kreiszylindrischen Ring ausgebildeten Außenformabschnitt, der die radiale Außenform des herzustellenden Verbindungskörpers definiert, und einen beispielsweise als flache kreiszylindrische Platte ausgebildeten Bodenabschnitt, der eine Bodenform des herzustellenden Verbindungskörpers definiert. Dabei können der Außenformabschnitt (bzw. dessen Innenfläche) und der Bodenabschnitt (bzw. dessen Oberfläche) beinahe beliebige Außenformen bzw. Bodenformen des herzustellenden Verbindungskörpers definieren. Im allgemeinen bevorzugt ist eine einen im wesentlichen kreiszylindrischen Querschnitt aufweisende Außenform und eine im Wesentlichen ebene und glatte Bodenform. Der Außenformabschnitt und der Bodenabschnitt können unterschiedliche Teile sein, können aber auch einstückig miteinander verbunden sein.
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Der Außenformabschnitt und der Bodenabschnitt begrenzen einen Innenraum, in dem Endabschnitte der zu verbindenden Filtersegmente anordenbar sind. Die Anordnung der Filtersegmente erfolgt meist mittels Hilfseinrichtungen, welche die Filtersegmente in einer gewünschten Relativposition zueinander und zu dem Außenformabschnitt und zu dem Bodenabschnitt halten, bis das flüssige Vergussmaterial ausgehärtet ist. Dann werden diese Hilfseinrichtungen entfernt. Meist stehen die Filtersegmente auf dem Bodenabschnitt auf, so dass in den Filtersegmenten vorhandene Filterkanäle durch den Bodenabschnitt gegenüber dem Vergussmaterial abgedichtet sind.
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Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Vergussmaterialkanal für das flüssige Vergussmaterial (beispielsweise ein Zweikomponenten-Duroplast oder ein Epoxiharz) umfasst, der eine Mehrzahl von in den Innenraum mündenden Auslässen aufweist. Indem eine Mehrzahl von in den Innenraum mündenden Auslässen vorgesehen ist, wird das flüssige Vergussmaterial an mehreren Stellen gleichzeitig in den Innenraum eingebracht, wodurch die Fließstrecke, die das Vergussmaterial bis zur Mitte des Innenraums bzw. der Mitte des Zwischenraums zwischen zwei benachbarten Filtersegmenten zurücklegen muss, reduziert wird bzw. das Vergussmaterial schneller an diese Stellen gelangt. Hierdurch wird das Risiko vermindert, dass eine sich während des Fließens erhöhende Viskosität des Vergussmaterials, die beispielsweise durch ein bereits einsetzendes Aushärten verursacht sein kann, verhindert, dass das Vergussmaterial wirklich in vollem Umfange und im gewünschten Ausmaß bis in die ganz innen liegenden Stellen der Zwischenräume zwischen zwei benachbarten Filtersegmenten gelangt. Der mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung gebildete ausgehärtete Verbindungskörper weist eine relativ gleichmäßige Dicke auf, wodurch die Filtersegmente zuverlässig zueinander festgelegt sind, und wodurch sichergestellt ist, dass das Vergussmaterial die Filtersegmente vollständig fluiddicht umschließt.
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In einer ersten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass mindestens einer der Auslässe im Betrieb der Vorrichtung zu einem Zwischenraum zwischen zwei zu verbindenden Filtersegmenten benachbart oder in diesem Zwischenraum angeordnet ist. Hierdurch wird die Fließstrecke des Vergussmaterials bis zur Mitte des Zwischenraums zwischen zwei Filtersegmenten nochmals reduziert, wodurch das oben erwähnte Risiko nochmals reduziert wird.
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Möglich ist ferner, dass sich mindestens ein Abschnitt des Vergussmaterialkanals mindestens über einen Teilabschnitt des Außenformabschnitts in Umfangsrichtung erstreckt, dass der Abschnitt des Vergussmaterialkanals zum Innenraum hin eine Begrenzungswand umfasst, und dass mindestens ein Auslass durch eine Öffnung in der Begrenzungswand gebildet wird. Dies ist konstruktiv besonders einfach und preiswert realisierbar.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der Abschnitt des Vergussmaterialkanals durch eine Nut im Außenformabschnitt gebildet wird. Dies ist ebenfalls konstruktiv besonders einfach und preiswert realisierbar. Beispielsweise kann der Außenformabschnitt durch ein einfaches Spritzgussteil gebildet werden.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht ferner vor, dass die Nut eine in Umfangsrichtung veränderliche Tiefe hat, vorzugsweise, dass die Tiefe in einem Einfüllbereich größer ist als außerhalb des Einfüllbereichs. Hierdurch wird es erleichtert, dass trotz der relativ hohen Viskosität des noch flüssigen Vergussmaterials zunächst die Nut vollständig gefüllt wird, bevor das flüssige Vergussmaterial durch die Öffnungen in der Begrenzungswand hindurchtritt. Mit anderen Worten: hierdurch wird gewährleistet, dass das flüssige Vergussmaterial relativ gleichzeitig durch die Öffnungen in der Begrenzungswand hindurchzutreten beginnt, wodurch der Innenraum gleichmäßig von außen mit dem flüssigen Vergussmaterial gefüllt wird.
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Besonders bevorzugt ist es, wenn die Nut nach oben durch ein Deckelelement verschlossen ist. Dies gestattet es nämlich, dass flüssige Vergussmaterial unter Druck in den Vergussmaterialkanal einzufüllen, wodurch der Vergussvorgang beschleunigt wird.
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Eine Alternative oder zusätzliche Möglichkeit besteht darin, dass mindestens ein Auslass an einem abragenden Ende eines rohrartigen Auslasskanals, insbesondere eines Auslassröhrchens, vorhanden ist, welcher in den Innenraum oder einen oberhalb vom Innenraum vorhandenen Bereich hineinragt. Dies gestattet es, das noch flüssige Vergussmaterial direkt beispielsweise in einen unmittelbar neben einem Zwischenraum liegenden Bereich oder sogar direkt in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Filtersegmenten einzubringen. Hierdurch wird die Fließstrecke in diese ansonsten von einem viskösen Gussmaterial nur schwer zu erreichende Stellen nochmals verkürzt, und hierdurch wird die zuverlässige Benetzung auch in diesem Bereich nochmals verbessert.
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Vorgeschlagen wird auch, dass der Auslasskanal von der Seite her oder von unten her in den Innenraum oder den oberhalb vom Innenraum vorhandenen Bereich hineinragt. Dies ist konstruktiv besonders einfach zu realisieren.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird vereinfacht und/oder beschleunigt, wenn sie eine vorzugsweise eine Heizeinrichtung aufweisende Versorgungseinrichtung umfasst, welche das flüssige Vergussmaterial, vorzugsweise unter einem gegenüber Umgebungsdruck erhöhten Versorgungsdruck, in den Vergussmaterialkanal einspeist.
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Bevorzugt ist ferner, dass der Außenformabschnitt und/oder der Bodenabschnitt aus einem gummielastischen Material, insbesondere aus einem Silikonmaterial, hergestellt sind. Hierdurch wird das Entformen des ausgehärteten Verbindungskörpers aus der Vorrichtung erleichtert. Denkbar ist aber auch, dass der Außenformabschnitt aus einem harten Material hergestellt ist. Dann ist es allerdings im Hinblick auf die Entformbarkeit des Verbindungskörpers von Vorteil, wenn der Außenformabschnitt mehrteilig ist, beispielsweise zwei Halbriunge umfasst.
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Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Wärmetauschers;
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2 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Außenformabschnitts einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3 eine Draufsicht auf den Außenformabschnitt von 2;
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4 eine Seitenansicht des Außenformabschnitts von 2;
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5 einen Schnitt längs der Linie V-V von 3;
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6 einen teilweisen Schnitt durch den Außenformabschnitt der 2–5 zusammen mit weiteren Abschnitten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung während der Herstellung eines Verbindungskörpers;
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7 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Außenformabschnitts einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Deckel;
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8 eine Draufsicht auf den Außenformabschnitt mit Deckel von 7;
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9 eine Seitenansicht des Außenformabschnitts mit Deckel von 7;
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10 einen Schnitt längs der Linie X-X von 7;
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11 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zu verbindenden Filtersegmenten und von der Seite her in den Innenraum hineinragenden Auslasskanälen;
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12 einen Schnitt längs der Linie XII-XII von 11;
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13 eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zu verbindenden Filtersegmenten und von unten her in den Innenraum hineinragenden Auslasskanälen; und
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14 einen Schnitt längs der Linie XIV-XIV von 13.
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Funktionsäquivalente Elemente und Bereiche tragen nachfolgend in unterschiedlichen Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen. Ferner sind aus Gründen der Übersichtlichkeit und aus Darstellungsgründen nachfolgend nicht in sämtlichen Figuren sämtliche Bezugszeichen eingezeichnet.
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In 1 trägt ein Wärmetauscher insgesamt das Bezugszeichen 1. Er umfasst einen ersten fluidführenden Abschnitt 2 mit einem Einlass 3 und einem Auslass 4 für ein erstes durch Pfeile symbolisierte Fluid 5 und einem zweiten fluidführenden Abschnitt 6 mit einem Einlass 7 und einem Auslass 8 für ein zweites durch Pfeile symbolisierte Fluid 9, wobei der erste Abschnitt 2 in dem zweiten Abschnitt 6 aufgenommen ist. Der erste Abschnitt 2 weist eine Mehrzahl von mit Strömungskanälen (nicht gezeichnet) durchzogenen, vorzugsweise lamellenartig ausgebildeten Elementen 40 auf, welche in der Figur jedoch nur als ein einziges Element gezeichnet sind und welche zueinander durch zwei einstückige Verbindungskörper 38a starr festgelegt und gehalten sind.
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Eine erste Ausführungsform eines Außenformabschnitts einer Vorrichtung zum Herstellen eines einstückigen Verbindungskörpers aus einem zunächst flüssigen und dann aushärtenden Vergussmaterial, insbesondere zur Verbindung von vorzugsweise keramischen Filtersegmenten, trägt in den 2–6 insgesamt das Bezugszeichen 10. Der Außenformabschnitt 10 hat vorliegend die Gestalt eines Kreisrings mit einer kreisringförmigen Innenfläche 12, welche zusammen mit einer Oberseite eines hier noch nicht gezeichneten Bodenabschnitts einen insgesamt in etwa zylindrischen Innenraum 13 begrenzt. Der Außenformabschnitt 10 kann aus einem gummielastischen Material hergestellt sein, beispielsweise aus einem Silikonmaterial.
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Ein in 2 oberer Abschnitt 14 der Innenfläche 12 ist kreiszylindrisch, also zu einer senkrecht zur Zeichnungsebene der 3 verlaufenden Längsachse des Außenformabschnitts 10 parallel. Ein in 1 unterer Abschnitt 16 der Innenfläche 12 hat einen Durchmesser, der sich in Richtung zum in 2 unteren Rand des Außenformabschnitts 10 hin linear vergrößert. Der untere Abschnitt 16 erweitert sich also konisch nach unten hin (siehe auch 5). Eine Grenzlinie zwischen dem Abschnitt 14 und dem Abschnitt 16 trägt das Bezugszeichen 18.
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In einer in 3 oberen Stirnfläche 20 des Außenformabschnitts 10 ist eine kreisringförmige, in Umfangsrichtung umlaufende und durchgehende Nut 22 vorhanden, welche einen Abschnitt eines insgesamt mit 24 bezeichneten Vergussmaterialkanals bildet. In radialer Richtung ist die Nut 22 nicht genau mittig in der oberen Stirnfläche 20 angeordnet, sondern zur Innenfläche 12 näher als zu einer Außenfläche 26 (siehe beispielsweise auch 4), wobei auch eine andere relative Positionierung der Nut 22 denkbar ist, und wobei auch eine nicht vollständig umlaufende und durchgehende Nut denkbar ist.
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Die Nut 22 weist zwei einander diametral gegenüberliegend angeordnete Einfüllbereiche 28 auf, welche in der Draufsicht der 3 einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, die aber grundsätzlich auch ganz andere Querschnitte aufweisen können. Eine Breite B2 (Erstreckung in radialer Richtung) eines Einfüllbereichs 28 ist deutlich größer als eine Breite B1 der Nut 22, vorliegend etwa doppelt so groß. Eine Tiefe T der Nut ist in Umfangsrichtung gesehen veränderlich. Ausgehend von einer maximalen Tiefe T2 im Bereich eines Einfüllbereichs 28 verringert sich die Tiefe T in Umfangsrichtung gesehen linear bis zu einem Bereich, der in Umfangsrichtung gesehen in der Mitte zwischen den beiden Einfüllbereichen 28 liegt, wo sie nur noch einen Wert T1 hat. Die Maximaltiefe T2 beträgt bei der vorliegenden Ausführungsform ungefähr 50 % der Gesamthöhe des Außenformabschnitts 10, wohingegen die Minimaltiefe T1 bei der vorliegenden Ausführungsform ca. 1/3 von T2 beträgt. Grundsätzlich sind aber auch andere Werte denkbar.
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Wie insbesondere aus den 4 und 5 ersichtlich ist, wird die Nut 22 nach radial innen hin durch eine Innenwand 30 und nach radial außen hin durch eine Außenwand 32 begrenzt. Die Innenwand 30 ist, wie aus 5 ersichtlich ist, in axialer Richtung des Außenformabschnitts 10 gesehen um einen sehr geringen Differenzbetrag D niedriger als die Außenwand 32.
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Ferner weist die Innenwand 30 in ihrem oberen Rand eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verteilt angeordneten und nach oben offenen Öffnungen in der Art von Schießscharten auf (insbesondere 2 und 3), welche in noch darzustellender Art und Weise Auslässe 34 des Vergussmaterialkanals 24 bilden, welche in den Innenraum 13 münden. Die Auslässe 34 durchdringen dabei die Innenwand 30 in radialer Richtung, also zu einem Kreismittelpunkt des Außenformabschnitts 10 hin. Man erkennt aus den 1 und 2, das sich vorliegend zwei Gruppen von neun Auslässen 34 gegenüberliegen und jeweils in Umfangsrichtung gesehen über einen Winkelbereich von ungefähr 120° erstrecken, wobei diese neun Auslässe in Umfangsrichtung gesehen äquidistant zueinander angeordnet sind. Ferner befindet sich an jedem Einfüllbereich 28 noch ein Auslass 34. Eine Höhe H der Auslässe 34 ist bei allen Auslässen 34 gleich. Sie beträgt ungefähr 20 % der Tiefe T2. Die Auslässe 34 können jedoch grundsätzlich auch unterschiedlich hoch und/oder unterschiedlich breit sein.
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Wie aus 6 ersichtlich ist und bereits eingangs der Beschreibung erwähnt wurde, gehört der Außenformabschnitt 10 zu einer Vorrichtung 36 zum Herstellen eines einstückigen Verbindungskörpers aus einem zunächst flüssigen und dann aushärtenden Vergussmaterial 38. Durch den Verbindungskörper (nicht gezeigt) sollen Filtersegmente 40 miteinander verbunden und starr zueinander festgelegt werden. Um den Verbindungskörper in der gewünschten Art herstellen zu können, ragen Endabschnitte 41 in der Filtersegmente 40 in den Innenraum 13 hinein, sind also in diesem angeordnet.
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Bei den in 6 gezeigten Filtersegmenten 40 handelt es sich um sogenannte Flachmembranen. Diese sind dadurch gekennzeichnet, dass ihre Breite, die sich in 6 senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckt, deutlich größer ist als ihre Höhe, die sich in 6 von links nach rechts erstreckt. Der Querschnitt der Filtersegmente 40 hat also eine „flache“ Geometrie. Die Filtersegmente 40 sind in ihrer Längsrichtung, die sich in 6 von oben nach unten erstreckt, von einer Vielzahl von durchgehenden Filterkanälen (nicht sichtbar) durchzogen, welche mit einer äußerst dünnen porösen Filtermembran beschichtet sein können. Die Grundstruktur der Flachmembranen kann aus einem offenporigen Keramikmaterial hergestellt sein.
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Im Betrieb wird eine Flüssigkeit (Filtrat) durch die Filterkanäle geleitet. Die Flüssigkeit durchdringt die Filtermembran und das offenporigen Keramikmaterial und tritt als gereinigtes Permeat auf der Außenseite der Filtersegmente 40 aus. Die zurückbehaltenen und ausgefilterten Stoffe (Retentat) verbleiben in den Filterkanälen. Hierdurch kann beispielsweise aus Schmutzwasser Trinkwasser hergestellt werden, oder es kann Meerwasser entsalzt und ebenfalls zu Trinkwasser verarbeitet werden.
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In 6 ist auch der ebenfalls oben bereits erwähnte und zu der Vorrichtung 36 gehörende Bodenabschnitt 42 gezeigt, der ebenfalls aus einem gummielastischen Material, beispielsweise einem Silikonmaterial, hergestellt sein kann. Der Bodenabschnitt 42 ist als flache ebene Kreisscheibe ausgebildet mit einer flachen und ebenen Oberseite 43. Der Bodenabschnitt 42 und der Außenformabschnitt 10 sind in einen nach oben offenen Aufnahmeraum 44 einer topfartigen Basisstruktur 46 eingesetzt, welche ebenfalls Teil der Vorrichtung 36 ist. Die Basisstruktur 46 kann beispielsweise aus Metallmaterial oder einem Kunststoff hergestellt sein. Dabei ist auch denkbar, dass die Basisstruktur 46 beheizbar ist.
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Die Filtersegmente 40 sind auf den Bodenabschnitt 42 mit ihren in 6 unteren Stirnseiten 48 aufgesetzt (von denen in 6 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine mit einem Bezugszeichen versehen ist), wodurch die oben erwähnten Filterkanäle durch den Bodenabschnitt 42 abgedichtet werden. Dabei werden die Filtersegmente 40 durch eine in 6 nicht gezeigte Haltestruktur relativ zueinander und relativ zu der Vorrichtung 36 gehalten.
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Zur Herstellung des oben erwähnten Verbindungskörpers wird das flüssige Vergussmaterial 38 in die beiden Einfüllbereiche 28 eingefüllt, beispielsweise über einen entsprechenden Schlauch. Dies ist in 6 durch zwei Pfeile 50 symbolisiert. Ausgehend von den beiden Einfüllbereichen 28 fließt das flüssige Vergussmaterial 38 zu beiden Seiten der Einfüllbereiche 28 in Umfangsrichtung in der Nut 22. dabei steigt der Spiegel des flüssigen Vergussmaterials 38 langsam an, noch ohne dass er die Höhe der Auslässe 34 erreicht. Dies wird durch die ausgehend von den Einfüllbereichen 28 geringer werdende Tiefe T der Nut 22 ermöglicht.
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Wenn der Spiegel des flüssigen Vergussmaterials 38 den unteren Rand der Auslässe 34 erreicht, tritt das flüssige Vergussmaterial 38 durch die Auslässe 34 hindurch und strömt in den Innenraum 13. Dies geschieht, wiederum aufgrund der veränderlichen Tiefe T der Nut 22, für sämtliche Auslässe 34 mehr oder weniger gleichzeitig. Somit wird der Innenraum 13 ausgehend von der Innenwand 30 der Nut 22 relativ gleichmäßig über den Umfang verteilt gefüllt. Dabei erkennt man aus 6, dass die Auslässe 34 zu Zwischenräumen 52, die zwischen zwei benachbarten Filtersegmenten 40 gebildet sind, benachbart sind, da sie in deren unmittelbarer Flucht angeordnet sind.
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Das Einfüllen von flüssigem Vergussmaterial 38 in die Nut 22 wird so lange fortgesetzt, bis der Innenraum 13, mit Ausnahme jener Bereiche, in denen Filtersegmente 40 angeordnet sind, bis zur Höhe ungefähr der Innenwand 30 der Nut 22 mit flüssigem Vergussmaterial 38 befüllt ist. Man erkennt ohne weiteres, dass durch die Anordnung der Auslässe 34 in direkter Flucht der Zwischenräume 52 das flüssige Vergussmaterial 38 besonders leicht und direkt in diese Zwischenräume 52 gelangen kann. Nach der Beendigung des Einfüllens wird das Vergussmaterial 38 ausgehärtet. Auf diese Weise bildet sich ein insgesamt kreisscheibenförmiger Verbindungskörper, durch den die Filtersegmente 40 zueinander starr gehalten sind und der sämtliche Filtersegmente 40 vollständig und fluiddicht umschließt.
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Indem der Außenformabschnitt 10 und der Bodenabschnitt 42 vorzugsweise aus einem gummielastischen Material, beispielsweise einem Silikonmaterial, hergestellt sind, kann der gebildete Verbindungskörper sehr leicht aus der Vorrichtung 36 entformt werden. Man erkennt ferner, dass durch die Innenwand 30 des Außenformabschnitts 10 sowie durch die Oberseite 43 des Bodenabschnitts 42 die radiale Außenform bzw. eine Bodenform des Verbindungskörpers definiert werden.
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Nun wird eine zweite Ausführungsform eines Außenformabschnitts 10 unter Bezugnahme auf die 7–10 erläutert, wobei vorliegend nur noch zu Differenzen zu der Ausführungsform der 2–6 Stellung genommen wird.
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Wie aus sämtlichen 7–10 ersichtlich ist, umfasst der Außenformabschnitt 10 dieser zweiten Ausführungsform ein Deckelelement 54, welches die Form einer flachen Ringscheibe hat und welches die Nut 22 nach oben hin verschließt. Auch das Deckelelement 54 kann aus einem gummielastischen Material, insbesondere aus einem Silikonmaterial, hergestellt sein. Das Deckelelement 54 kann dabei mit dem restlichen Teil des Außenformabschnitts 10 auf hier nicht näher dargestellte Art und Weise fest und fluiddicht verbunden sein.
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Anders als bei der ersten Ausführungsform durchdringen darüber hinaus die neun Auslässe 34 der beiden gegenüberliegend zueinander angeordneten Auslassgruppen die Innenwand 30 nicht in radialer Richtung, sondern in 8 von oben nach unten, also orthogonal zu der in 8 gezeichneten strichpunktierten Linie, welche durch die beiden Einfüllbereiche 28 hindurchgeht.
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Schließlich verändert sich die Tiefe der Nut 22 bei der in den 7–10 dargestellten Ausführungsform in Umfangsrichtung gesehen nicht, sondern sie bleibt konstant. Durch das Vorhandensein des Deckelelement 54 kann das flüssige Vergussmaterial in die Nut 22 auch unter Druck eingebracht werden, wodurch das Befüllen beschleunigt wird. Durch die senkrecht zu der strichpunktierten Linie in 8 ausgerichteten Auslässe 34 wird eine zuverlässige Befüllung der zwischen zwei Filtersegmenten vorhandenen Zwischenräume auch dann gewährleistet, wenn diese Filtersegmente 40 alle gleich hoch sind.
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Nun wird auf eine dritte Ausführungsform Bezug genommen, die in den 11 und 12 gezeigt ist. Auch hier wird wiederum nur auf Unterschiede zu vorhergehenden Ausführungsformen Stellung genommen.
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Bei der in den 11 und 12 dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung 36 sind der Bodenabschnitt 42 und der Außenformabschnitt 10 einstückig ausgeführt. Darüber hinaus ist anstelle einer Nut ein durch ein in Umfangsrichtung umlaufendes Rohr 56 gebildeter Abschnitt des Vergussmaterialkanals 24 vorhanden, von dem aus eine Mehrzahl von rohrartigen Auslasskanälen 58 ausgehen, und zwar von der Seite her nach innen, so dass deren abragende Enden in den Innenraum 13 hineinragen. Die rohrartigen Auslasskanäle 58 erstrecken sich dabei ähnlich wie die Auslässe 34 der zweiten Ausführungsform in 11 von links nach rechts, also orthogonal zu einer vertikalen Symmetrielinie.
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Die abragenden Enden der rohrartigen Auslasskanäle 58 bilden dann die Auslässe 34. Die meisten von diesen sind unmittelbar am seitlichen Rand der Zwischenräume 52 zwischen zwei jeweils benachbarten Filtersegmenten 40 angeordnet, wobei zwei Auslässe 34 (in 11 oben und unten) oberhalb vom in 11 obersten bzw. unterhalb vom in 11 untersten Filtersegment 40 angeordnet sind.
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Es versteht sich, dass anstelle der rohrartigen Auslasskanäle 58 auch Rinnen förmige Auslasskanäle denkbar sind. Auch ist denkbar, dass das umlaufende Rohr 56 deutlich oberhalb vom Innenraum 13 angeordnet ist und die rohrförmigen Kanäle 56 (oder die oben erwähnten Rinnen förmige Kanäle) schräg nach unten verlaufen.
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Nun wird auf eine vierte Ausführungsform Bezug genommen, die in den 13 und 14 gezeigt ist. Auch hier wird wiederum nur auf Unterschiede zu vorhergehenden Ausführungsformen Stellung genommen.
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Bei der in den 13 und 14 dargestellten Ausführungsform ragen die rohrartigen Auslasskanäle 58 von unten her ausgehend von einem zentralen Zuführrohr 60 in den Innenraum 13 hinein, wobei die meisten der Auslässe 34 genau in der Mitte der Zwischenräume zwischen zwei benachbarten Filtersegmenten 40 angeordnet sind. Lediglich der in 13 oberste Auslass 34 und der in 13 unterste Auslass 34 sind zwischen den in 13 obersten bzw. untersten Filtersegmenten 40 und der Innenfläche 12 des Außenformabschnitts 10 angeordnet.
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Insbesondere bei den oben gezeigten zweiten, dritten und vierten Ausführungsformen von Vorrichtungen 36 kann eine vorzugsweise eine Heizeinrichtung aufweisende Versorgungseinrichtung vorhandensein, welche das flüssige Vergussmaterial 38, vorzugsweise unter einem gegenüber Umgebungsdruck erhöhten Versorgungsdruck, in den Vergussmaterialkanal 24 einspeist. Ferner ist denkbar, dass der Außenformabschnitt 10 nicht aus einem gummielastischen sondern aus einem harten Material hergestellt ist. Dann ist es allerdings im Hinblick auf die Entformbarkeit des Verbindungskörpers von Vorteil, wenn der Außenformabschnitt mehrteilig ist, beispielsweise zwei Halbringe umfasst.
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Ganz allgemein gesagt, gehört zu der Erfindung auch: eine Vorrichtung 36 zum Herstellen eines einstückigen Verbindungskörpers aus einem zunächst flüssigen und dann aushärtenden Vergussmaterial 38 zur Verbindung von vorzugsweise keramischen Filtersegmenten 40, welche Vorrichtung 36 umfasst: einen Außenformabschnitt 10, der die radiale Außenform des herzustellenden Verbindungskörpers definiert, und einen Bodenabschnitt 42, der eine Bodenform des herzustellenden Verbindungskörpers definiert, wobei der Außenformabschnitt 10 und der Bodenabschnitt 42 einen Innenraum 13 begrenzen, in dem Endabschnitte 41 der zu verbindenden Filtersegmente 40 anordenbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Vergussmaterialkanal 24 für das flüssige Vergussmaterial 38 umfasst, der eine Mehrzahl von in den Innenraum 13 mündenden Auslässen 34 aufweist.
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Eine Vorrichtung 36 gemäß dem vorangehenden Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Auslässe 34 im Betrieb der Vorrichtung 36 zu einem Zwischenraum 52 zwischen zwei zu verbindenden Filtersegmenten 40 benachbart oder in diesem Zwischenraum 52 angeordnet ist.
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Eine Vorrichtung 36 nach einem der beiden vorangehenden Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens ein Abschnitt 22 des Vergussmaterialkanals 24 mindestens über einen Teilabschnitt des Außenformabschnitts 10 in Umfangsrichtung erstreckt, dass der Abschnitt 22 des Vergussmaterialkanals 24 zum Innenraum 13 hin eine Begrenzungswand 30 umfasst, und dass mindestens ein Auslass 34 durch eine Öffnung in der Begrenzungswand 30 gebildet wird.
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Eine Vorrichtung 36 gemäß dem vorangehenden Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt des Vergussmaterialkanals 24 durch eine Nut 22 im Außenformabschnitt 10 gebildet wird.
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Eine Vorrichtung 36 gemäß dem vorangehenden Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut 22 eine in Umfangsrichtung veränderliche Tiefe T hat, vorzugsweise, dass die Tiefe T in einem Einfüllbereich 28 größer ist als außerhalb des Einfüllbereichs 28.
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Eine Vorrichtung 36 gemäß einem der beiden vorangehenden Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut 22 nach oben durch ein Deckelelement 54 verschlossen ist.
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Eine Vorrichtung 36 nach einem der vorangehenden sechs Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Auslass 34 an einem abragenden Ende eines rohrartigen Auslasskanals 58, insbesondere eines Auslassröhrchens, vorhanden ist, welcher in den Innenraum 13 oder einen oberhalb vom Innenraum 13 vorhandenen Bereich hineinragt.
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Eine Vorrichtung 36 nach dem vorangehenden Abschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslasskanal 58 von der Seite her oder von unten her in den Innenraum 13 oder den oberhalb vom Innenraum 13 vorhandenen Bereich hineinragt.
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Eine Vorrichtung 36 nach einem der vorangehenden acht Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine vorzugsweise eine Heizeinrichtung aufweisende Versorgungseinrichtung umfasst, welche das flüssige Vergussmaterial 38, vorzugsweise unter einem gegenüber Umgebungsdruck erhöhten Versorgungsdruck, in den Vergussmaterialkanal 24 einspeist.
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Eine Vorrichtung 36 nach einem der vorangehenden neun Abschnitte, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenformabschnitt 10 und/oder der Bodenabschnitt 42 aus einem gummielastischen Material, insbesondere aus einem Silikonmaterial, hergestellt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014202788 A1 [0002]
- DE 102014005149 A1 [0003]
