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Verfahren zur Herstellung von Filterelementen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Filterelementen.
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Es ist bekannt Filterelemente aus Metallblechen herzustellen, in die
parallele Reihen von oeffnungen eingelassen sind, deren Größe darnach durch Blechstärkenverminderung
mittels eines Prägevorgangs im Gebiet der Öffnungsreihen verringert wird, wobei
zwischen den Offnungsreihen mindestens einseitig Profilierungen aus dem Blech treten.
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Damit beim Filtrieren bzw. Zentrifugieren nur Teilchen unter einer
vorbestimmten Größe die Öffnungen passieren können, müssen diese genau kalibriert
sein, d.h., der Querschnitt der Öffnungen muß Wände haben, die über ein kurzes Stück
parallel laufen, dann aber in DurchfluBrichtung stark divergieren.
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Man versuchte bisher diese trichterartige Querschnittsform beim Prägen
zu erreichen, indem man ein geeignet erscheinendes Stanzeisen benutzte, oder aber
man versuchte durch Sandstrahlgebläse oder ähnliche Mittel die bereits verprägten
Öffnungen weiter zu verformen. Eine für alle Zwecke ausreicheixigenaue Kalibrierung
der Öffnungen gelang aber hierdurch nicht.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung des Prägens
bei der Herstellung von Filterelementen mit parallelen Öffnungsreihen, die galvanisch,
insbesondere aus Wickelogewonnen wurden.
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Zur Herstellung der Niederschläge geht man wie folgt vor: Bin Stück
Zinkblech wird mit einem licht empfindlichen, elektrisch isolierenden Lack bestrichen.
Durch Belichtung einer SElitzplatte wird auf der Lackschicht ein negatives Bild
der Platte erzeugt. Dis belichteten Zonen werden wasserunlöslich, die unbelichteten
Teile werden durch Spülen der Platte in Wasser abgewaschen. Die Zinkplatte hat nunmehr
an den Stellen der späteren Öffnungen elektrisch isolierende Auflagen. Mit Ausnahme
dieser Auflagen
Wird die Zinkplatte mit einem elektrisch leitfähigen
Lack bestrichen und in ein galvanisches Nickelbad gehängt. Der Nickel schlägt sich
daraufhin auf der ganzen Zinkplatte mit Ausnahme der isolierten Zonen nieder. Die
Nickelfolie kann von der Lackschicht abgezogen werden0 Sie weist Öffnungsreihen
und zwischen den Öffnungen im Querschnitt halbkreisförmig begrenzte Niederschlagsrippen
auf, vgl. Fig. 1 der Zeichnung oberhalb der Linie 1 - 1. Die Begrenzungswäide der
Öffnungen divergieren hier, wie gewünscht, in Durchflußrichtung0 Die Folie ist aber
zu dünn und zu wenig widerstandsfähig. Steigert man die Dicke des Niederschlages
durch Verlängerung der Zeit des Verbleibens der Zinkplatte im galvanischen Nickelbad,
so setzt sich schließlich auch Nickel an den Öffnungswänden ab und macht diese zackig.
Für zahlreiche Anwendungsfälle wird eine Toleranzgrenze für die Öffnungsgröße von
o,ol mm verlangt. Diese engen oleranzen können bei Verlängerung der Niederschlagszeit
nicht eingehalten werden.
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Es ist andererseits möglich die Dicke der Nickelfolie durch einen
zweiten galvanischen Vorgang zu verstärken, indem man die von der Lackschicht abgenommene
Folie im galvanischen Nickelbad als Kathode schaltet und auf der vorher der Lackschicht
anliegenden Fläche einen Nickelniederahlag erzeugt. Der Niederschlag auf den
Rippen
zwischen den Öffnungen ist aber im Querschnitt ebenfalls etwa halbkreisförmig begrenzt,
so daß der Querschnitt der Öffnungen Diabolo - bzw. doppeltrichterförmig ist.
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Durch den nachfolgenden Prägevorgang kann hieraus nicht der gewünschte
Querschnitt einer einfachen Trichterform erzeugt werden, d.h. einer Form, bei dem
die Öffnungswände ein kurzes Stück parallel laufen und dann stark divergieren.
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Bei dem Verfahren der Erfindung werden diese Nachteile nun dadurch
vermieden, daß das Blech im elektrolytischen Bad durch einen ersten vollständigen
galvanischen Metallniederschlag als Folie erzeugt wird, die nach Umkehrung durch
einen zweiten unvollständigen galvanischen Niederschlag auf ihrer Rückseite zum
Blech vervollständigt wird, wobei durch Steuerung der beiden galvanischen Vorgängen
am Ende derselben der Querschnitt des Niederschlages zwischen den Öffnungen einer
Reihe auf der einen Seite des Blechs durch einen Halbkreis, auf der anderen Seite
durch einen abgeflachten Halbkreis begrenzt ist und der nachfolgende Prägevorgang
den Öffnungsquerschnitt trichterartig formt.
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Die Folie wird bei der zweiten galvanischen Behandlung nur solange
im Bad gelassen, bis der Querschnitt des Niederschlags zwischen den Öffnungen einer
Öffnungsreihe die Form eines stark abgeplatteten Halbkreises zeigt, vgl. die Querschnittsform
unterhalb der Linie X - X in Fig. 1 der Zeichnung.
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Diese Verformung durch den Prägevorgang wird durch Verwendung einer
Gegen- oder Ämboßplatte begünstigt, die Vorsprünge aufweist, welche beim Prägen
in das Material der Rippen zwischen den Öffnungen eindringen. Die dabei an den öffnungswänden
entstehenden Leisten können leicht entfernt werden, Solche Gegen- oder Amboßplatten
können mit der gleichen Wirkung auch verwendet werden, wenn die Öffnungen durch
einen Stanzvorgang erzeugt wurden0 Die Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch
und teilweise im Schnitt Metallbänder mit Öffnungen, wie sie zum Bau von Filterelementen
verwendet werden, An Hand dieser Zeichnung wird das Verfahren der Erfindung näher
erläutert waffen.
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In der Zeichnung ist: F i g . 1 : ein Querschnitt im großen Maßstab
durch ein Stück Band, das galvanisch, gemäß dem Verfahren der Erfindung hergestellt
wurde, vor dem Prägevorgang, F i g . 2 : ein gleicher Schnitt nach der Prägung,
F i g e 3 : eine Draufsicht auf das in Fig. 2 geschnittene Stück Band, F i g 0 4:
ein Schnitt nach Linie IV - IV in Fig. 3 und F i g . 5 : eine Draufsicht entsprechend
Fig. 5, Jedoch bei Benutzung einer Gegen- oder Amboßplatte.
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Das in Fig. 1 dargestellte Filterstück wurde in zwei aufeinanderfolgenden
galvanischen Vorgängen gewonnen. Bei dem ersten Vorgang wurde der oberhalb der Linie
X - X dargestellte Abschnitt hergestellt. Nach Umdrehen der Folie wurde in einem
zweiten vorzeitig abgebrochenen galvanischen Vorgang der unter der Linie X - X dargestellte
Abschnitt hergestellt. Der Querschnitt der Öffnungen 2 besteht aus zwei durch die
Linie X - X getrennten Teilen 2 A und 2 B, von denen 2 B weniger ausgebrucht ist
al 2 A. Daher ist es möglich, bei der nachfolgenden Prägung die gekrümmten Wände
des Teils 2 B gerade zu richten, so daß die Wände ein kurzes Stück parallel verlaufen
und die Öffnung trichterförmig wird (Fig, 2).
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Man benutzt zum Prägen einen Stempel, welcher etwas länger ist als
die Öffnungen 2, es entstehen dann rechtwinklig zur Achse der Öffnungen 2 Vorsprünge
3, welche das Filterelement verstärken und die Ausnutzung aller vorhandenen Öffnungen
ermöglichen. Die Prägung verbessert die Eigenschaften des durch Elektrolyse gewonnenen
Filterelements0 So wird das körnige Gefüge des Metalls in ein lamelliertes verwandelt,
was dem Element eine höhere Festigkeit und verbesserte Elastizität verleiht und
seine Widerstandsfähigkeit erhöht. Die Ealtverformung des Metalls härtet seine Oberflächen.
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Zur Erleichterung der Deformation und des Fließens des Metalls im
Bereich 2 B, um kurze Abschnitte paralleler Wände zu erhalten,
kann
man beim Prägen eine Gegen- oder Amboßplatte mit niedrigei Vorsprüngen verwenden,
die in dem Metall Eindrücke 4 hervorrufen, solche Gegenplatten werden mit Vorteil
auch bei Metallbändern zur Herstellung von Filterelementen verwendet, deren Öffnungen
gestanzt sind.
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In den Eindrücken 4 sammelt sich bei Gebrauch der Filterelemente eine
Lage des zu filternden Stoffes was den Gebrauch des Filters begrenzt. Bei manchen
zu filternden Stoffen ist es daher erwünscht, diese Ansammlung von Material in den
Eindrücken 4 zu vermeiden. Es genügt in solchen Fällen die Leisten 5 zu entfernen.
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Die vorliegende Erfindung eignet sich zur Herstellung von Filterpiatten
und -bändern, aus denen zylindrische und kegelstumpfförmige Filterelemente einschließlich
des Filterteils von Zentrifugen zusammengesetzt werden.
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die mit die Bildung peralleler Wandabschnitte im Öffnungsquerschnitt
begünstigenden Vorsprüngen ausgerüstet ist.
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3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h
n e t, daß die sich beim Eindrücken der Gegeplattenvorsprünge Ln den Blechwerkstoff
am Öffnungsausgang bildenden Leisten, entfernt werden.
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aus Aus nach einem herfahren eines der vorhergeheden Ansprüche erzeugten
Metallblechen hergestelltes Filterelement, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n
e t, daß es zylindrisch oder kegelstumpfförmig ist.