DE2166431C2 - Filter, bestehend aus einem flexiblen, flächigen Filtermedium - Google Patents

Filter, bestehend aus einem flexiblen, flächigen Filtermedium

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Description

Die Erfindung betrifft Filter, bestehend aus einem flexiblen flächig: η Filtermedium, das an seinem Rand in einem starren Kunststoffrahmen 'uftundurchlässig eingebettet ist, welcher zusätzlich mit demselben verbundene Längs- und/oder Querverstrekingen aufweist, und durch Einspritzen des Kunststones in eine Form hergestellt ist, in die vorher das Filtermedium randseitig eingelegt wurde.
Bekannt sind derartige flächige Filter, die in der Regel aus dem Filtermedium und einem dazugehörenden Rahmen bestehen, aus der gattungsbildenden US-PS 34 08 438. Die Ränder des Filtermediums ragen in einen Kunststoffrahmen hinein, in dem sie luftundurchlässig eingebettet sind. Meistens weisen diese Filter zusätzlich auf beiden Seiten des Filtermediums Abstützgitter auf, die zwar mit dem Rahmen, aber nicht mit dem Filtermedium fest verLunden ist.
Das von Dreher in der DE-PS 12 77 201 beschriebene Filter weist einen Metall-Rahmen auf. der aus zwei metallischen Teilrahmenstücken besteht, die durch Klammern zusammengehalten werden und die an ihrem Umfang speziell ausgebildete Di uckleisten tragen, die so konstruiert sind, daß sich nach dem Zusammenklappen der beiden Teilrahmenstücke am Umfang des Rahmens eine nach außen offene, rinnenartige Ausnehmung ergibt. Die metallischen Teilrahmens'ücke weisen außerdem Längs- und Querverstrebungen auf. die vorzugsweise an die Teilrahmenstücke angeschweißt sind. Zwischen diesen beiden Teilrahmenstücken ist das flexible Filiermedium eingeklemmt, und /war so. daß die Ränder des Filtermediums etwas aus der rinnenartigen Ausnehmung herausragen.
Die Nachteile, die die Dreher^Fillerelemetite aufweU sen, liegen auf der Hand. Abgesehen davon, daß die Herstellung der Rahmenteilslücke und das Einlegen des Filtermediums nach dem Dreher*Palent eine sehr aufwendige Angelegenheit ist, läßt sich das Filtermcdiurn nach dem jeweiligen Einsät?, nicht mit dem Filterrahmen auswaschen, da der Rahmen sonst über kurze Zeit verrosten würde. Das Filtermedium muß vielmehr erst herausgenommen und nach dem Waschen wieder eingebracht werden. Nachteilig wirkt sich bei dieser Arbeitsweise auch aus, daß sich das Filtermedium • während des Waschvorgangs verzieht. Beim Aneinanderfügen von zwei separaten Dreher-Filtern ist eine zusätzliche Verklammerung der einzelnen Rahmen notwendig (vergl. DE-PS 12 77 201, Fig. r). Um eine zick-zack-förmige Anordnung der Dreher-Filter zu
to erreichen, sind zusätzlich rohrförmige Doppelholme erforderlich (vergl. Fig. 3 und 11).
Derartige Filter finden beispielsweise Verwendung für eine Standfilteranlage mit einer Filterkassette, die im wesentlichen aus einer Tragkonstruktion mit senkrech-
t "> ten vorderen und hinteren Trägern, Querverstrebungen und zwischen je einem vorderen und einem entsprechenden hinteren Träger V-förmig angeordneten Führungsschienen besteht, in denen dann eine Vielzahl der Rahmenfilter V-förmig angeordnet ist (GM 68 13 676).
Ein bei diesen Filtern sehr stark ins Gewicht fallender Nachteil besteht hinsichtlich der Dichtung zwischen den einzelnen Filterrahmen an der Frontseite einerseits und zwischen den Rahmen und der Halterungsvorrichtung
2'j andererseits. Man hat zwar bereits versucht, auch diese Nachteile mit den in der vorstehend angegebenen DE-PS 12 77 201 in Fig.3 beschriebenen Filtern unter Verwendung von separaten Holmen zu lösen, aber diese Filter konnten sich in der Praxis aufgrund der sehr aufwendigen Rahmenkonstruktion nicht durchsetzen, ganz abgesehen davon, daß eine solche zweiteilige Konstruktion unbefriedigend ist.
Darüber hinaus hat sich bei den bekannten Filtern als nachteilig herausgestellt, daß relativ viel Filterfläche durch die Rahmenbreite und die Engmaschigkeit der Abstützgitter verlorengeht, da der Rahmen und die Abstützgitter eine bestimmte Festigkeit haben müssen, was zu Lasten des Volumens dieser Teile geht. Ferner weisen diese bekannten Filter den f <?chteil auf. daß dis
4(i Filtermedium sich im Rahmen in nicht ausreichend gespanntem Zustand befindet, wodurch es. trotz zusätzlicher Abstützgitter, zwischen denen das Filiermedium eingebracht ist, beim Einsatz zu relativ starken Vibrationen des Filtermediums kommen kann. Durch
•ti diese Vibrationen ist es möglich, daß ein Teil der abzutrennenden Partikelchen durch das Filtermedium »hindurchgeschlagen« wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Filters, das so ausgelegt sein soll, daß es einerseits selbstdichtend gegenüber den U-förmigen Gleitschienen der Halterungsvorrichtung und anderer S-1ItS /wischen den beiden im Frontbereich und im Rückbereich sich mit ihren Längskanten berührenden Filtern wirkt.
Erfindiingsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß d"s Filtermedium sich unter Vorspannung in der Rahmenebene durch drei Seiten des Rahmens von der Rahmeninnenseite bis über Hie Rahmenaußenseite hinaus hindurcherstreckt und die vierte Rahmenseite einen Steg aufweist, wobei das Filtermedium lediglich in die vierte Rahmenseite hineinragend eingebettet ist und das Filtermedium aus einem Material besteht, das im Rahmeninneren von dem Kunststoff durchdrungen ist.
Das Filiermedium ragt aus den drei Seiten des Rahmens, die nicht den Steg aufweisen, soweit heraus, daß das herausragende Filtermedium als Dichtung Wirkt. Den durch das hei'äusragende Filtermedium erzielten Diehtungseffekt kann man natürlich, wenn
gewünscht, noch dadurch verstärken, daß man die Ränder des Filtermediums zusammen mit einem flexiblen, bandförmigen Dichtungsmedium, das ebenfalls aus dem Rahmen nach außen hinausragt, in den Kunststoff mit einbettet Selbstverständlich können auch zwei oder mehrere Filtermedien mit gleicher oder unterschiedlicher Leistung zusammen in einem Rahmen eingebettet sein.
Unter dem Ausdruck »eingebettet« wird hier verstanden, daß der den Rahmen bzw. die Längs- und Querverstrebungen bildende Kunststoff innig mit dem Filtermedium verbunden ist. Dies wird dadurch erreicht, daß sich der Kunststoff bei der Herstellung des Rahmens bzw. der Längs- und Querverstrebungen in einem fließfähigen Zustand befindet, der es ermöglicht, daß der Kunststoff das Filtermedium von beiden Seiten durchdringt und auf diese Weise einen einteiligen Rahmen bzw. einteilige Längs- und Querverstrebungen bildet, in denen das Filtermedium fest eingeschlossen ist.
Das jeweilige Filtermedium wird in geeigneten Werkzeugen unter einer bestimmten Vorspannung eingeklemmt und dann mit dem Rahmen und tun Längs- und/oder Querverstrebungen versehen. Auf diese Weise erhält man einen flächigen Filter mit einem straff gespannten Filtermedium, bei dem u. a. die sonst im Einsatz auftretenden Vibrationseffekte praktisch ausgeschlossen sind. Gleichzeitig wird die Steifigkeit des Rahmens und die der Längs- und/oder Querverstrebungen wesentlich erhöht, so daß großflächige Filter erstellt werden können bzw. der Rahmen schmäler gemacht werden kann, wodurch mehr Filterfläche zur Verfügung steht und der Filter selbst einfacher zu handhaben ist. Ein weiterer Voi teil, den die erfindungsgemäßen Filter mit sich bringen, ergibt sich aus dem Vorhandensein des Steges in Kombination mit dem als Dichtung fungierenden Filtermedium, das durch die dem Steg gegenüberliegenden Rahmenseiten hindurchragt. Durch diese Kombination werden die bei den V-Filteraggregaten auftretenden Dichtungsprobleme zwischen den eingeschobenen filtern untereinander auf einfache Weise gelöst, da nach dem Einschieben der Rahmen das aus dem Gegenrahnu-n herausragende Filtermedium jeweils gegen den Steg des anderen Rahmens selbstabdichtend gedrückt wird.
7ur weiteren Verstärkung des Rahmens bzw. der Längs- unci/oder Querverstrebungen kann man bei ihrer Herstellung gemeinsam mit dem Filtermedium und gegebenenfalls den zusätzlichen Dichtungsstreifen Draht oder ähnliche Materialien mit einbetten. Bemerkt sei jedoch an dieser Steile, daß dies nur in speziellen Fällen notwendig ist. da ja das filtermedium selbst bereits als Verstärkungseinlage fungiert.
Für bestimmte Einsatzzwecke der erfindungsgemäßen Filter kann es notwendig sein, daß die Rahmen, die in einer bereits vorhandenen Halterungsvornchtung eingesetzt werden sollen, eine durch die Halterungsvorrichtung vorgegebene Stärke haben müssen, die mitunter über der üblichen liegt oder aber sich aufgrund der Stärke des Filtermediums ergibt. In einem solchen Falle ist es nicht noiwendig. den gesamten Rahmen so stark zu machen, sondern es ist ausreichend, wenn man ihfi in bestimmten Abständen mit sogenannten Abslandshaltenocken versieht. Darüber hinaus ist es möglich, sowohl den Rahmen als auch den Längs* und Querverstrebungeii jede gewünschte Form zu geben.
Mitunter kann es von Vorteil sein, wenn mar. die Ränder der Fillerfrtätei'iälien vor dem Einbetten mit erößcren Löchern versieht, so daß auch auf diese Weise
ein durchgehender fester Zusammenhalt zwischen der Unter- und der Oberseite des Rahmens gegeben ist.
Zur Herstellung der Rahmen und der Längs- und Querverstrebungen sind alle Kunststoffe geeignet, die sich in einen fließfähigen Zustand überführen lassen, beispielsweise die thermoplastischen Kunststoffe, z. B. Polyvinylchlorid, Vinylchloridcopolymere, Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylcarbazol, Polyisobutylen, Polymethacrylat, Polyvinylidenchlorid, Polytetrafluorethylen, Polyacrylnitril, Polyoxymethyien, Polyethylenterephthalat, lineare gesättigte Polyesterharze, Polyamide, Polycarbamat, lineare Polyurethane und die verschiedenen thermoplastisch verarbeitbaren ZeIIuIosederivate. Günstig ergibt sich die Verwendung dieser thermoplastischen Kunststoffe in Verbindung mit entsprechenden Treibmitteln, um geschäumte Rahmen bzw. Längs- und Querverstrebungen zu erhalten, die sich besonders durch ihr leichtes Gewicht gegenüber den homogenen Rahmen auszeichnen.
Die Einbettung der Filtermedien : . diese Thermoplasten erfolgt in entsprechenden heizbiren Werkzeugen, in denen der beispielsweise in Strangform vorliegende Kunststoff plastifiziert und gegen das Filtermedium gepreßt wird, oder durch Anwendung der Spntzgußtechnik
Vorteilhafterweise kann man aber auch Gießharz zur Herstellung der Rahmen bzw. der Längs- und Querverstrebungen einsetzen. Diese Gießharze, die aus polymerisierbaren Monomeren oder entsprechenden flüssigen Vorpolymerisaten bestehen können, werden zusammen mit Härtungsmitteln in das Werkzeug, in dem das Filtermedium bereits eingespannt ist, eingebracht. Nach einer gewissen Zeit erhärten dann diese Produkte unter Bildung fester Kunststoffe. Beispiele hierfür sind Harze auf Basis von Epoxyden oder Polyestern.
Zur Herstellung der Rahmen und der Längs- und Querverstrebungen eignen sich besonders jedoch Polyurethan-Systeme, wobei man die dem Fachmann geläufigen Methoden anwendet, so daß dieses Verfahrebevorzugt wird. Diese Polyurethan-Systeme gestatten günstig starre Polyurethane in den Werkzeugen zu erzeugen bzw. zu verarbeiten, wobei die Polyurethane geschäumt oder nicht geschäumt werden können. Günstigerweise verwendet man ein aufschäumbares Polyurethan-System, das in die Form eingespritzt wird, in der vorher das zu rahmende Filtermedium eingelegt bzw. eingespannt wurde. Nach Einspritzung an einer oder mehreren Stellen expandiert das Schaiimstoffsystern und füllt durch seinen eigenen Schaumdruck in Form aus. wobei es das Filtermedium vollkommen und homogen durchdringt und einschäumt. Will man beispielweise einen Rahmen herstellen, der sehr hohe Vcrwindungskräfte aufnehmen soll, so empfiehlt es sich einen Dummer· liiegralschaum wählen, welcher mit relativ hohem Raumgewicht, z. B. zwischen 300 und 800 kg/m', eine hohe Festigkeit des Endproduktes ergibt (l.iteraturhinweise: Bayer-Werk. Leverkusen. Bjydur-System. I olyurethan-lntegralschaum hart, vor läufiges Produkt-Merkblatt vom I.Oktober 1%9; Kunststoff-Handbuch, Bd. VII, Polyurethane, Seiten 504 ff, Hanser-Verlag, München).
Man kann jedoch auch Rahmen bzw. Längs- und Querverstrebungen aus solchen Schäumen herstellen, die ein viel geringeres Raumgewicht haben, z. B. aus einem starren Polyurethanschaum mit Raumgewichten zwischen 60 und 300 kg/m3.
Der zu wählende Schaum kann auch nach Feuerfe-
stigkeits-(Enlflammbarkei(s-)gesiclUspunkten eingestellt werden, so daß verschiedene Entflammbarkeitskriterien (im Brandfalle) berücksichtigt werden können.
Die Rahmen und die Längs- und Querverstrebungen, die auf die oben beschriebene Art hergestellt werden, sind besonders homogen mit dem eingeschäumien Fiitermedium verbunden.
Für die erfindungsgemäßen Zwecke eignen sich als Filtermedien Filtertücher, Filierfilze, Filtervliese (Streck- oder Wirrfaservlies) oder offenporige Schaumstoffe besonders gut.
Die Filterlücher, Filterfilzc und Filtervliese können dabei aus pflanzlichen, tierischen, mineralischen oder synthetischen Fasern oder aus Gemischen derselben hergestellt sein. Als Filiermedien eignen sich besonders gut Wirrfaservliese.
Die erfindungsgemäß mit Rahmen versehenen Filter können beispielsweise als Luftfilter, Flüssigkeitsfilter
eignen sie sich als Luftfilter.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.
Fig. 1 zeigt einen gemäß Fig.4 hergestellten Rahmen, bei dem das Fiitermedium 2 an den drei Seiten A, B und CaIs Dichtung 6 in der Rahmenebene aus dem Rahmen 1 herausragt. Auf der Rahmenseite D erstreckt sich der Steg 7 in der Rahmenebene senkrecht nach oben und ist an beiden Seiten etwas kürzer als die Gesamtlänge dieser Rahmenseite, um ein späteres Einschieben in die V-Kassette zu gestatten.
F i g. 2 zeigt schematisch einen Schnitt (Frontseite — Rückseite) durch die V-Filterkassette.
Fig.3 zeigt in vergrößerter Form einen Teilausschnitt aus dem Schnitt gemäß Fig.2. aus dem klar Rahmenseite aus, wenn das Filtermedium nur in den Rahmen hineinragend eingebettet ist.
ersichtlich ist, wie die Dichtung zwischen dan beiden Rahmenfiltern untereinander erfolgt.
Die Fig.4 zeigt eine praktische Durchführung der Erfindung, bei der das mit dem Rahmen I und den Längs- und Querverstrebungen 5 zu versehende Filtermedium 2 über ein FormuntcrleÜ 4 durch Kiammerhallerung an den Seiten mehr oder weniger vorgespannt wird. Das Formunterleil 4 besitzt Nuten, die der Form des Rahmens 1 und den Längs- bzw. Querverstrebungen 5 entsprechen, wobei die Nut für die eine Rahmenseite zusätzlich eine Vertiefung für den Steg 7 aufweist. Die in der Form negativ modellierten Nuten, Stege, Rillen usw. können die verschiedensten (je nach Anwendungszweck erforderlichen) Profile aufweisen. Von oben wird das Formoberteil 3, welches dem Formunterteil 4 bis auf die »Stegvertiefung« der einen
M>>» er>,Arf£»]K!Ml,rik /ίΊαγ irpcrph/snpnfsillc nirhl c»tipapl-
bildlich entsprechende Nuten besitzt, mit dem notwendigen Druck auf das Formunterleil gepreßt.
An einer oder an mehreren Stellen besitzt diese Form Einschußstellen, durch welche mit dem nötigen Hochdruck das einzusetzende Kunststoff-System, z. B. ein Duromer-System, eingespritzt wird. Das in die Form eingegebene Reaktionsgemisch füllt unter Auslösung eines ihm spezifischen Schaumdrucks die Formhohlräume aus ur<J durchdringt gleichzeitig das Filtermedium 2. Nach einer gewissen Zeit wird die Form geöffnet und der mit dem so gebildeten Rahmen 1 versehene Filter entnommen. Da durch den Steg 7, der aus dem gleichen Material wie der Rahmen selbst fccstehen kann und in einem Arbeitsgang zusammen mit dem Rahmen I hergestellt wird, bereits eine zusätzliche Verstärkung des Rahmens 1 erreicht wird, reicht es in dieser
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Filter, bestehend aus einem flexiblen flächigen Filtermedium, das an seinem Rand in einem starren Kunststoffrahmen luftundurchlässig eingebettet ist, welcher zusätzlich mit demselben verbundene Längs- und/oder Querverstrebungen aufweist, und durch Einspritzen des Kunststoffes in eine Form hergestellt ist, in die vorher das Filtermedium randseitig eingelegt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermedium (2) sich unter Vorspannung in der Rahmenebene durch drei Seiten des Rahmens (1) von der Rahmeninnenseite bis über die Rahmenaußenseite hinaus hindurchstreckt und die vierte Rahmenseite einen Steg (7) aufweist, wobei das Filtermedium lediglich in die vierte Rahmenseite hineinragend eingebettet ist und das Filtermedium (2) aus einem Material besteht, das im Rahmeninneren von dem Kunststoff durchdrungen ist.
2. Filter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Rahmen (1) bzw. den Längs- und/oder Querverstrebungen (5) zur zusätzlichen Verstärkung zusammen mit dem Filtermedium (2) Draht oder ähnliche Materialien eingebettet sind.
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