DE2303460C2 - Verfahren zum Herstellen von Filterpatronen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Filterpatronen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei Filtereinsätzen, deren Filterkörper aus einem nach einem sternförmigen Muster gefalteten Papierstreifen bestehen, durch welchen die zu filtender Luft radial hindurchströmen, soll, ist es besonders vorteilhaft, die beiden axialen Begrenzungen des Filterkörpers mit einem weichen Kunststoffbelag zu versehen. Man erhält dadurch eine abdichtende Verbindung zwischen den Kanten des Papierstreifens, die erforderlich ist, um die Luft durch das Papier hindurch zu leiten, so daß sie gefiltert wird. Durch den weichen Kunststoff werden auch Berührungsflächen für die Filterpatrone gebildet, wenn diese abdichtend in ein Gehäuse eingesetzt wird.

Der gleiche Vorteil ist auch in Verbindung mit Filterkörpern aus Papier wünschenswert, bei denen die Falten in radialer Richtung an den beiden axialen Begrenzungen des Körpers verlaufen (schwedische Patentveröffentlichung Nr. 3 36 265). Jedoch müssen bei solchen Filterkörpern die Kanten der Papierstreifen einerseits längs der Mantelfläche des zylindrisch gestalteten Filterkörpers und andererseits längs der Mantelfläche seiner zentralen öffnung verbunden werden. Durch eine Belegung der zylindrisch gekrümmten Flächen mit Kunststoff ist das nicht ohne weiteres möglich, denn die üblichen Gießmethoden, die bei der Herstellung der erwähnten früheren Filterarten angewendet wurden, sind hier nicht anwendbar. Es wurde daher ein Klebeverfahren benutzt, wie es in der erwähnten Veröffentlichung beschrieben ist. Dies geschah auf eine verhältnismäßig unrationelle Art und Weise und ergab ein Endprodukt, das in mancher Hinsicht nicht voll zufriedenstellend war.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besseres Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung zu finden, um Filterpatronen mit einem im wesentlichen zylindrischen, axial durchströmbaren Filterkörper auf wirtschaftliche Weise in einer voll zufriedenstellenden Ausführung so herzustellen, daß mindestens die äußere Zylindermantelfläche einen

ίο gegossenen Kunststoffbelag aufweist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das in dem Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst

Eine vorteilhafte Möglichkeit zur weiteren Ausgestal-

tung dieses Verfahrens ist in dem Patentanspruch 2 angegeben.

Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zur Durchführung des neuen Verfahrens sind in dem Patentanspruch 3 genannt

Im folgenden sind die Erfindung, die Möglichkeiten zu ihrer Ausgestaltung und ihre Vorteile anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung das Verfahrens in einem senkrechten

Querschnitt,

F i g. 2 die Ansicht eines zusätzlichen Teils, nämlich der Gieß- oder Spritzdüse, und

F i g. 3 teilweise im Schnitt und teilweise abgebrochen dargestellt, eine fertige, gemäß der Erfindung herge stellte Filterpatrone.

F i g. 3 zeigt eine Filterpatrone mit einem Filterkörper 1, bestehend aus einem gefalteten Papierstreifen, der eine große Zahl von Faltungen aufweist und zur Form eines Zylinders gebogen ist Der Filterkörper hat dann eine zylindrische äußere Begrenzungsfläche oder Mantelfläche 2 und eine öffnung mit einer gleichfalls zylindrischen Begrenzungs- oder Mantelfläche 3, in welcher die jeweiligen äußeren Kanten des gefalteten Papierstreifens liegen. Die radialen Faltungskanten liegen in den axialen Flächen oder Stirnflächen 4 des Filterkörpers. Um die Luft in axialer Richtung durch das Papier hindurchströmen zu lassen, müssen die Kanten des Papiers längs der Mantelflächen 2, 3 abgedichtet werden. Dies geschieht mit Hilfe eines in einer Form gegossenen Kunststoffbelags 5 an der äußeren Mantelfläche 2 und mit Hilfe eines gleichfalls in einer Form gegossenen inneren Kunststoffbelags in Form eines Pfropfens 6 für die innere Mantelfläche 3. Aus noch zu schildernden Gründen mag es schwierig sein, den Pfropfen 6 in einer ganz festen Ausführung zu erhalten, und da keine Löcher in axialer Richtung zulässig sind, wird der Pfropfen auf einer Seite während des Gießvorganges zweckmäßig mit einer Abdeckscheibe 7 versehen.

Da der Kunststoffbelag 5 und der Pfropfen 6 durch Gießen geformt sind, können sie eine Gestalt erhalten, wie sie für den Einbau besonders geeignet ist. Der äußere Belag 5 ist dementsprechend bei dem Ausführungsbeispiel mit 2 lippenförmigen, axialen Endkanten 8 versehen. Seine äußere Fläche erweitert sich nach der in der Figur oben gelegenen Seite hin, so daß sein Rand eine radiale Abdichtung bildet, wenn die Filterpatrone in ein Gehäuse eingesetzt wird, während die Lippen 8 axial abdichtend wirken. Auch der Pfropfen 6 in der Öffnung ist mit Vorsprüngen 9 ausgeführt, die eine Dichtwirkung ergeben.

Die Vorrichtung zur Herstellung der Patrone ist aus Fig. 1 zu ersehen, worin 10 eine untere und 11 eine

obere Hälfte eines CicRwerkzeuges bezeichnet Beide Hälften können mit Hilfe von Bolzen 12, die in Ausnehmungen eingreifen, fest miteinander verbunden werden. Die Formhälften 10, It enthalten eine Kammer 13 mit zwei axialen Flächen 14 und 15 und mit einer axialen Außenfläche 16 von solcher Ausbildung, daß sie dem Kunststoffbelag 5 (F i g. 3) die erwünschte Gestalt verleiht und bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer sich schwach verjüngenden Umfangsfläche versehen ist, die in den lippenförmigen, axialen Endkanten 8 endigt. In dem mittleren Teil werden die axialen Flächen 14, 15 mit Ausnehmungen 17, 18 geformt, die hinsichtlich ihrer Gestalt den Vorsprüngen 9 des Pfropfens 6 der Patrone (F i g. 3) entsprechen. Die Ausnehmungen 17, 18 sind mit einer vorspringenden, ringförmigen Kante an ihrer Verbindung zu den axialen Flächen 14,15 ausgebildet Diese Kante soll jeweils den Filterkörper 1 in seiner Mittellage halten, wenn er in die Kammer 13 eingesetzt ist Eine Anzahl von Flügeln 19 erstrecken sich von der unteren axialen Fläche 15 aus und sollen in die Falten des Filterkörpers eingreifen, um diese während des Gieß- oder Spritzvorganges in gleichmäßigen Zwischenabständen zu hauen.

Die untere Hälfte 10 der Form wird üüer ein wärmeisolierendes Zwischenglied 20 von einem Schaft 21 getragen, der mit Lagern 22 in einem Lagergehäuse 23 gelagert ist

Die obere Hälfte 11 der Form weist einerseits eine Öffnung 25 in ihrem Zentrum und andererseits eine Anzahl öffnungen 26 nahe ihrem Umfang auf. Ein Verteiler 27 für das Kunststoffmaterial verbindet diese öffnungen. Der Verteiler 27 umfaßt ein Gehäuse 28 mit einer öffnung 29 in der Mitte, welche zusammenwirkt mit der öffnung 25, und nahe am Umfang öffnungen 30, die zusammenwirken mit den Öffnungen 26. Die Öffnungen 30 haben ihre Mündungen in stiftartigen Hülsen 31, die in die Öffnungen 26 eingeführt werden können, und sind verbunden mit der zentralen öffnung 29 durch eine Querbohrung 32. Die zentrale öffnung 29 weist an ihrem Ende eine Verjüngung 33 auf und geht in eine zweite Verjüngung 34 in der Bohrung 25 über. Das ganze Gehäuse ist mit einem Lager 35 drehbar in einem Lagergehäuse 36 gelagert.

In die zentrale Bohrung 29 ist eine Einspritzvorrichtung (Fig.2) 37 mit einem verjüngten Ende 38 einführbar, so daß es in der verjüngten Bohrung 34 und mit einer konischen Verjüngung 39 auf der Verjüngung 33 ruht. In dem Mittelteil der Verjüngung 38 mündet eine Öffnung, und eine Anzahl von Öffnungen münden in der unteren Zwischenzone der Verjüngung 39. Die Öffnungen der Verjüngungen 38, 39 stehen jeweils getrennt mit einem Zuführungskanal 40 durch Bohrungen im Inneren der Düse 37 in Verbindung. Jeder der ZuführungsKanäle 40 steht in Verbindung mit getrennten Injektoren zum Injizieren jeweils einer bestimmten Menge in jedem Augenblick des Arbeitsvorganges, wobei jeder Injektor eine unterschiedliche Menge an Material injiziert.

Das Lagergehäuse 23 wird von einem Arm getragen, der wiederum zusammen mit verschiedenen anderen eo Armen in jeweils der gleichen Weise eine Formvorrichtung nach Fig. I in einem umlaufenden Gestell trägt, das auch einen oder mehrere Antriebsmotoren trägt, die so angeordnet sind, daß sie die Formvorrichlungcn über die Treibriemen 24 antreiben. ^

Auch das Lagergehäuse 36 wird von einem Arm getragen, der eine feste Lage in der Nähe des umlaufenden Rahmens einnimmt, aber dcrari. daß er senkrecht gegenüber dem Rahmen verschoben werden kann. Der umlaufende Rahmen ist teilweise von einem Heiztunnel umschlossen, und wenn der Rahmen in Umlauf gebracht wird, durchlaufen die Formvorrichtungen gemäß Fi g. 1 an seinem Umfang nacheinander eine Injektions- oder Einspritzstation, an der sich die Einspritzvorrichtung 37,38 befindet und danach eine für den Polymerisationsvorgang des Kunststoffs vorgesehene Station, bei deren Durchlauf der Polymerisationsvorgang im Heiztunnel stattfindet und schließlich eine Station, an der die Formen geöffnet, die fertigen Filterpatronen herausgenommen und die Formen erneut geschlossen werden.

Die Herstellung einer Filterpatrone geschieht in folgender Weise:

Zunächst wird der Filterkörper 1 hergestellt, indem ein Papierstreifen, wie es in der schwedischen Patentveröffentlichung 3 36 265 beschrieben ist, glattgestrichen und gefaltet wird. Während der umlaufende Rahmen mit dem Schaft 21 sich im Stillstand an der zuletzt ermahnten Station befindet und die obere Hälfte der Form abgenommen ist, wird de Filterkörper 1 in die untere Häifte der Form i0 eingelegt, 10 daß er darin zentriert ist und die Falten von den Flügeln 19 getragen werden. Wie aus dem vorangegangenen ersichtlich, ist der Verteiler 27 nicht mit der Form verbunden. Eine solche Verbindung findet nur an einer weiter weg gelegenen Station statt. Nach dem Einsetzen des Filterkörpers 1 wird die Form geschlossen, indem die obere Häifte der Form 11 aufgesetzt und mit Bolzen 12 verriegelt wird. Dabei wird der Filterkörper durch die Ränder an der inneren Begrenzung der axialen Flächen oder Stirnflächen 14,15 festgeklemmt. Die umlaufende Einrichtung verschiebt sich nun um einen Schritt weiter zum Verteiler 27, worauf dieser herabgesetzt wird, so daß die Hülsenstifie 31 in die Öffnungen 26 eingeführt werden. Dann wird die Einspritzvorrichtung 37 in die Öffnung 29 eingeführt, und ihre Verjüngung 38 kommt mit der Verjüngung 34 in Berührung, während ihre Verjüngung 39 in Berührung mit der Verjüng ;ng 33 kommt. Der Schaft 21 und demzufolge auch die ganze Formvorrichtung wird nun in Drehung versetzt, wobei de. Antrieb über das Treibrad 24 erfolgt, so daß der Verteiler 27 infolge der hülsenartigen Stifte 31 an der Bewegung teilnimmt. Die vorbestimmten Mengen an Kunststoff, insbesondere Polyvinylchlorid, werden nun über die Kanäle 40. in die Einspritzvorrichtung 37 und die öffnungen 25,30 und 32 injiziert. In der rotierenden Form werden die entsprechenden Mengen von Kunststoff durch Zentrifugalwirkung nach außen geschleudert, so daß die äußere Menge des Kunststoffs gegen die Fläche 16 gepreßt wird und deren Form annimmt, während die innere Kunststoffmenge etwas in die Mantelfläche 3 der Falten eindringt und im übrigen die Forr dsr Ausnehmungen 17,18 annimmt. Dadurch, daß die beiden Injektionsteile hinsichtlich ihrer Menge eingestellt sind, findet ein zweckentsprechendes Eindringen des Kunststoffs zwischen die Falten an den Mantelflächen 2 und 3 des Filterkörpers statt, und zwar insoweit, daß eine sichere Bindung erhalten wird, ohne daß deswegen ein jnnötig großer Teil der Filterfläche in Mitleidenschaft gezogen wird.

Unter fortgesetzter Drehung des Formsatzes wird die Injektionsvorrichtung 27, 37 angehoben und die Umlaufeinrichtung wird weitergedreht, so daf3 der nächste Formsatz zu der Injektionsvorrichtung 77, 37 geführt und der vorrvigehtnde in den Tunnel gebleicht wird, in dem der Kunststoff bei erhöhter Temperatur

polymerisiert wird. Nach dem Durchgang durch den llei/.tunncl werden die Filterpatronen herausgenommen und nach der Entfernung d\ überschüssigen Grats an Material sind die Filterpatronen fertig. Da es sich als schwierig erwiesen hat, einen vollkommen dichten MittelabschluÖ bei dem Umiaufvorgang zu erhalten, wird zweckmäßig eine Abdeckscheibe 7 aus Papier oder dergl. in c'ie Form eingelegt, die an dem Pfropfen 6 anhaftet und jeglichen Durchgang in die Mitte des Filtereinsatzes dicht absperrt.

Der Grund, weswegen die Injektionsvorrichtung 27, 37 die Form nicht in den Heiztunnel begleiten soll, ist in erster Linie das Erfordernis, daß der Kunststoff in den Kanälen nicht polymerisieren und diese verstopfen darf. Außerdem wird dadurch erreicht, daß nur eine Injektionsvorrichtung für sämtliche, auf einem Rahmen angeordnete Formsätze erforderlich ist.

Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung

der Erfindung erschöpfen sich nicht mit den hier beschriebenen Einzelheiten. So kann die Form auch für einen höheren Grad an Automation ausgebildet werden, derart, daß sowohl ein selbsttätiges Schließen und Öffnen der Formhälften als auch ein selbsttätiges Einlegen und Ausstoßen der Filtereinsätze erfolgt. Je nachdem, welche Art von Kunststoff und welches Erharliingsverfahren angewendet wird, kann die Einspritzvorrichtung auf verschiedene Weise ausgebildet werden. Bei Anwendung eines selbsthärtcnden Zweikomponentcnkunststoffs ist keine Erhitzung erforderlich, so daß dann die Gesamtanordnung entsprechend geändert werden l'.uin. Die beschriebene umlaufende Anordnung ist nur .ils Beispiel zu betrachten und kann, je nach dem Umfang der erforderlichen Produktion, durch einfachere oder auch durch kompliziertere ersetzt werden.

Hierzu i Blatt z.eicnnungeii

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Filterpatronen mit einum zylindrischen, axial durchströmbaren Filterkörper, der an seiner zylindrischen äußeren Mantelfläche und gegebenenfalls auch an der Mantelfläche einer in ihm vorgesehenen zentralen öffnung mit einer abdichtenden ringförmigen Einfassung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgefertigte Filterkörper in eine hohle Schleuderform eingebracht wird, danach eine bestimmte Menge eines Kunststoffs unter Drehen der Schleuderform an deren Umfang und gegebenenfalls im Bereich ihres Zentrums eingebracht und unter weiterem Drehen der Schleuderform zum Erhärten gebracht wird

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei erhöhter Temperatur polymerisierender Kunststoff bei Umgebungstemperatur in die Schleuderform eingebracht wird, worauf die Form unter weiterem Drehen in sine Heizeinrichtung transportiert wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine aus zwei Teilen bestehende Schleuderform (10, 11) mit einem der Gestalt des Filterkörpers (1) entsprechenden Hohlraum (13), welche drehbar angeordet und mit Einrichtungen (27, 37) zum Einbringen des Kunststoffs während des Drehens versehen ist