DE2429415C3 - Filteranordnung mit einem Filtergehäuse und einem innerhalb des Gehäuses festgelegten Filterelement - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filteranordnung mit einem durch zwei einander gegenüberliegende Gehäuseteile mit im wesentlichen parallelen wandartigen Flanschen gebildeten Filtergehäuse, in je einem Gehäuseteil angeordnetem Einlaß bzw. Auslaß und einem innerhalb des Gehäuses festgelegten Filterelement mit lappenartigen Endteilen sowie entsprechenden Dichtmitteln zwischen den Gehäuseteilen. >

In der US-PS 34 94 466 wird ein aus Kunststoff bestehendes Filtergehäuse beschrieben, das im wesentlichen aus zwei haubenförmigen Elementen besteht, die im Bereich von Verbindungsflanschen aneinanderstoßen und hier über eine entsprechende Dichtung und eine Befestigungsvorrichtung fest miteinander verbunden sind. Innerhalb des Gehäuses ist ein Faltenfilter mit lappenartigen Endteilen angeordnet. Die Abdichtung erfolgt hierbei durch zusätzlich eingelegte Dichtstreifen. Durch diese Konstruktion soll eine kostengünstig herstellbare Filteranordnung geschaffen werden.

Bei der bekannten Einrichtung sind relativ dicke Wandstärken erforderlich, um die notwendige Festigkeit zu erzielen und Anpassungen an verschiedene Baugrößen des Filters sind ohne Spezialwerkzeuge und 415

Fachkenntnisse nur schwer durchführbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine FiI-teranordnung zu schaffen, bei welcher bei Anwendung eines kostengünstigen Herstellungsverfahrens die Filteranordnung an verschiedene Baugrößen leicht angepaßt werden kann, und trotz Einsatz relativ dünner Werkstoffwände die erforderliche Stabilität erzielt wird.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Einrichtung gelöst, die sich kennzeichnet durch

a) eine U-förmige Gestaltung der Gehäuseteile, wobei sich die Flansche teleskopartig überlappen und mit Stabilisierungsrippen versehen sind,

b) haubenartig ausgebildete Stirnwandteile, die die ineinandergesetzten Gehäuseteile stirnwandseitig übergreifen,

c) die iappen&rtigen Endteile, die zwischen die sich übergreifenden Gehäuseteile einklemmbar sind.

Durch die Herstellung der erfindungsgemäßen Filteranordnung werden Einzelbauteile geschaffen, die leicht bearbeitet und damit in ihrer Größe eingestellt werden können. So ist es beispielsweise möglich, bei gleicher Größe der Hauben unterschiedlich lang ausgebildete Gehäuseteile herzustellen und diese Gehäuseteile dann in ihrer Länge auf den jeweils gewünschten Einsatzzweck zuzuschneiden, so daß ohne Schwierigkeit»n i;nterschiedlich langgestreckte Filtergehäuse bereitstehen, die an jeden gewünschten Einsatzzweck angepaßt werden können. Durch die Herstellung der einzelnen Bauteile, wie der Hauben und der Gehäuseteile und durch das Zusammensetzen und Verkleben dieser Teile wird zwangläufig eine gewisse Stabilität erzielt. Durch die Ausbildung der Gehäuseteile mit den zugeordneten Flanschen und in Verbindung mit den Dichtungsstoffen ist ein einfaches Festlegen der lappenartigen Endteile des Filters möglich, so daß beim Zusammensetzen des Gehäuses die sichere Einstellung des Filters innerhalb des Gehäuses gewährleistet wird, ohne daß hierfür zusätzliche Bauteile oder Klebemaßnahmen erforderlich sind. Durch die Stabilisierungsrippen wi'd eint zusätzliche Verstärkung der Flansche geschaffen, durch die das Gehäuse drucksicher gestaltet ist. Schließlich ist es durch das Vorsehen der Haubenteile möglich, einen Klebstoff einzusetzen, der beim Zusammensetzen der Gehäuseteile automatisch das Faltenfilter festlegt, und zwar an Stirnseiten des Faltenfilters, wobei diese Stirnseite jeweils um 90° versetzt zu den lappenartigen Endteilen ausgerichtet ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in

F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Filters mit einem einteiligen Gehäuse gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der verschiedenen Teile der Gehäusekonstruktion gemäß Fig. 1.

F i g. 3 einen Vertikalschnitt gemäß der Linie 3-3 in F i g. 1 in größerem Maßstab und

F i g. 4 in größerem Maßstab einen Horizontalschnitt gemäß der Linie 4-4 in F i g. 1, wobei einige Teile weggebrochen sind.

In F i g. 1 ist ein Filter mit einem Gehäuse 10 dargestellt. Das Gehäuse 10 besteht aus einem Paar von Gehäuseteilen 12 und 13 Jedes Gehäuseteil 12 und 13 weist eine im wesentlichen U-förmige Formgebung auf,

welche im Abstand voneinander angeordnete, parallele wandartige Flanschteile 12a und 13a schafft, und Verbindungsbereiche 126 und 136, die die Flanschteile 12a und 13a miteinander verbinden. Die Gehäuseteile 12 und 13 werden einander gegenüberliegend angeordnet, wobei die Flanschteile 12a des Gehäuseteiles 12 teleskopartig zwischen den Flansch «ilen 13a des Gehäuseteiles 13 aufgenommen werden. Die Flanschteile 12a und 13a und die Verbindungsbereiche 126 und 136 weisen einander gegenüberliegende Endkanten 12c und 13c auf, die in gemeinsamen parallelen Ebenen enden, wenn die Flanschteile 12a und 13a, wie in F i g. 1 und 3 dargestellt, sich überlappen.

In jedem der Verbindungsbereiche 126 und 136 ist ein Einlaß 15 bzw. ein Auslaß 16 angeordnet. Der Einlaß 15 und der Auslaß 16 bestehen aus kurzen Rohrstutzen 15a und 16a, die sich seitlich von den entsprechenden Verbindungsbereichen 126 und 136 erstrekken. jeder Rohrstutzen 15a bzw. 16a umfaßt einen ringförmigen Wulst 156 bzw. 166, der m einem gewissen Abstand angeordnet ist, um die Festlegung von schlauchartigen Verbindungsteilen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, an den Rohrstutzen 15a und 16a während des Einbaues des Gehäuses 10 zu ermöglichen. Zur Verdeutlichung der Beschreibung sei darauf hingewiesen, daß der Einlaß 15 in Verbindung mit dem Verbindungsteil 126 und der Auslaß 16 in Verbindung mit dem Verbindungsteil 136 dargestellt ist. Jedoch ist es ohne weiteres möglich, daß die Anordnung so getroffen wird, daß der Einlaß 15 und der Auslaß 16 umgekehrt werden können (z. B. kann der Einiaß 15 im Verbindungsteil 136 angeordnet werden, während der Auslaß 16 im Verbindungsbereich 126 angeordnet wird).

Gegenüberliegende Wandteile 20 und 21 sind jeweils mit Umfangsflanschen 2Od und 21a ausgerüstet, die den Wandteilen 20 und 21 eine haubenförmige Gestaltung geben. Jeder der Wandteile 20 und 21 greift an einer der gegenüberliegenden Endkanten 12c und 13c mit dem zugehörigen Flansch 20a bzw. 21a an und umfaßt die teleskopartigen Flanschteile 12a und 13a sowie die Verbindungsbereiche 126 und 136 im Bereich der Endkanten 12c und 13c. Auf diese Weise wird — wie das deutlich aus den F i g. 1 und 3 zu ersehen ist — durch die umfassende Wirkung der Flansche 20a und 21a erreicht, daß hierdurch Gehäuseteile 12 und 13 in ihrem zusammengebauten Zustand festgelegt werden. Vor dem Zusammenbau der Wandteile 20 und 21 mit den Gehäuseteilen 12 und 13 werden Filtereinrichtungen beispielsweise in Art eines Faltenfilterelementes 25 in das Gehäuse 10 eingesetzt. Das Faltenfilterelement 25 ist so angeordnet, daß es sich zwischen den Wandteilen 20 und 21 und den teleskopartigen Flanschieilen 12a und 13a erstreckt. Voneinander entfernte Filterbereiche oder Endfalten 25a des Faltenfilterelementes 25 werden jeweils zwischen den teleskopartigen Flanschteilen 12a und 13a aufgenommen, wodurch die Endfalten 25a mit den zugehörigen Flanschteilen 12a und 13a verankert werden. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Filterelement 25 aus entsprechend behan- deltem Papier hergestellt, das in eine Vielzahl von Falten gelegt ist. Jedoch kann das Filterelement 25 genauso gut und leicht aus anderen durchlässigen Werkstoffen erstellt werden, wie beispielsweise Filz oder einem Kunststoffschaum oder in Form anderer Falten. In allen Fällen sollten jedoch die entfernten Endteile, wie die Endfalten 25a, zwischen den teleskopartigen Flanschteilen 12a und 13a festgelegt werden. Wie dies dargestellt ist, schafft das Faltenfilterelement 25 eine Vielzahl von im Abstand voneinander angeordnete Spitzen 256, die im Abstand vom Einlaß 15 und dem Verbindungsbereich 126 liegen. Das Filterelement 25 definiert ebenfalls eine Vielzahl von gegenüberliegenden, voneinander entfernten Spitzen 25c, die im Abstand vom Auslaß 16 und dem Verbindungsbereich 136 liegen. Die Spitzen 256 und 25c sind jeweils langgestreckt und erstrecken sich zwischen den Wandteilen 20 und 21.

Ein Abstandshalter 28 ist mit den Spitzen 256 etwa in der Mitte zwischen den Wandteilen 20 und 21, beispielsweise mittels entsprechender Klebemittel, befestigt, um derart jede Spitze 256 von der benachbarten Spitze 256 in einem entsprechenden Abstand zu halten. Der Abstandshalter 28 erstreckt sich auch zwischen den voneinander entfernten, teleskopisch ineinandergreifenden Flanschteilen 12a, um derart das Filterelement 25 innerhalb des Gehäuses 10 zu stabilisieren. Der Abstandshalter 28 ist derart an den Spitzen 256 im Bereich des Einlasses 15 angeordnet, daß ein Maximum an Filterfläche der durch den Einlaß 15 eintretenden ungefilterten Luft ausgesetzt wird. Die Spitzen 256 und 25c sind auch im Abstand von dem Einlaß 15 bzw. dem Auslaß 16 angeordnet und im Abstand von den Verbindungsbereichen 126 und 136, um für einen entsprechenden Durchgang der ungefilterten Luft zu allen Filterflächen Sorge zu tragen und um einen ungehinderten Durchgang der gefilterten Luft von dem Filterelement 25 zum Auslaß 16 sicherzustellen. Falls dies gewünscht wird, kann eine Vielzahl von Abstandshaltern eingesetzt werden. Auch ist es möglich, andere Formen der Abstandshalter, wie beispielsweise parallele Serien von Klebpunkten, vorzusehen. Eine wirksame Methode, um Falten der Filter sicher im Abstand voneinander zu halten, ist in dem US-Patent 29 15 426 beschrieben, und diese bekannte Anordnung kann auch im vorliegenden Fall eingesetzt werden. Falls beabsichtigt ist, die Filteranordnung in doppelter Richtung zu benutzen, d, h. also, so daß der Einiaß 15 und der Auslaß 16 reversibel sind, können ein oder mehrere Abstandshalter, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, an den einander gegenüberliegenden Seiten der Falten vorgesehen werden.

Dichtvorrichtungen, wie beispielsweise die Dichtstreifen 30, sind zwischen jeder der sich überlappenden Flanschteile 12a und 13a eingesetzt, um derart die Verbindungsteile abzudichten. Die Dichtung 30 besteht aus einem langgestreckten flachen Streifen aus Polyurethanschaum und ist so langgestreckt angeordnet, daß sie sich zwischen die einander gegenüberliegenden Endkanten 12c und 13c der Gehäuseteile 12 und 13 erstreckt. Die Dichtung 30 wirkt also auch zur Abdichtung der Endfalte 25a zwischen dieser und dem zugeordneten Flanschteil 12a bzw. 13a.

Der heutige Kostenfaktor macht es erforderlich, daß der Werkstoff, von welchem das Gehäuse eines Wegwerffilters erstellt wird, mit möglichst geringer Stärke hergestellt werden kann. Dies führt häufig zu Konstruktionen, die nicht in der Lage sind, Stöße oder Schocks standzuhalten. Solche Stöße führen dann dazu, daß eine Beschädigung des Filters derart erreicht wird, daß der eigentliche Filter unwirksam wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Gehäuse 10 eine Formgebung auf, die den Einsatz einer Vielzahl von Werkstoffen bei seiner Herstellung ermöglicht, obgleich der Werkstoff nur eine außerordentlich geringe Stärke aufweist. Wie dies in der Zeichnune dargestellt

ist, weist das Gehäuse 10 im wesentlichen — im Querschnitt gesehen — eine rechteckige Form auf. Normalerweise würde eine solche Form zu im wesentlichen ebenen Wandteilen führen, die während Unfällen hochempfindlich sind, mit dem Ergebnis, daß eine ausreichende Abdichtung der verschiedenen Verbindungsstellen des Gehäuses 10 nicht aufrechterhalten werden könnte. Um dieses Problem zu umgehen bzw. zu lösen, sind die Verbindungsbereiche \2b und 136 der Gehäuseteile 12 und 13 im Querschnitt gesehen gewölbt ausgebildet, um derart zur Stabilität beizutragen. Weiterhin sind die beiden Flanschteile 12a des Gehäuses 12 jeweils von gleicher Länge, aber wesentlich kürzer als die Flanschteile 13a des Gehäuseteiles 13. Auf diese Weise stellen die längeren Flanschteile 13a eine ebene Fläche dar, die eine größere Flächenerstreckung aufweist. Die Flanschteile 13a müssen daher zusätzlich verstärkt werden und weisen aus diesem Grunde nach innen gerichtete Rippen 32 auf. Die Rippen 32 erstrekken sich jeweils zwischen den einander gegenüberliegenden Endkanten 13c der zugeordneten Flanschteile 13a, wobei jede Rippe 32 in jedem Flanschteil 13a relativ nahe zu dem Bereich liegt, der teleskopisch mit dem zugeordneten Flanschteil 12a in Kontakt kommt. Hierdurch wird die erforderliche Stabilität bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Abdichtungseffektes längs der Verbindungsstelle erreicht, wobei diese Verbindungsstelle durch die teleskopischen Flanschteile 12a und 13a erreicht wird, und der Versteifungseffekt durch die ebene Erstreckung der Flanschteile 13a erzielt wird. Eine nach innen gerichtete Lippe 33 erstreckt sich längs der äußeren Kante jedes Flanschteiles 13a zwischen den Endkanten 13c desselben. Diese Lippe 33 schafft nicht nur eine zusätzliche Verstärkung des Flanschteiles 13a, sondern trägt dazu bei, die Dichtung 30 in einer Stellung zwischen den teleskopartig sich überlappenden Flanschteilen 12a und 13a zu halten.

Bevor die Wandteile 20 und 21 mit den Endkanten 12c und 13c des Gehäuseteiles 12 bzw. 13 in Kontakt gebracht werden, wird jedes haubenartige Wandteil 20 bzw. 21 teilweise mit Haltevorrichtungen ausgefüllt, die in Form eines Klebstoffes 34 ausgebildet sein können. Der Klebstoff 34 wird ursprünglich in flüssiger Form eingeführt und erhärtet dann, um derart die Gesamtanordnung einteilig festzulegen. Viele an sich bekannte heißschmelzende, thermoplastische Klebstoffe oder Bindemittel sind für diesen Zweck im Handel erhältlich. Wenn die Wandteile 20 und 21 im Eingriff mit den zugeordneten Endkanten 12c und 13c gebracht sind, wird dafür Sorge getragen, daß der Klebstoff aushärten kann (beispielsweise durch Luft oder eine Beheizung oder durch Verdunstungsmittel od. dgl.). Die Wandteile 20 und 21 umfassen die Endkanten 12c und 13c, wobei gleichzeitig die benachbarten Endkanten des Faltenfilterelementes 25 mit umfaßt werden und die Endkanten 12c und 13c werden dabei in den sich erhärtenden Klebstoff eingebettet. Hierdurch wird das Filterelement 25 innerhalb des Gehäuses 10 zwischen dem Einlaß 15 und dem Auslaß 16 sicher gelagert und die Gesamtanordnung wird zu einem einteiligen festen Wegwerffilter gestaltet.

Obgleich im Voraufgehenden eine schwammartige Dichtung aus Polyurethanschaum für die Dichtung 30 beschrieben ist, können auch andere flexible, gummiartige Werkstoffe eingesetzt werden. So ist es beispielsweise möglich, ein Bett aus Silikonklebstoff vorzusehen, der an einer oder beiden Seiten der Verbindung und des Gehäuses angeordnet wird, wobei dafür Sorge getragen wird, daß eine dichte flexible Dichtung durch Aushärten entsteht.

Jede Dichtung 30 hat eine Doppelfunktion. Wie dies am besten aus F i g. 3 ersichtlich ist, schafft sie eine Dichtung zwischen dem Filter zwischen den Endfalten 25 und den Flanschteilen 12a. Die Dichtung 30 erstreckt sich aber auch bis oberhalb der Endfalten, um damit eine direkte Abdichtung zwischen den Flanschteilen 12a und 13a zu erreichen, und damit das Gehäuse gegen Leckagen nach außen abzusichern.

Bei der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Flanschteile 12a von gleicher Länge und die beiden Flanschteile 13a sind ebenfalls gleichlang, jedoch länger als die Flanschteile 12a. Die beiden Gehäuseteile 12 und 13 können auch so gestaltet sein, daß sie gleich Formgebung aufweisen, wobei jedes ein kurzes und ein langes Flanschteil aufweist. Eine Verbindung läge dann nahe dem Einlaß und die andere Verbindung nahe dem Auslaß. Jede Verbindung würde dadurch geformt, daß der längere Flanschteil den kürzeren Flanschteil überlappt Der Vorteil dieser abgeänderten Ausführungsform ist darin zu sehen, daß die beiden Gehäuseteile 12 und 13 in ihrer Konstruktion identisch sind, wodurch die Herstellungskosten und die erforderlichen Teile vereinfacht und verringert würden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche: 24

1. Filteranordnung mit einem durch zwei einander gegenüberliegende Gehäuseteile mit im wesentliehen parallelen wandartigen Flanschen gebildeten Filtergehäuse, in je einem Gehäuseteil angeordneten Einlaß bzw. Auslaß und einem innerhalb des Gehäuses festgelegten Filterelement mit lappenartigen Endteilen sowie entsprechenden Dichtmitteln zwischen den Gehäuseteilen, gekennzeichnet durch

a) eine U-förmige Gestaltung der Gehäuseteile (12,13), wobei sich die Flansche (12a, 13a) teleskopartig überlappen und mit Stabilisierungsrippen (32,31,33) versehen sind,

b) haubenartig ausgebildete Stirnwandteile (20, 21), die die ineinander gesetzten Gehäuseteile stirnwandseitig übergreifen,

c) die lappenartigen Endteile (25a), die zwischen die sich übergreifenden Gehäuseteile einklemmbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (12a, 13a) des jeweiligen Gehäuseteiles (12, 13) im wesentlichen identische Länge aufweisen, wobei die Flanschteile (12a) des Gehäuseteiles (12) wesentlich kürzer ausgebildet sind als die Flanschteile (13a) des Gehäuseteiles (13).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem FaI-tenfilter, dadurch gekennzeichnet, daß die einander gegenüberliegenden Endfalten (25a) des Faltenfilterelementes die Endbereiche des Filters bilden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (30) aus einem langgestreckten flachen Streifen flexiblen Werkstoffes besteht und sich in Längsrichtung zwischen den einander überlappenden Flanschen (12a, 13a) der Gehäuseteile (12,13) erstreckt, um die lappenartigen Endteile (25a) des Filters (25) und die Verbindungsstelle der teleskopartigen Flansche (12a, 13a) abzudichten.