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Filterkassette für Luftreinigungsgeräte u.dgl. sowie Verfahren zur
Herstellung von Filterkassetten Die Erfindung betrifft eine Filterkassette für Iiuftreinigungsgeräte
u.dgl., bestehend aus einem mit LuftFurchtrittsöffnungen versehenen und durch eine
poröse Abdeckung abgedeckten Gehäuseteil, welches durch Innenwände in einzelne Eassettenfelder
für die Aufnahme eines schüttfähigen Filtermaterials unterteilt ist. Ferner bezieht
sich die Erfindung auf ein zweckdienliches Verfahren zum Herstellen von Filterkassetten
für die Aufnahme und Halterung von schüttfähigen Filtermaterialien.
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Für Luftreinigungsgeräte, wie insbesondere Küchendunstumlufthauben,
sowie für Geräte und Anlagen zur Reinigung der Raumluft von Wohn- und Aufenthaltsräumen
von Personen und zur Reinigung der Abluft von Fabrikations- und Arbeitsräumen, Dierstallungen
usw. verwendet man als Filtermaterial zumeist schüttfähige bzw. körnige Filterstoffe,
wie Aktivkohle oder in neuerer Zeit Mischungen von Aktivkohle mit weiteren kleinstückigen
filterwirksamen Stoffen, wie vor allem mit Katalysatoren versetztes Schaumstoff-Flockenmaterial
u.dgl. Diese schüttfähigen Filtermaterialien werden in Filterkassetten gefüllt,
welche im Luftweg der zu filternden Luft eingebaut werden, so daß die Luft die durchlässigen
Filterkassetten und das in ihnen befindliche Schüttstoff-Filtermaterial durchströmt.
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Filterkassetten für die Aufnahme von schüttfähigen Filtermaterialien
sind in zahlreichen Ausführungen bekannt. Sie werden z.3. aus Netallgittern, gelochten
Metallblechen, aus Kunststoff-Spritzußteilen oder aus perforiertem und gefalztem
Karton u.dgl. hergestellt. Diese Filterkassetten sind selbst dann, wenn sie aus
verhältnismäßig billigem Karton hergestellt werden, in der Fertigung verhältnismäßig
teuer. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Filterkassetten größere Abmessungen
erhalten müssen und/oder ihr Innenraum in eine Vielzahl einzelner Kassettenfelder
unterteilt wird. Nachteilig ist auch, daß häufig für die unterschiedlichen Geräte
und Filteranlagen verschiedenartige Kassetten
oder solche mit unterschiedlichen
Abmessungen benötigt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es u.a., eine vergleichsweise preisgünstig.
herzustellende Filterkassette zu schaffen, die sich gegenüber den herkömmlichen
Filterkassetten vielseitiger verwenden läßt. Ferner bezweckt die Erfindung ein einfaches
und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Bilterkassetten.
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Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil der
Filterkassette zusammen mit den Innenwänden unter Bildung von flexiblen Gelenken
aus einem Flachmaterial einstückig geformt ist. Vorzugsweise besteht das Gehäuseteil
aus einer tiefgezogenen flexiblen Kunststoffolie. Die Anordnung wird zweckmäßig
so getroffen, daß die flexiblen Gelenke von den zwischen den ausgeformten Kassettenfeldern
liegenden flachen Stegteilen des Flachmaterials gebildet werden.
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Die erfindungsgemäße Filterkassette bzw. ihr in einzelne Kassettenfelder
unterteiltes Gehäuseteil ist demgemäß einstückig aus einem flexiblen Flachmaterial
durch Diefziehen oder durch einen Präge- oder Preßvorgang gefertigt, wodurch sich
eine vereinfachte und wirtschaftliche Herstellung der Filterkassette erreichen läßt.
Dabei können die die einzelnen Aufnahmeräume für das schüttfähige Filtermaterial
bildenden Kassettenfelder selbst bei Verwendung eines verhältnismäßig dünnen und
flexiblen Flachmaterials aufgrund der
kastenförmigen Ausformung
der Kassettefelder eine verhältnismäßig große Formsteifigkeit erhalten wobei aber
zwischen den Kassettenfeldern von dem Flachmaterial gebildete Stegteile verbleiben,
welche die flexiblen Gelenke bilden. Die Anordrlung der flexiblen Gelenke ermöglicht
es, die aus dem flachen Kastengehäuse bestehende Kassette quer zur Lassetteaebene
mehr oder weniger weit auszubiegen, so daß die Eassette nicht nur als Flachkaasette,
sondern im Bedarfsfall z.B.
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als zylindrisch gekrümmte, V-förmig abgeknickte oder zickzackförmig
geformte Profilkasset;te verwendet werden kann.
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Die durch die Anordnung der flexiblen Gelenke gegebene Verformbarkeit
der Filterkassette ermöglicht eine Anpassung derselben an die jeweiligen Einbaumaße
der Kassettenhalterung und damit auch eine zuverlässige Halterung der Bilterkassette
selbst bei größeren Doleranz?bweichunge-n der Halterungsorgane. Es besteht ferner
die Möglichkeit, eine größere Filterkassette an den die flexiblen Gelenke bildenden
flachen Stegteilen zu durchtrennen um die Abmessungen der Kassette dem jeweiligen
Verwendungszweck derselben anzupassen oder um eine größere Kassette in mehrere Kleinkassetten
zu zerlegen.
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Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Kassette wird zweckmäßig
eine dünne Kunststoffolie, wie z.B. eine solche aus Polyvinylchlorid oder Polyäthylen
od.dgl., verwendet, die eine Stärke von etwa 0,2 bis 2 mm, vorzugsweise 0,5 bis
1,5 mm, haben kann. Vorteilhafterweise erfolgt die Verformuz
es
B1a¢hwaterials bzw. der kur1ststoffolie in der Weise, daß das nach Art einer flachen
Halbschale ausgebildete GeSEasetei1 der Kassette in einem Stück eine Vielzahl parallel
nebereinander angeordneter und durch die flachen Stegteile einstückig miteinander
verbundener Kassettenfelder einschließt, deren gegenüber den Stegteilen versenkte
kassettenböden mit einer Vielzahl über die Bodenfläche verteilt angeordneter Luftdurchtrittsöffnungen
versehen sind.
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Es empfiehlt sich, das Gehäuseteil der Kassette mit einer die Kassettenfelder
umschließenden flachen Gehäuseumrandung zu versehen, welche zur umfangsseitigen
Befestigung eines das Gehäuseteil abdeckenden, luftdurchlässigen Abdeckteils und/oder
zur Halterung der Filterkassette in dem Luftkanal des Luftreinigungsgerätes od.dgl.
dienen kann. Das nach Art eines flachen Kastens bzw. einer flachen Halbschale ausgebildete
Gehäuseteil kann durch eine aus einem flexiblen, porösen Flachmaterial bestehende
Abdeckung, wie insbesondere eine solche aus extilgewebe, Faservlies od.dgl., abgedeckt
werden. Andererseits kann die Filterkassette aber auch aus zwei gleichartigen, halbschalenförmigen
Gehäuseteilen bestehen, welche zumindest am Umfang und zweckmäßig auch an den flachen
Stegteilen zu einem geschlossenen Kassettengehäuse verbunden werden.
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Bin besonders einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung
von Filterkassetten ergibt sich, wenn erfindungsgemäß für das Gehäuseteil eine Kunststoffolie
verwendet wird, welche zunächst gelocht und dann unter Abdeckung der Lochungen
durch
Tiefziehen zu dem etwa halb schelenf örmigen Gehäuseteil verformt wird. Da bei dieser
IIerstellungsweise die Lochungen bzw. die Lochfelder in den vorgesehenen Blächenbereichen
der Folie vor dem Tiefziehvorgang hergestellt werden, lassen sich hierfür die herkömmlichen
Einrichtungen, wie insbesondere Lochstempel u.dgl., verwenden. Die mit den Lochfeldern
versehene Kunststoffolie wird dann anschließend durch tiefziehen unter Vakuum zu
dem etwa kastenförmiger Gehäuseteil verformt. Während des Tiefziehvorgangs werden
dabei die Lochungen soweit abgedeckt, daß sich in der iefziehform das für den Tiefziehvorgang
erforderliche Vakuum aufbauen kanal. Das Abdecken der Lochungen bzw. Lochfelder
kann mit Hilfe von Dichtatempeln bewirkt werden, die während des Tiefziehvorgangs
in die Tiefziehform einführbar sind und sich hierbei gegen die Außenfläche der Kunststofffolie
legen. Es empfiehlt sich, die Stempel mit einem nachgiebige-n Belag, wie z.B. aus
Gummi od.dgl., zu versehen, mit welchem sie sich gegen die Außenfläche der gelochten
Kunststoffolie dichtend anlegen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Verfahren aber
auch so durchgeführt werden, daß die Lochungen der Kunststoffolie während des Tief
ziehvorgangs durch ein dünnes flexibles Flachmaterial, wie insbesondere eine Kunststoff-Abdeckfolie,
abgedeckt werden. Die Abdeckfolie wird unter der Wirkung des Unterdrucks zusammen
mit der gelochten Kunststoffolie in die Tiefziehforn hineingezogen, wobei
sie
die Lochungen der Kunststoffolie nach außen hin abdeckt.
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Dabei bietet sich die Höglichkeit, auch -zwei oder mehr gelochte Kunststoffolien
gleichzeitig dem Tiefziehvorgang zu unterwerfen, wobei diese-rnststoffolien so gegeneinander
orientiert werden, daß sie wechselseitig die Lochungen abdecken.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens leisen sich Filterkassetten
für die Aufnahme von Schüttstoff-Filtermaterialien beliebiger Art und für beliebige
Zwecke in besonders wirtschaftlicher Weise in unterschiedlichei Formen und Abmessungen
und mit unterschiedlichen Kassettenrastern u.dgl.
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herstellen. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit Vorteil zur
Herstellung der mit den flexiblen Gelenken versehenen Filterkassetten der erfindungsgemäßen
Art verwenden, obwohl es hierauf nicht beschränkt ist und auch zur Herstellung anderer
Filterkassetten, einschließlich solcher ohne flexible Gelenke, Ve'rwendung finden
kann.
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Die Erfindung sei nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 in perspektivischer
Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filterkassette;
Fig. 2 die Filterkassette gemäß Fig. 1 in einem Teil-Querschnitt nach Linie II-II
der Fig. 1;
Fig. 3 in einer der Fig 2 entsprechenden Schnitt darstellung
ein geändertes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 4 bis 7 im Querschnitt durch
einen Luftkanal die erfindungsgemäße Filterkassette und ihre verschiedenen Einbaumöglichkeiten
Fig. 8 in perspektivischer Darstellung eine gelochte Kun-ststöffolie, welche anschließend
mit Hilfe der in Fig. 9 schematisch dargestellten Tiefzieheinrichtung zu einer Filterkassette
bzw dem kastenförmigen Gehäuseteil derselben weiterverarbeitet wird.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Filterkassette weist ein flaches,
etws kastenförmiges Gehäuseteil 10 auf, welches aus einem Flachmaterial, insbesondere
einer Kunststofffolie, einstückig geformt ist. Bei Verwendung einer Kunststoffolie
erfolgt der Verformungsvorgang in an sich bekannter Weise durch Tiefziehen der Folie.
Die tiefgezogene Folie bzw. das fertiggestellte Gehäuseteil 10 der Kassette besteht
aus einer flachen Halbschale, welche in einem Stück eine größere Anzahl parallel
nebeneinander angeordneter Kassettenräume bzw. Kassettenfelder 11 aufweist, die
über unverformte, flache Stegteile 1< der Kunststoffolie einstückig miteinander
verbunden sind. Die Kassettenfelder 11 weisen angenähert eine rechteckige Umrißform
auf. Ihre gegenüber den flachen Stegteilen 12 kastenförmig versenkt angeordneten
Böden
13 sind mit Lochungen 14 für den Luftdurchtritt versehen, solche im wesentlichen
über die gesandte Bodenfläche verteilt angeordnet sind. Die flachen Stege sowie
die schmalen Umfangsflächen der Kassettenfelder 11 sind dagegen frei von Luftdurchtrittsöffnungen.
Mit 15 ist eine das gesamte Gehäuseteil 10 bzw. samtliche Kassettenfelder 11 umschließende
Gehäuseumrandung bezeichnet, welche ebenfalls von dem Flachmaterial der Folie gebildet
wird.
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Es ist erkennbar, daß die Kassettenfelder 11 mit einem Abstand, welcher
der Breite der flachen Stegteile 12 entspricht, parallel nebeneinander angeordnet
sind. Aufgrund der kastenförmigen Ausformung der Kassettenfelder 11 weisen diese
eine verhältnismäßig große Formsteifigkeit auf. Die aus dem flachen Kunststoffmaterial
bestehenden Zwischenstege 12 bilden flexible Gelenke, welche sich über die ganze
Querabmessung des Gehäuseteils 10 erstrecken, so daß dieses an den Stegteilen unter
elastischer Verformung des flachen Kunst stoffmaterials abgewinkelt werden kann.
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Die einzelnen Kassettenfelder 11 werden mit dem körnigen bzw. kleinstückigen
Filtermaterial 15 gefüllt. Anschließend wird das Gehäuseteil 10 an der offenen Seite
mittels einer Abdeckung verschlossen. Für die Abdeckung kann eine dünne, flexible
und poröse Abdeckung 17, z.B. eine solche aus einem porösen Faservlies, einem porösen
Textilgewebe, einer gelochten Kunststoffolie od.dgl., verwendet werden, welche
mit
den Umfangsrand 15 und zweckiiiäßig auch mit den flachen Stegteilen 12 des Gehäuseteils
10 durch Kleben oder Schweißen verbunden wird. Es besteht die höglichkeit, in die
schalenförmigen Kassettenfelder 11 poröse, luftdurchlässige Flacheinlagen 18 einzubringen,
welche die Lochungen 14 am Boden 13 der Kassettenfelder abdecken und ein Herausrieseln
des kleinstückigen Filtermaterials aus den Lochungen 14 verhindern.
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In diesem Fall können die Luftdurchtrittsöffnungen am Boden 13 der
Kassettenfelder 11 größere Querschnitte aufweisen.
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Andererseits kann aber auch von den porösen Einlagen 18 abgesehen
werden, wobei die Größe der Lochungen 14 selbstverständlich so eingestellt werden
muß, daXJ das schüttfähige Filtermaterial 1 nicht aus den Lochungen herausrieseln
kann.
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Es empfiehlt sich, die poröse Flachabdeckung 17 um die äußere Umrandung
15 des Gehäuseteils 10 herumzubördell, wie dies in Fig. j bei 19 dargestellt ist.
In diesem Fall ergibt sich ein etwas dickerer Umfangswulst, der zugleich zur Halterung
der gesamten Filterkassette im Luftdurchgangskanal des Luftreinigungsgerätes od.dgl.
dienen kann. Wird für die Flachabdeckung C7 ein weiches, nachgiebiges Materials
z.B. ein Faservlies, ein Textilgewebe od.dgl., verwendet, so kann dieses um die
Umrandung 15 herumgelegte Material zugleich zur Abdichtung der Filterkassette im
Umfangsbereich, d.h.
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an der Kassettenhalterung des Reinigungsgerätes od.dgl.
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dienen.
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In den Fig. 4 bis 7 sind verschiedene Einbaumöglichkeiten
für
die vorstehend beschriebene Filterkassette angedeutet.
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Mit 20 ist ein Luftkanal eines Luftreii:igrnsgerätes bzw.
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einer Filteranlage bezeichnet, in welchen die Filterkasset te eingebaut
ist, so daß die den Kanal 20 durchströmende, mit Fremdgasen oder üblen Geruchsstoffe
beladene Luft durch die Filterkassette und die in den Kassettenfeldern befindliche
Schüttstoff-Filtermasse hindurchgelangt und an der Rückseite der Filterkassette
wieder im den Luftkanal austritt. Gemäß Fig 4 ist die Filterkassette F, die hier
insgesamt acht Kassettenfelder 11 aufweist, in dem in der Mitte liegenden flexiblen
Gelenk 12 etwa V-förmig abgebogen und in dieser V-Form in den Luftkanal 20 eingebaut,
der zu diesem Zweck mit an den Kanalwänden angeordneten Halteorganen 21 versehen
ist.
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Bei der Anordnung gemäß Fig. 5 ist die Filterkassette F gemäß Fig.
8 mehrfachgegenläufig abgebogen, so daß sie in etwa zickzackförmiger Anordnung in
den Kanal 20 eingebaut ist. Die Abbiegung erfolgt hier an jedem zweiten flexiblen
Gelenk der Filterkassette.
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Eine ähnliche Zickzack-Anordnung, bei der die Filterkassette F an
jedem ihrer flexiblen Gelenke 12 abgeknickt ist, läßt sich Fig G 6 entnehmen.
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In Fig 7 ist die Filterkassette F angenähert bogenförmig bzw. zylindrisch
gekrümmt in dem Luftkanal 20 eingebogen, wobei sie an jedem flexiblen Gelenk 12
zwischen jeweils zwei
Kessettenfeldeni 11 um einen gewissen Winkelbetrag
abgebogen ist.
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Bei ellen dargestellten Anordnungen braucht die Filterkassette lediglich
an ihrem Außenumfang gegenüber der Kanalwand bzw. den hier angeordneten Halteorganen
abgedichtet zu werden. Eine Abdichtung an den Abknick- bzw. Abbiegungsstel-3erl
ist dagegen nicht erforderlich, da hier die Abdichtung durch die flachen Stegteile
bzw. die flexiblen Gelenke 12 bewirkt wird. Es versteht sich, daß die Flexibilität
der Filterkassette auch andere Einbauformen zuläßt. Es ist auch ohne weiteres möglich,
die Filterkassette als Flachkassette im Luftkanal einzubauen.
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Die Herstellung des Gehäuseteils 1G der Filterkassette erfolgt zweckmäßig
durch Tiefziehen einer Kunststoffolie, wie dies nschfolgend im Zusammenhang mit
den Fig. 8 und 9 beschrieben wird: In Fig. 8 ist eine Kunststoffolie 22 dargestellt,
die mit Hilfe einer Lochungsmaschines wie insbesondere Lochstempel, auf den Lochfeldern
23 mit den Lochungen 14 versehen wird.
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Die Lochfelder 23 bilden im Fertigzustand die Böden 13 des Gehäuseteils
10, über deren gesamten Flächenbereich die Lochungen 14 verteilt angeordnet sind.
Die streifenförmigen Zonen 12 zwischen den einzelnen Lochfeldern 23 bilden nach
erfolgtem Tiefziehvorgang die flachen Stegteile bzw. die flexiblen Gelenke 12. Die
in der dargestellten Weise gelochte
Kunststoffolie 22 wird gemäß
Fig. 9 in einer Tief ziehform 24 tiefgezogen. Die Form weist für die einzelnen Kassettenfelder
11 entsprechende Formausnehmungen 25 auf, ZrTischen denen Stegteile 26 liegen. Die
Formausnehmungen 25 werden über Vakuumleitungen 27 an einen Unterdruckerzeuger angeschlossen
Die gelochte Kunststoffolie 22 wird so auf die Form 24 aufgelegt, daß jeweils ein
Lochfeld 23 über einer Formausnehnung 25 liegt, während die ungelochten Zwischenzonen
12' die Stegteile 26 abdecken. vor dem eigentlichen Tief ziehvorgang wird die Folie
22 mit Hilfe von (nicht dargestellten) Wärmestrahlern in der üblichen Weise erwärmt.
Anschließend wird über die Leitungen 27 ein Unterdruck an die Fornausmehmungen 25
angelegt. Zugleich werden Dicht stempel 28 von oben gegen die Folie 22 gefahren,
welche dabei die Lochfelder 23 abdecken, so daß sich unterhalb der Folie 22 ein
Unterdruck aufbauen kann, unter dessen Wirkung die Folie unter Ausbildung des Gehäuseteils
10 (Fig. 1) in der Form 24 tiefgezogen wird. Während des Tiefziehvorgangs folgen
die Dicht stempel 28 der Bewegung der Kunststoffolie 22 in die Formausnehmungen
25.
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Das fertiggestellte Gehäuseteil 10 (Fig. 1) der Filterkassette kann
anschließend mit dem schüttfähigen Filtermateria 16 gefüllt und mit Hilfe der porösen
Abdeckung 17 abgedeckt und verschlossen werden. Es besteht auch die Möglichkeit,
zwei gleichartige Gehäuseteile 10 nach dem Einbringen des Filtermaterials in die
Kassettenfelder 11 an ihren Umfangsrändern
15 durch Schweißen
oder Kleben miteinander zu verbinden, wodurch eine aus zwei Halbschalen bestehende
Filterkassette gebildet wird. Auch bei einer solchen Filterkassette bilden die aus
dem flachen Filtermaterial bestehender Zwischenteile 12 flexible Gelenke.
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Das vorstehend beschriebene Verfahren läßt sich auch so durchführen,
daß die Lochungen 14 der gemäß Fig. 8 perforierten Folie während des Tief ziehvorgangs
nicht von sich absenkenden Dichtstempelii 28, sondern von einem dü1 nen, flexiblen
Flachmaterial, wie insbesondere einer Kunststoffolie, abgedeckt werden die zusammen
mit der tiefzuziehenden Folie 7 in der Tiefziehform unter vakuum tiefgezogen wird.
Hierbei besteht auch die Nöglichkeit, zwei gelochte Kunstatoffolien 22 gemäß Fig.
8 gleichzeitig dem Tiefziehvorgang zu unterwerfen, wobei die Kunststoffolien so
versetzt aufeinandergelegt werden, daß jeweils die eine Kunststoffolie die Lochungen
14 der anderen Kunststoffolie abdeckt. nach erfolgtem Tiefziehvorgang werden die
beiden ineinanderliegenden Gehäuseteile 10 aus der Form 24 herausgenommen und voneinander
getrennt.
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Das vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 8 und 9 beschriebene Verfahren
zur Herstellung von Filterkassetten läßt sich auch dann anwenden, wenn die Filterkassetten
keine flexiblen Gelenke erhalten. Im übrigen ist die Erfindung nicht auf die dargestellten
Ausführungsbeispiele beschränkt. Es versteht
sich, daß die Filterkassette
praktisch mit jeder beliebig großen Anzahl an Kassettenfeldern 11 versehen werden
kann.
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Es besteht auch die Möglichkeit, die parallelen Kassetten felder 11
im Linearen durch querverlaufende, in einem Arbeitsvorgang mitangeformte Zwischenwände
zu unterteilen, wobei diese Zwischenwände aber nicht über die Stegteile bzw. die
flexiblen Gelenke 12 hinweglaufen dürfen, da sonst ein Abbiegen der Filterkassetten
an der flexiblen Gelenken 12 nicht mehr möglich wäre. Die Kassettenfelder 11 weisen
zweckmäßig eine rechteckige Umrißforia, wie dargestellt, auf, obwohl sie auch andere
Umrißformen erhalten können. Die Breite der die flexiblen Gelenke 12 bildenden flachen
Stegteile bestimmt das Maß, um welches zwei nebeneinander befindliche Kassettenfelder
11 gegeneinander abgewinkelt werden können.
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Die Anordnung sollte so getroffen werden, daß sich an jedem flexiblen
Gelenk 12 die beiderseits desselben liegenden Kassettenfelder 11 um mindestens 00,
vorzugsweise jedoch um 450 und zweckmäßig sogar um 900, gegeneinander abbiegen lassen.
Verfahrensmäßig besteht die Möglichkeit, eine endlose Folienbahn abschnittsweise
in der beschriebenen Weise unter Bildung der Kassettenfelder 11 dem Tiefziehvorgang
zu unterwerfen, wobei dann von der so verformten Bahn die Filterkassetten von der
jeweils gewünschten Länge an einem der Stegteile 12 auer abgetrennt werden.