DE2837058C2

DE2837058C2 - Einmalfilter für die Druckfiltration

Info

Publication number: DE2837058C2
Application number: DE2837058A
Authority: DE
Inventors: Peter 5330 Königswinter Grundmann; Wolfgang Dr. 3354 Dassel Hein
Original assignee: Schleicher and Schuell GmbH
Current assignee: General Electric Deutschland Holding GmbH
Priority date: 1978-08-24
Filing date: 1978-08-24
Publication date: 1985-05-15
Also published as: JPS6018445B2; CH628250A5; FR2433965B1; DE2837058A1; CH627374A5; JPS5531480A; FR2433965A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Einmalfilter für die Druckfiltration der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Die Termini »Filter« und »Druckfiltration« und die von ihnen abgeleiteten Begriffe schließen im Rahmen der Erfindung auch druckfiltrationsähnliche Verfahren mit ein, und zwar die Ultrafiltration und die umgekehrte Osmose auf der einen Seite und die einfache Schwerkraftfiltration auf der anderen Seite.

Einmalfilter der in Rede stehenden Art sind Artikel der Massenproduktion. Sie bestehen gebräuchlicherweise aus Kunststoff, sind flach und dosenartig ausgebildet und haben typischerweise Durchmesser im Bereich von ca. 1 bis 5 cm. Das Filter eines solchen Einmalfilters ist üblicherweise eine Membran. Das Filter kann einschichtig oder mehrschichtig ausgebildet sein. Die Filterunterstützung ist gebräuchlicherweise im Gehäuseunterteil ausgebildet, kann aber auch als separate Filterunterstützungsscheibe ausgebildet und in das Gehäuseunterteil eingelegt sein.

Einmalfilter dieser Art werden überall dort eingesetzt, wo relativ kleine Fluidvoluinina rasch und mit hohem Zuverlässigkeitsgrad zu filtrieren sind, insbesondere für die Sterilfiltraiion. Sie finden weiterhin zur Untersuchung kleiner Proben auf dem Gebiet des Umweltschutzes, auf dem Gebiet der Halbleitertechnik zur Herstellung hochreiner Reaktionslösungen und auf dem Gebiet der allgemeinen Laboratoriumstechnik Anwendung.

Ein Einmalfilter der eingangs genannten Art ist aus der Druckschrift DE-OS 23 54 269 bekannt. Der Einmalfilter besteht aus einem Gehäuseoberteil mit axialem Zulaufanschluß, einem Gehäuseunterteil mit axialem Filtratablaufstutzen und einer Membran, die zwischen beide Teile eingespannt ist und in dem aus beiden Teilen zusammengesetzten Gehäuse eine druckbeaufschlagbare Zulaufkammer von einem Filtratraum trennt.

Sowohl das Gehäuseoberteil als auch das Gehäuseunterteil sind mit je einem Außenflansch versehen, die mit komplementären axialen Profilen versehen sind. Beim Verschließen des aus den beiden Teilen bestehenden

ίο Gehäuses des Einmalfilters werden die beiden Flansche der Gehäuseteile gegeneinander gepreßt, wobei sie die Membran ringsum zwischen sich einspannen. Das so verschlossene Gehäuse wird dann durch Umspritzen mit Kunststoff unter Bildung eines die Flansche vollständig umgreifenden Umschließungskörpers gasdicht und druckdicht verschlossen. Diese Art des Verschließens eines Filtergehäuses ist an sich für einen Filter für Brennkraftmaschinen auch bereits aus der Druckschrift DE-AS 15 76 348 bekannt.

Druckfiltergehäuse der vorstehend beschriebenen Art mit umspritztem Umschließungskörper aus Kunststoff zeichnen sich durch eine besonders gute Dichtheit und Druckfestigkeit aus. Für Einmalfilter, von denen eine geringere Druckfestigkeit gefordert wird, können

2; die beiden aus Kunststoff bestehenden und mit Flanschen versehenen Gehäuseteile mit dem zwischen die Flansche eingelegten Membranfilter nach der Druckschrift DE-PS 19 01951 auch direkt durch Ultraschall miteinander verschweißt werden.

Die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten für Einmalfilter der in Rede stehenden Art zwingt den Hersteller zur Fertigung solcher Einma'filter in mehreren Typenserien, die sich bei gleichen Abmessungen des Filters und des Gehäuses beispielsweise durch die Porengröße der Filter, durch das Membranmaterial und den Sterilitätszustand des Produktes unterscheiden. Ausgehend von der Tatsache, daß die fraglichen Einmalfilter nicht in kleinen Seiicn, sondern als Massenprodukt gefertigt werden, ergeben sich durch den Zwang zur Fertigung in

to zahlreichen Typenreihen Kennzeichnungsprobleme.

Aus der Praxis sind Einmalfilter der in Rede stehenden Art bekannl. bei denen alle Tvpensericn mit identischen Gehäusen gelertigt sind. Dc Kennzeichnung der einzelnen Einmalfilter hinsichtlich ihrer

■r> Zugehörigkeit zu einer bestimmten Serie erfolgt auf dem Verschluß einer Blisterpackung. Dies ermöglicht eine kostengünstige und auftragsfloxible Herstellung der Einmalfilter, weist aber den Nachteil auf, daß die einmal aus der Verpackung genommenen Filter nicht mehr identifizierbar sind. Dies kann jedoch ein erhebliches Gefahrenmoment bedeuten, beispielsweise bei Nutzung der Einmalfilter im medizinischen Bereich.

Zur Vermeidung dieser Gefahren ist aus der Praxis

weiterhin bekannt, zumindest eines der beiden Gchäu-

Vi seteile, aus denen das Gehäuse des Einmalfilters zusammengesetzt ist, mit einer individualisierend kennzeichnenden Prägung zu verschen. Dies erfordert jedoch die Herstellung spezifisch individualisierter Gehäuseteile für jede einzelne Typenserie. Dadurch

W) müssen nicht nur für jede Typenserie gesonderte Formwerkzeuge hergestellt werden, sondern wird die Produktion der Filtergehäuse durch das Erfordernis eines häufigen Werkzeugwechsels beeinträchtigt. Die Einmalfilter werden dadurch signifikant verteuert.

b5 Außerdem ist eine Zwischenlagerhaltung erforderlich. Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Einmalfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei

seiner Fertigung als Massenprodukt preiswert und auffällig nach verschiedenen Typenserien individualisiert werden kann, ohne daß für die verschiedenen Filtertypen individualisierte Gehäuseteil gefertigt werden müssen, und ohne daß bei der Verwendung von nichtindividualisienen Gehäuseteiler, eine Individualisierung nur auf der Verpackung der Einmalfilter erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Einmalfilter der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art geschaffen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale aufweist.

Die Erfindung schafft also einen Einmalfilter, der auch als Massenprodukt bei Fertigung in den verschiedensten Typenserien ohne zusätzliche Kosten auffallend und unverwechselbar individualisiert werden kann. Dies erfolgt dadurch, daß bei dem ohnehin erforderlichen Vorgang des Verschließens des Filtergehäuses durch Umspritzen mit Kunststoff ein Kunststoff eingesetzt wird, der entsprechend den Kenndaten des Filters, d. h entsprechend der Typenserienzuordnung, eingefärbt ist. Dies hat den Vorteil, daß für sämtliche gefertigten Typenserien lediglich ein einziger Gehäusetyp vorgefertigt und zwischengelagert zu werden braucht. Beim Wechsel der Fertigung von Einmalfiltern einer Typenserie zu Einmalfiltern einer anderen Typenserie braucht lediglich die Beschickung der Spritzgießmaschine von einem in einer Färbung eingefärbten Kunststoff auf einen anders eingefärbten Kunststoff umgeschaltet zu werden. Da zur Herstellung des Verschlußringes nur geringe Kunststoffmengen benötigt werden, wird bei dem Verschließen der Einmalfiltergehäuse mit relativ kleinen Extruderschnecken gearbeitet. Dies ermöglicht eine rasche und problemlose Umstellung der Beschikkung. Wichtig ist, daß bei der Umschaltung der Produktion von Einmalfiltern einer Typenserie auf Einmalfilter einer anderen Typcnseric das Vcrschlußformwerkzcug nicht ausgetauscht zu werden braucht. Dies führt zu Einsparungen an den für die Herstellung der Formwerkzeuge erforderlichen Werkzeugkosten und führt durch einen Fortfall des Erfordernisses des Werkzeugwechsels zu spürbaren Einsparungen bei der Produktion wechselnder Typenseiien. Die Individualisierung der Einmalfilter hinsichtlich ihrer Zugehörigkeit zu einzelnen Typenserien kann also beim Einmalfiltcr der Erfindung praktisch ohne jede Mehrkosten bei der Herstellung der Einmalfiltcr durchgeführt werden.

Entgegen der herkömmlichen Praxis für Einmalfiltcr ist beim Einmalfiltcr der Erfindung das Filter, z. B. die Membran, nicht zwangsweise zwischen die miteinander zu verbindenden Gehäuseflansche eingefügt. Vielmehr liegen die beiden Gehäuseflansche direkt und unmittelbar aufeinander und ist das Filter an seinem Außenrand durch einen herabgezogenen und teleskopaitig in das Unterteil eingreifenden Rand des Oberteils dichtend eingespannt. Dadurch werden Dichtheit und Druckfestigkeit des Filtergehäuses verbessert und kann in aller Regel eine schärfere optische Abgrenzung des farbigen Verschlußringes von den Gehäuseteilen des Einmalfilters erreicht werden.

Zumindest eines der beiden Gehäuseteile, gegebenenfalls beide Gehäuseteil, bestehen in an sich bekannter und gebräuchlicher Weise aus klarem durchsichtigem Kunststoff. Dies ermöglicht dem Benutzer eine optische Überprüfung des eingesetzten Filters und eine Überwachung des Filtrationsgeschehens. Bei den bekannten klaren durchsichtigen Ein'nalfiltern, bei denen die Gehäuseflansche mit der zwischengelegten Membran direkt miteinander verschweißt sind, bestehen auch die Flansche aus dem klaren und durchsichtigen Gehäusekunststoff. Dies bewirkt Reflexionen und Irritationen bei der Beobachtung und Prüfung der Filterfläche. Beim Einmaifilter der Erfindung besteht der die Flansche umspannende und abdeckende Verschlußring jedoch aus zumindest im wesentlichen undurchsichtigen Kunststoff. Dies ermöglicht eine irritationsfreie genaue Beobachtung der Filterfläche im Inneren des Gehäuses.

ίο Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die einzige Figur, nämlich die

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Einmalfilter im Axialschnitt.

Der in der Fig. 1 gezeigte Einmalfilter besteht im wesentlichen aus einem Gehäuseoberteil 1, einem Gehäuseunterteil 2 und einem zwischen diesen eingespannten Membranfilter 3, über dem im Gehäuseoberteil 1 ein flacher scheibenförmiger Druckraum 4 ausgebildet ist. Im Gehäuseoberteil 1 ist zentral ein Zulaufstutzen 5, im Gehäuseunterteil 2 zentral ein Ablaufstutzen 6 angeordnet. An der Unterseite des Gehäuseoberteils t ist ein kreisringförmiger Außenflansch 7, an der Oberseite des Gehäuseunterteils 2 ein komplementärer kreisringförmiger Außenflansch 8 ausgebildet. Die Flansche 7 und 8 sind durch einen einstückigen Verschlußring 9 aus Kunststoff druckbelastbar abgedichtet aufeinandergehalten.

Das Filter .1 ist mit seinem Außenrand nicht zwischen die Gehäuseflansche 7 und 8 eingespannt, sondern ist durch einem am Gehäuseoberteil 1 ausgebildeten herabgezogenen Rand 10 dichtend eingespannt, der teleskopartig innen in das Gehäuseunterteil 2 eingreift. Dadurch werden die Dichtheit und die Druckbelastbarkcit des Druckraums 4 wesentlich erhöht.

Das Gehäuscobortcil 1 und das Gehäuseunterteii 2, zumindest jedoch das Gehäuseoberteil 1. bestehen aus klarem durchsichtigen Kunststoff, insbesondere aus schlagfestem Polystyrol. Der Verschlußring 9 besteht aus einem undurchsichtigen farbigen, vor ugswcise kräftigfarbigen Kunststoff.

Der herabgezogene Rand tO des Gehäuseoberteils 1 ist vorzugsweise so ausgebildet, daß er unter Bildung einer Schnappverbindung den Oberrand des Gehäuseunterteils 2 leicht hintergreift. Dadurch erhält die aus dem Gehäuseoberteil 1, dem Gehäuseunterteil 2 und dem Filter 3 bestehende Zwischenbaugruppe bei leichter Montierbarkeit eine bequeme Handhabbarkeit.

Die aus dem Gehäuseoberieil 1, dem Gehäuseunterteil 2 und dem eingelegten Filter } bestehende zusammengesetzte Zwischenbaugruppe wird zur Fertigstellung des Einmalfilters anschließend in ein Spritzgießformwerkzeug eingesetzt. Das Formwerkzeug ist dabei so bemessen, daß beim Schließen des Spritzgießwerkzeugs das Gehäuseoberteil 1 und das Gehäuseunterteil 2 verhältnismäßig fest gegeneinander gepreßt werden. Dann wird der thermoplastische Kunststoff oder das warmverformbare und aushärtbare Harz in gebräuchlicher Weise in den Formhohlraum des Werkzeugs eingespritzt. Dabei bildet sich der Verschlußring 9 als die Flansche 7 und 8 fest verschweißt einstückig umgebendes Bauelement. Nicht absolut fest und dicht aufeinanderliegende Flächenbereiche der inneren Flächen der Flansche, die durch Fertigungsun-

fi^ri gcnauigkciten nie ganz auszuschließen sind, werden während des Umspritzens des Verschlußringes 9 mit dem thermoplastischen Kunststoff, aus dem der Verschlußring 9 hergestellt wird, ausgefüllt. Auf diese

Weise ist nicht nur ein mechanisch fester Verbund zwischen dem Gehäuseoberteil 1 und dem Gehäuseunterteil 2, sondern unter allen Umständen und ohne jeden Fertigungsausschulj auch ein absolut dichter Verbund gewährleistet. Die hohe Dichtheit der so ausgebildeten Gehäuseteilverbindung ist ergänzend auf die aus der F i g. I deutlich ersichtliche Labyrinthfülirung der Trennfuge zwischen den beiden Gehäuseteilen und dem Verschlußring 9 zurückzuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einmalfilter für die Druckfiltration, bestehend aus einem Gehäuseoberteil mit einem Zulaufstutzen, einem Gehäuseunterteil mit einem Ablaufstutzen und einem scheibenförmigen Filter, das das Gehäuse innen in einen zulaufseitigen Druckraum und einen ablaufseitigen Filtratraum unterteilt, wobei beide Gehäuseteile aus Kunststoff bestehen und je einen Außenflansch aufweisen, über die das Gehäuse druckbelastbar dicht verschlossen ist, und zwar in der Weise, daß die aufeinanderliegenden Flansche außen oberseitig, randseitig und unterseitig fest verschweißt mit einem dicht umschließenden Verschlußring aus Kunststoff umspritzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der VerschluSring (9) aus farbigem, im wesentlichen undurchsichtigem Kunststoff besteht und daß die Farbe des Verschlußringes (9) der Codedarstellung von Kenndaten des Filters (3) dient.

2. Einmalfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der beiden Gehäuseteile (1, 2) aus klarem durchsichtigem Kunststoff besteht.

3. Einmalfilter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (7, 8) unmittelbar aufeinander liegen und das Filter (3) mit seinem Außenrand durch einen in das Gehäuseunterteil (2) eingreifenden herabgezogenen Rand (10) des Gehäuseoberteils (1) eingespannt ist.