DE3248891C2 - Luftfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftfilter.

Aus der GB-PS 880 812 ist ein Luftfilter mit einem zentral angebrachten ringförmigen Filterelement bekannt, das mit Abstand von einer zylindrischen luftundurchlässigen Wandung und zwei an den Stirn­ seiten angebrachten Endkappen umgeben ist, wobei eine der beiden Endkappen als Lufteinlaß mit An­ saugöffnungen im Bereich des Zwischenraumes zwischen Wandung und Filterelement versehen ist. Die eine Endkappe weist einen vorstehenden Flansch mit einer Spannvorrichtung auf, mit deren Hilfe der Luftfilter auf einem Ansaugrohr des Luftverbrauchers befestigt werden kann.

Bei dem bekannten Luftfilter ist nachteilig, daß bei verschmutztem Filterelement eine Schraube am Luft­ filter gelöst und eine Endkappe entfernt werden muß, um das Filterelement zu reinigen oder gegen ein neues Filterelement auszutauschen. Die Handhabung der Schraube kann durch Verschmutzung oder durch Korrosion unangenehm oder hinderlich sein, und das anschließende Wiederaufsetzen der Endkappe kann bei schlechtem Sitz eine Undichtigkeit des Luftfilters an einer unerwünschten Stelle bewirken. Zudem ist das bekannte Filterelement durch die am Filterpapier angeformten Vorsprünge bzw. Einbuchten aufwendig und damit teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen sehr zuverlässigen Luftfilter mit einer Vorabscheidung zu schaffen, dessen Einwegfilterpatrone leicht und kostengünstig ist.

Diese Aufgabe wird durch die Ausbildung eines Luft­ filters gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungs­ gemäßen Einweg-Filterpatrone an einer kleinen Maschine,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Einweg-Filter­ patrone von Fig. 1 in einer anderen Stellung und mit einigen geschnitten dargestellten Teilen,

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Einweg-Filter­ patrone aus Fig. 4, wobei einige Teile geschnitten dargestellt sind,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie 6-6 von Fig. 5,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer dritten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfin­ dung und

Fig. 8 eine Ansicht ähnlich der Fig. 7, je­ doch mit einer anderen Ausgestaltung des dritten Ausführungsbeispieles.

Fig. 1 zeigt allgemein ein bevorzugtes Ausführungs­ beispiel einer erfindungsgemäßen Einweg-Filterpa­ trone 10, welche mit Hilfe einer Befestigungsvor­ richtung bzw. eines luftdurchlässigen Ansaugrohres 14 an einer kleinen Maschine 12 befestigt ist.

Diese Ausführungsform ist in Fig. 2 näher darge­ stellt. Das Ansaugrohr 14 weist einen Endbereich 14a auf und einen luftdurchlässigen Abschnitt 14b, der sich in die Einweg-Filterpatrone 10 hineinerstreckt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt 14b durch eine Vielzahl von Löchern 16 luftdurchläs­ sig gemacht. Wahlweise kann bei der bevorzugten Aus­ führungsform um den Abschnitt 14b herum eine fluid­ durchlässige Hülle 18 angeordnet sein, die als Sicherheitselement wirkt. Dieses aus Filtermaterial bestehende Element wird durch ein vorzugsweise ela­ stisches Band 15 an seinem Platz gehalten. Alter­ nativ kann ein Gitter oder Sieb 19 aus Plastik - wie in Fig. 5 dargestellt - Verwendung finden. Es ist möglich, dieses Gitter oder Sieb 19 an dem Ansaug­ rohr 14 anzubringen oder am Innenrand des Filterele­ mentes. In dem zweiten Fall würde das Gitter oder Sieb zusammen mit dem Filterelement ausgewechselt.

Koaxial ausgerichtet mit dem Abschnitt 14b und der Hülle 18 ist ein Filterelement 20, welches in Fig. 3 klarer als Faltenfilterelement zu erkennen ist, welches aus einem flexiblen nicht gewebten Material besteht, da dieses normalerweise von ungenügender Stärke ist, um sich unter dem Druck, der während des Filterns auftritt, selbst zu stützen. Eine zylindri­ sche Wandung 22 ist mit dem luftdurchlässigen Ab­ schnitt 14b und dem Filterelement 20 koaxial ausge­ richtet.

Als Dichtung und als struktureller Abschluß dient die Endkappe 24, welche eine luftdichte Verbindung zwischen der Wandung 22, dem Filterelement 20, der Hülle 18 und dem Ansaugrohr 14 an einem Ende schafft. Obwohl diese Endkappen aus jedem beliebigen leichtgewichtigen Material hergestellt werden können, ist ein aus Urethan geformtes Teil mit der amerikanischen Härteangabe "90 shore A durometer" bevorzugt, welches genügende Stabilität aufweist, aber noch flexibel genug ist, um eine ausreichende Dichtung zu gewährleisten.

Die zylindrische Wandung 22 kann aus imprägniertem Papier bestehen oder alternativ dazu - aus Plastik oder Stahl - wenn erwünscht. Eine der Endkappe 24 ähnliche Endkappe 26 schafft eine luftdichte Abdich­ tung zwischen der zylindrischen Wandung 22 und dem Filterelement 20. Die Endkappe 26 weist eine Öffnung 28 auf, damit das Ansaugrohr 14 in den Luftfilter eingesetzt werden kann.

Im Bereich der Öffnung 28 erstreckt sich von der Endkappe 26 ein Flansch 30 nach außen, welcher vor­ zugsweise mit der Endkappe 26 einteilig hergestellt ist. Um einen luftdichten Abschluß zwischen der Filterpatrone und dem Ansaugrohr 14 zu gewährleisten, sind Quetsch- oder Preßvorrichtungen vorgesehen, die gegen das flexible Material des Flansches 30 wirken. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Spannvorrichtung 32 verwandt. Um einen Lufteinlaß für die Filterpatrone 10 zu schaffen, ist wenigstens eine Öffnung in einer der Endkappen vorgesehen. Vor­ zugsweise sind vier gebogene Ansaugöffnungen 36 in der Endkappe 26 angeordnet, wie in Fig. 3 gezeigt, wo die Ansaugöffnungen 36 so angeordnet sind, daß sie es der Luft erlauben, in einen Zwischenraum 23 einzu­ dringen, der durch die zylindrische Wandung 22, das Filterelement 20 und die Endkappe 24 gebildet wird. Eine Ansaugöffnung 36 kann in der Endkappe 24 auch anders angeordnet sein, solange der Filter nicht so ausgerichtet ist, daß Schmutz unter Einwirkung der Schwerkraft bestrebt ist, in den Filter zu fallen.

Während des Gebrauchs ist das Ansaugrohr 14, welches einen Flansch 11 aufweist, an einer Maschine 12 be­ festigt, wobei der Flansch den speziellen baulichen Eigenarten der Maschine angepaßt ist. Sobald das entsprechende Ansaugrohr angebaut ist, und es wird davon ausgegangen, daß eine Anzahl verschiedener Größen erhältlich ist, kann eine Filterpatrone 10 einer standardisierten Größe für sehr viele Anwen­ dungsgebiete Verwendung finden. Da die Filterpatrone 10 komplett als Einwegartikel ausgebildet sein soll, ist sie vorzugsweise aus billigem leichten Material. Um einen Zusammenbruch im Inneren des Filters zu verhindern, soll der luftdurchlässige Abschnitt 14b des Ansaugrohres 14, der von der Öffnung 28 aufge­ nommen wird, die nötige innere mechanische Unter­ stützung bewirken. Das Einlaßrohr ist natürlich wiederverwendbar, so daß die schwereren teureren Teile des Systems beibehalten werden.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

Soweit bei der Filterpatrone 110 in Fig. 4 die gleichen Elemente wie bei der Filterpatrone 10 in Fig. 1 verwendet werden, werden solche Elemente mit derselben Nummer, jedoch um 100 erhöht, bezeichnet, und diese weichen von ihren Gegenstücken in Fig. 1 nur soweit ab, wie es erwähnt wird.

In Fig. 4 ist ein Ansaugrohr 114 dargestellt, wel­ ches dem Ansaugrohr 14 entspricht, abgesehen davon, daß es gerade ist und keinen rechten Winkel auf­ weist.

In Fig. 5 ist ein Sieb 119 dargestellt anstelle der Hülle 18, obwohl auch diese Alternative möglich wäre. Eine Endkappe 124 unterscheidet sich von der Endkappe 24 dadurch, daß ein Durchlaß 150 geschaffen wird, um eine Verbindung zu schaffen zwischen einem Zwischenraum 123 und einem Raum 152, welcher be­ schrieben wird durch die Endkappe 124 und eine als Staubsammler dienende abnehmbare Abschlußkappe 154. Die Filterpatrone 110 soll möglichst so ausgerichtet werden, daß der Durchlaß 150 zur Oberseite des Fil­ ters gerichtet ist, wie später näher erklärt und be­ schrieben werden wird.

Die Abschlußkappe 154 besteht vorzugsweise aus einem relativ harten Plastikmaterial, welches eine Rast­ verbindung mit Hilfe eines Hakenelementes 156 auf­ weist, wobei dieses Hakenelement mit einer Lippe 158 zusammenwirkt, welche an der Endkappe 124 angeformt ist. Sowohl das Hakenelement als auch die Lippe sind um die Endkappe 124 bzw. die Kappe 154 umlaufend an­ geformt. Eine gewisse Flexibilität der Abschlußkappe 154 erlaubt es dem Benutzer, den durch Haken und Lippe gebildeten Verschluß an einer bestimmten Stelle zu öffnen und dann die Abschlußkappe gänzlich von der Einwegfilterpatrone abzunehmen.

Innerhalb des Zwischenraumes 123, vorzugsweise zu einem Ende 126 hin, ist eine Vielzahl von vor­ springenden Schaufeln angeordnet, welche die Luft radial nach außen ableiten und welche eine zylindri­ sche Wandung 122 berühren und an einem zylindrischen Stützelement 162 angebracht sind. Die Schaufeln 160 sind von der Art, die in der US-PS 30 78 650 be­ schrieben ist.

Dieses zweite Ausführungsbeispiel arbeitet ähnlich dem ersten, jedoch mit folgenden Änderungen:

Die Anzahl von Schaufeln 160 erlaubt eine Zentri­ fugalabscheidung schwererer Partikel von der An­ saugluft, um zu verhindern, daß diese von dem Fil­ terbauteil angesaugt werden. Die Luft, welche die Einlaßöffnung (in Form von Schlitzen 136) durch­ strömt, wie durch einen Pfeil 170 dargestellt, ge­ langt in den Zwischenraum 123. Die Luft strömt durch die Schaufeln 160 und dabei werden die schwereren Partikel zentrifugal abgeschieden und in Richtung eines Pfeiles 172 in die als Staubsammler dienende Abschlußkappe 154 getragen, wo sie verbleiben. Der Durchlaß 150 muß zur Oberseite des Filters ausge­ richtet sein, so daß die in der Kappe 154 angesam­ melten Partikel dort verbleiben.

Die Fig. 7 und 8 zeigen ein drittes bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in zwei Ausge­ staltungen.

Soweit Bauteile in Fig. 7 denen in Fig. 1 oder 2 entsprechen, weisen sie dieselben Nummern auf, je­ doch um den Betrag 200 vergrößert. Sie unterscheiden sich von diesen Bauteilen nur insofern, wie dieses erwähnt wird.

Hauptsächlich unterscheidet sich Fig. 7 von Fig. 2 darin, daß die Wandung 22 vorzugsweise keine Ver­ wendung findet und das Filterelement 20 direkt der ungereinigten Luft ausgesetzt wird. Vorzugsweise wird ein äußeres Sieb 221 umfangsmäßig um ein Filterelement 220 herum angeordnet, um die Stabi­ lität dieses Filters zu verstärken und das Filter­ element vor herumfliegenden Teilen zu schützen. Jedoch ist dieses zusätzliche Sieb nicht wesentlich.

Zusätzlich kann ein Ansaugrohr 214 - wie darge­ stellt - als gerades Rohr ausgebildet sein, wobei es an einem anderen Ansaugrohr befestigbar ausgebildet ist, welches selbst an der Maschine angeordnet ist oder es kann dem Typ des Ansaugrohres 14 aus Fig. 2 entsprechen.

Die in Fig. 7 dargestellte Vorrichtung weist kein eigenes Gehäuse auf und das Filterelement 220 ist an dem Ansaugrohr 214 mit Hilfe einer Spannvorrichtung 232 befestigt, welche den flexiblen Flansch 230 um­ faßt.

Als eine Alternative zu all diesen Ausführungsformen ist denkbar, das Ansaugrohr 14 soweit abzukürzen, daß es sich lediglich ein kleines Stück in die Fil­ terpatrone 10, 110 oder 210 hineinerstreckt. Eine solche Anordnung ist in Fig. 8 dargestellt, wobei - wie in Fig. 7 - gleiche Teile gleiche Nummern be­ kommen haben, jedoch diesmal in dem Bereich über 300. Das Ansaugrohr kann beispielsweise bis zum Ende der Endkappe 226 (in Fig. 8: 326) verlaufen. Solch ein Aufbau wäre in Filterpatronen nützlich, welche eine geringere Länge aufweisen und nicht die bau­ liche Stärke erfordern, die durch das Bauteil 214 bzw. 314 in Fig. 8 beigetragen wird. Bei einem der­ art verkürzten Ansaugrohr werden die Löcher 16 bzw. 216 nicht benötigt, da die Filterpatrone an ihren inneren Oberflächen völlig offen und zugänglich wäre. Ein schützendes Gitter oder Sieb 319 kann - wie dargestellt - vorgesehen sein und sollte vor­ zugsweise stark genug ausgebildet sein, um selber eine genügende Stützwirkung aufzuweisen, damit es nicht in sich zusammenfällt und in das Ansaugrohr 314 fällt.

Claims (4)

1. Luftfilter mit einer auswechselbaren Einweg- Filterpatrone (10), die aus einem zentral angebrachten, ringförmigen Filterelement (20) besteht,
das mit Abstand von einer zylindrischen, luftundurchlässigen Wandung (22) und zwei an den Stirnseiten angebrachten Endkappen (24, 26) umgeben ist, wobei die Endkappen (24, 26) ein Einsaugen von ungefilterter Luft seitlich am Filterelement (20) vorbei verhindern und wobei
zumindest eine der beiden Endkappen (24, 26) als Lufteinlaß mit mindestens einer Ansaug­ öffnung (36) im Bereich des Zwischenraums (23) zwischen Wandung (22) und Filterelement (20) versehen ist, sowie
die dem Luftverbraucher zugewandte zweite Endkappe (26) einen axial nach außen vor­ stehenden Flansch (30) mit einer Spannvor­ richtung (32) aufweist, die zur Verkleinerung seines Durchmessers dient und im eingebauten Zustand die Filterpatrone (10) luftdicht auf einem Ansaugrohr (14) befestigt, das fest am Luftverbraucher angebracht ist und mit seinem starren, geraden Endbereich (14b) bis zur ersten Endkappe (24) in die zentrale Öffnung der Filterpatrone (10) eingeschoben werden kann, wobei
diese zentrale Öffnung mit dem Innendurchmes­ ser des Filterelementes (20) fluchtet und der Flansch (30) und das Filterelement (20) dann den Endbereich (14b) des Ansaugrohrs (14) um­ gibt, dessen Mantelfläche etwa auf die Länge des Filterelements luftdurchlässig ausgebil­ det ist und dieses von innen her abstützt.

2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ansaugöffnung (36) in der zweiten Endkappe (26) angeordnet ist.

3. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ansaugöffnung eine Vielzahl von Ansaugöffnungen (36) aufweist, die in gleichmäßigem Abstand um das Zentrum der End­ kappe (26) angeordnet sind.

4. Luftfilter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von radial nach außen ge­ richteten Luftablenkplatten (160), die inner­ halb des Zwischenraumes (123) im wesentlichen zur zweiten Endkappe (126) hin orientiert an­ geordnet sind, wobei die zweite Endkappe (126) die Ansaugöffnung (136) aufweist und diese Luftablenkplatten (160) so ausgerichtet sind, daß eine zentrifugale Reinigung herbei­ geführt wird und eine Staubsammelkappe (154) vorgesehen ist, die abnehmbar an dem Luftfil­ ter an dem ersten Ende der Wandung angeord­ net ist und die Endkappe (124) einen Durch­ gang (150) zwischen dem Zwischenraum (123) und der Staubsammelkappe (154) aufweist, so daß die durch die Zentrifugalwirkung abge­ trennten Partikelchen in der Staubsammelkappe (154) gesammelt werden.