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Zylindrischer Filterkörper Filterelemente zur Reinigung von Luft und
Gasen werden in Kasten- (Zellen-) oder Zylinderform hergestellt. Als eigentliches
Filtermaterial dienen entweder zwischen Siebwände geschüttete lose Füllkörper verschiedener
Art oder gelochte und ungelochte Platten, die je nach ihrer Bauart senkrecht oder
parallel zum Luftstrom innerhalb der Elemente angeordnet werden. Handelt es sich
um biegsames Material in Form von Sieb- oder Gitterblechen, so kann dieses auch
in Bandform um ein Luftansaugrohr herum zu einem zylinderförmigen Körper aufgewickelt
werden. Derartige zylindrische Filterkörper sind in verschiedenen Ausführungen bekannt
geworden. So verwendet man als Filtermaterial einmal gewöhnliche Siebe. Hierbei
muß jedoch stets entweder ein sehr hoher Widerstand des Filters oder eine unzureichende
Reinigung der Luft in Kauf genommen werden; soll das Filter nämlich seinen Zweck
- Ausscheidung aller Staubteilchen aus der zu reinigenden Luft - erfüllen, so muß
die Maschenweite der Siebe äußerst eng gewählt werden, hiermit ist aber ein sehr
hoher Widerstand verbunden. Außerdem setzen sich die Luftdurchtrittsöffnungen infolge
des geringen Querschnitts sehr schnell zu, und das Filter wird vollkommen unwirksam.
Zur Herabsetzung des Widerstandes und um das schnelle Zusetzen der Durchtrittsöffnungen
zu vermeiden, muß die Maschenweite sehr weit gewählt werden, dadurch wird aber sofort
wieder die Reinigungswirkung beeinträchtigt, da der Luft zu wenig Flächen entgegengestellt
werden, an die sie ihren Staubgehalt abgeben kann. Die Luft findet also bei zu großer
Maschenweite fast ungehinderten Durchgang.
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Derartige Siebe haben sich als Filtermaterial bei zylindrischen Filtern
nicht bewährt.
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Man hat dann vorgeschlagen, statt der Siebe gelochte Bleche spiralig
aufzuwickeln. Hierbei tritt jedoch der Nachteil auf, daß infolge der Eigenart dieses
Materials beim unmittelbaren Zusammenrollen eines derartigen Bandes überhaupt keine
Filterwirkung vorhanden ist, da die Löcher beim Aufwickeln von dem vollen Material
zwischen den Löchern der benachbarten Wicklungen verdeckt werden, so daß keine Luft
hindurchtreten kann. Würde man jedoch die Löcher so eng aneinander wählen oder so
groß machen, daß sie das stehenbleibende Material bei weitem überwiegen, würde die
Luft ebenso wie bei den Sieben so große, freie Durchtrittsmöglichkeiten erhalten,
daß ebenfalls keine Filterwirkung stattfände. Wählt man die Durchtrittsöffnungen
dagegen wieder sehr klein, so setzen sie sich sehr schnell wieder zu, und der Widerstand
steigt in unzulässiger Weise. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist man dann dazu
übergegangen, zwischen je zwei derartig gelochten Blechen mit verschieden oder auch
gleich großen Öffnungen einen gewellten Blechstreifen vorzusehen, der die gelochten
Bleche in einen gewissen Abstand voneinander hält, damit die Durchtrittsöffnungen
nicht von dem benachbarten Blech verdeckt werden können. Alle drei Streifen werden
dann zusammen aufgewickelt. Die Herstellung dieser
Filterart ist
infolge der Einschaltung des gewellten Streifens jedoch sehr umständlich.
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Erfindungsgemäß wird nun als Filtermaterial für derartige bekannte
spiralige Metallbandwicklungen von Luftfiltern Streckmetall verwendet. An sich ist
Streckmetall für Filterzwecke von den kasten- oder zellenförmigen Filterelementen
her bekannt. Es wird dort in der Weise benutzt, daß beliebig viele ebene Streckmetallplatten
in einem entsprechenden Rahmen hinter- oder übereinander angeordnet werden, und
zwar derart, daß jedes Blech gegenüber dem benachbarten etwas versetzt ist, so daß
die Stege, die zwischen den Maschen vorhanden sind, jeweils vor den Maschen des
benachbarten Bleches liegen. Dadurch wird eine gewisse Labyrinthik der Luftwege
erzielt.
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Darüber hinaus ist aber die Verwendung von Streckmetall als spiralige
Metallbandwicklung von verschiedenen weiteren Vorteilen begleitet, die bei Planfiltern
nicht oder wenigstens nur teilweise zur vollen Wirkung kommen können.
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Durch die spiralige Aufwicklung des Streckmetallstreifens, und zwar
derart, daß die einzelnen Wicklungen unmittelbar, also ohne jeden Abstand auf- und
aneinanderliegen, wird zunächst zwangsläufig eine versetzte Anordnung der Stege
und Maschen der benachbarten Wicklungen erzielt, die durch die Dehnbarkeit des Streckmetalls
während des Aufwickelns noch in ziemlich weiten Grenzen erhöht werden kann.
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Ferner wird durch die zylinderförmige Ausbildung erreicht, daß die
Luft nicht senkrecht zur Filterschicht wie bei den bekannten Planfiltern, also nicht
radial, sondern infolge der fortwährenden seitlichen Ablenkung des Luftstromes durch
die entgegenstehenden Stege kurvenförmig in Art einer Evolvente durch die Filterschicht
hindurchtritt. Dadurch wird der Weg, den die Luft im Filter zurückzulegen hat, erheblich
verlängert, wodurch gleichzeitig auch die auf die einzelnen Staubteilchen wirkenden
Schleuderkräfte, auf die es ja in erster Linie ankommt, eine beträchtliche Steigerung
erfahren. Infolge der großen Labyrinthik der Luftwege wird die zu reinigende Luft
im Filter kräftig durchgewirbelt und förmlich durchgeknetet. Sie gibt dabei ihren
Staubgehalt restlos an die ölhenetzten Prallilächen ab.
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Um eine noch höhere Labyrinthik der Luftwege zu erzielen, kann auch
Streckmetall aufgewickelt werden, dessen Maschenweite oder Stegbreite nach dem Filterinnern
zu ständig zu- oder abnimmt. Dadurch kann auch die Geschwindigkeit im Filter beliebig
gewählt werden, die Filterschicht kann ferner so ausgebildet werden, daß zunächst
eine Grobreinigung und darauffolgend eine Feinreinigung der durchtretenden Luft
stattfindet.
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Diese Labyrinthik und im Zusammenhange damit Durchwirbelung und Durchknetung
des Luftstromes ist bei keinem anderen Filtermaterial, weder bei den Sieb- noch
bei den Gitterblechen, erreichbar. Bei diesen tritt die Luft vielmehr lediglich
radial durch das Filter.
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Das spiralenförmig aufgewickelte Streckmetallband wird zweckmäßig
zwischen ein geeignetes oberes Abschluß- und unteres Anschlußstück gepreßt, die
aus je einem Kreisblech bestehen, die auf ihrem äußeren Umfang je einen vertieften
Kreisring zur Aufnahme der Filterschicht aufweisen. Dadurch wird ein Abwickeln der
Filterschicht auf einfache Weise verhindert, und infolge der in dem spiralig aufgewickelten
Streifen enthaltenen Spannung selbsttätig ein fester Abschluß des Filterkörpers
gegen die Ränder des Kreisringes erreicht.
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Bei dem Anschlußstück an das Ansaugrohr wird noch aus dem Kreisblech
der mittlere Teil für den Luftdurchtritt zum Ansaugrohr herausgeschnitten. Da das
Filter, zumal wenn es an Fahrzeugen zur Reinigung der Ansaugeluft von Verbrennungskraftmaschinen
angebracht wird, stärkeren Erschütterungen ausgesetzt ist, so werden, um jede Sicherheit
gegen ein Auseinanderfallen des Filterkörpers zu haben, der obere Abschlußdeckel
und das untere Anschlußstück durch eine Sicherungsschraube verbunden. Diese Sicherung
ist unerläßlich, wenn das Filter in bekannter Weise aus mehreren unmittelbar aufeinanderliegenden
Elementen besteht.
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In der Zeichnung ist der aufgewickelte Filterkörper mit a, der Abschlußdeckel
mit b, das Anschlußstück mit c, das Ansaugrohr mit d und die Sicherungsschraube
mit e bezeichnet.
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Die Richtung der durchströmenden Luft ist durch Pfeile angedeutet.
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PATEN1ANSPRÜCEE : I. Die Verwendung des bekannten Streckmetalls als
Baustoff für die bekannte spiralige Metallbandwicklung von Luftfiltern für Maschinen
und Apparate mit einem Luftbedarf von weniger als I000 m 3/h.