DE68905992T2 - Aktivkohlebettgehaeuse. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Behältern für Aktivkohlefilter und im einzelnen auf die Herstellung derartiger Behälter mit Kunststoffgehäusen. Solche Behälter für Aktivkohlefllter sind aus der DE-A-28 16 663 bekannt.
• Bei der Herstellung von Behältern für Aktivkohlefilter, wie sie in Gasmasken verwendet werden, ist es notwendig, die körnige Aktivkohle durch Anwendung eines sie verdichtenden Drucks einzuschließen, wobei dieser Druck typischerweise etwas größer ist als 40 lbs. pro Quadratinch (2.8 kg/cm²), d.h. daß unter Verwendung ei ner 12 Quadratinch großen Auflage eine Last von etwa 550 lbs. (225 kg) aufgewendet werden muß. Bei Verwendung von Kunststoffmaterial für das Behältergehäuse ist die Sicherung der Aktivkohle schwer zu erreichen.
• Die verschiedenen verwendeten Verfahren zur Einlagerung einer Aktivkohleauflage in einem Kunststoffgehäuse sind entweder unbefriedigend oder zu kostspielig. Technische Probleme entstehen dadurch, daß die Aktivkohlemenge sich von Behälter zu Behälter unterscheiden kann und daß die Verhältnisse in den Kantenbereichen der Aktivkohleauflage sehr wichtig sind, um den Schutz vor giftigen Gasen zu gewährleisten.
• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung zur Anwendung des notwendigen Drucks auf eine Aktivkohleauflage und zur Befestigung der Halterung für diese Auflage in dem Behälter.
• Die vorliegende Erfindung beschreibt zunächst ein Verfahren zur Halterung einer Aktivkohleauflage unter Druck in einem Gehäuse aus Kunststoff, bei welchem eine Auflage körniger Aktivkohle in das Gehäuse eingebracht, verdichtet und mit einer Halterung gesichert wird, welches durch folgende Schritte gekennzeichnet ist:
• Aufsetzen der Halterung auf die Aktivkohleauflage vor deren Verdichtung;
• Aufbringen eines Verdichters auf die Halterung;
• Zusammenfügen einer peripheren Kante des die Halterung umgebenden Gehäuses mit einer Ultraschallschweißvorrichtung;
• Ausüben von Druck auf den Verdichter; und
• Aktivieren der Schweißvorrichtung zur Erzeugung einer Ultraschallverschweißung an der Peripherie des Gehäuses zur Sicherung der Halterung in dem Gehäuse.
• Bei einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Schweißvorrichtung eine Schweißspitze, mit deren Hilfe eine Vielzahl einzelner Schweißpunkte entlang der Peripherie des Gehäuses erzeugt werden. Bei einer anderen Ausführungsform wird ein Ultraschallknotenhorn zur Erzeugung einer kontinuierlichen Verschweißung verwendet. Der Verdichter greift dabei in den Knotenpunkt des Horns ein, so daß Druck auf das Horn zur Ausübung von Druck auf den Verdichter führt, ohne daß auf den Verdichter Ultraschallvibrationen übertragen werden.
• Im weiteren ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Verdichtung einer Aktivkohleauflage in einem Gehäuse aus Kunststoff und Verschweißung einer Halterung innerhalb des Gehäuses auf der Aktivkohle, umfassend:
• ein Ultraschallknotenhorn mit einem zentralen Knotenpunkt und einer peripheren Schweißkante, welche mit dem die Halterung umgebenden Gehäuse zur Bildung einer Ultraschallverschweißung, welche die Halterung in dem Gehäuse sichert, zusammenfügbar ist; und
• einen Verdichter mit einer mit dem Horn an dessen Knotenpunkt verbundenen Basis, einer Verdichterplatte zur Ausübung von Druck auf die Halterung und einer Federvorrichtung, unter deren Wirkung die Verdichterplatte von der Basis weggedrückt wird.
• Auf diese Weise übt das Ultraschallhorn den Druck auf die Aktivkohleauflage aus und sichert die Halterung in dem Behälter. Die von dem Horn erzeugte Ultraschallenergie könnte die Aktivkohlekörnchen sehr leicht pulverisieren. Deshalb ist das verwendete Horn ein Knotenhorn, welches den Verdichter an seinem nicht vibrierenden Knotenpunkt trägt. Hierdurch wird die Übertragung von Ultraschallvibrationen auf den Verdichter und damit auf die Aktivkohle verhindert. Die Verdichterfeder erlaubt eine ausreichende Kraftübertragung auf die Aktivkohle, während die Ultraschallenergie dem Kunststoffgehäuse zugeführt wird.
• Die begleitenden Zeichnungen stellen eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar und zeigen:
• Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße und betriebsbereite Vorrichtung;
• Fig. 2 eine Darstellung wie in Figur 1, wobei die Vorrichtung in Betrieb ist;
• Fig. 3 einen Querschnitt, welcher die eingebrachte Aktivkohleauflage zeigt; und
• Fig. 4 eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung zur Erzeugung einzelner Schweißpunkte um das Gehäuse.
• In den beiliegenden Zeichnungen, und insbesondere in Figur 1, ist ein Gehäuse 10 aus Kunststoffmaterial mit einem Anschluß 12 zur Verbindung mit dem Standardanschluß einer Gasmaske dargestellt. Dieser Anschluß ist zentral in der Rückwand 14 des Gehäuses angeordnet, dessen andere Seite sich zu einer zylindrischen Seitenwandung 16 erstreckt, welche an der Innenseite ihrer Umfangskante eine Stufe 18 aufweist. Das Gehäuse 10 beinhaltet eine Aufnahme 20 für eine Auflage 22 aus körniger Aktivkohle. Eine Halterung 24 deckt die Aktivkohleauflage ab. Im Außenbereich der Halterung befindet sich ein Flansch 26. Zur dauerhaften Befestigung der Halterung auf der Aktivkohleauflage befindet sich über dem Gehäuse ein Ultraschallhorn 28. Die Kante 30 des Umfangs des Horns ist so ausgelegt, daß sie in Eingriff mit der Stufe 18 der Seitenwandung 16 des Gehäuses 10 bringbar ist.
• Der Umfang des Horns beinhaltet einen äußeren Flansch 32, der eine ringförmige Aussparung 34 umgibt.
• Das Horn weist in seinem Ende innerhalb der Umfangskante 30 eine Vertiefung 29 auf, in welcher sich ein Verdichter befindet. Das Horn ist ein Knotenhorn mit einem nicht vibrierenden Knotenpunkt 36 in der Mitte der Vertiefung. Beim Knoten 36 weist das Horn eine Bohrung 38 auf, welche zur Aufnahme des Verdichters 40 innerhalb der Vertiefung 29 dient. Der Verdichter umfaßt einen Stift 42, welcher in der Bohrung 38 sitzt und eine Federaufnahmeplatte 44 trägt. Auf dieser Platte liegt eine Schraubenfeder 46 auf, deren andere Seite auf der Oberseite einer Verdichterplatte 48 um einen zentralen Vorsprung 50 herum aufliegt.
• Zum Gebrauch wird die Kombination aus Horn und Verdichter auf das Gehäuse 10 abgesenkt, was in Figur 2 dargesteltt ist. Der Flansch 32 und die Aussparung 34 greifen in die Stufe 18 in der Seitenwandung des Gehäuses ein, während der Verdichter unter der Wirkung der Druckfeder 46 eine große Kraft auf die Halterung 24 ausübt, um die Aktivkohleauflage in dem gewünschten Maß zu komprimieren. Die Aktivierung des Horns führt zu Ultraschallvibrationen im Bereich des Umfangs 30 und zu einer Ultraschallverschweißung in dem Gehäusematerial, welches über den Flansch 26 der Halterung 24 übersteht, wodurch die Halterung in dem Gehäuse gehalten wird und die Aktivkohleauflage komprimiert. Die Form der Verschweißung ist in Figur 3 dargestellt und mit der Bezugszahl 52 versehen. Man erkennt, daß diese Form der Form der Umfangskante des Horns 28 entspricht.
• In Figur 4 ist eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens dargestellt, wobei der Verdichter 60 unabhängig von dem Schweißwerkzeug ist. Bei dieser Ausführungsform umfaßt das Ultraschallschweißwerkzeug eine Schweißspitze 62 mit einer Nut 64, welche in Eingriff bringbar ist mit der Stufe 18 in der Seitenwandung des Gehäuses zur Erzeugung einer Schweißverbindung an einer Stelle, wodurch die Halterung fixiert wird. Zur Erzeugung einer Reihe dieser einzelnen Schweißverbindungen um das Gehäuse herum zum Zwecke der Fixierung der Halterung, während der Verdichter den gewünschten Druck auf die Aktivkohleauflage ausübt, können eine oder mehrere Spitzen 62 verwendet werden.
• Obwohl nur einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen voranstehend beschrieben wurden, sind auch andere Ausführungsformen im Bereich der vorliegenden Erfindung möglich. Die Erfindung soll nur durch die hier beigefügten Ansprüche begrenzt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Halterung einer Aktivkohleauflage (22) unter Druck in einem Gehäuse (10) aus Kunststoff, wobei eine Auflage (22) körniger Aktivkohle in das Gehäuse (10) eingebracht, verdichtet und mit einer Halterung gesichert wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Aufsetzen der Halterung (24) auf die Aktivkohleauflage (22) vor deren Verdichtung;

Aufbringen eines Verdichters (40, 60) auf die Halterung (24);

Zusammenfügen einer peripheren Kante (18) des die Halterung (24) umgebenden Gehäuses (10) mit einer Ultraschallschweißvorrichtung (28, 62);

Ausüben von Druck auf den Verdichter (40, 60); und

Aktivieren der Schweißvorrichtung (28, 62) zur Erzeugung einer Ultraschallverschweißung (52) an der Peripherie (18) des Gehäuses (10) zur Sicherung der Halterung (24) in dem Gehäuse (10).

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aktivieren der Schweißvorrichtung (62) eine Reihe einzelner Schweißpunkte um den Umfang (18) des Gehäuses (10) erzeugt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, beinhaltend die Anordnung eines Ultraschallknotenhorns (28) über dem Verdichter (40), die Anbringung des Verdichters (40) an dem Knotenpunkt (36) des Horns (28) und das Zusammenfügen einer peripheren Kante (18) des die Halterung (24) umgebenden Gehäuses (10) mit einer peripheren Schweißkante (32, 34) des Horns (28); das Drücken auf das Horn (28) zur Ausübung von Druck auf die Kante (18) des Gehäuses (10) und den Verdichter (40); und das Aktivieren des Horns (28) zur Erzeugung einer Ultraschallverschweißung (52) um den Umfang des Gehäuses (10) zur Sicherung der Halterung (24) in dem Gehäuse (10).

4. Vorrichtung zur gleichzeitigen Verdichtung einer Aktivkohleauflage (22) in einem Gehäuse (10) aus Kunststoff und Verschweißung einer Halterung (24) innerhalb des Gehäuses (10) auf der Aktivkohle, gekennzeichnet durch:

ein Ultraschallknotenhorn (28) mit einem zentralen Knotenpunkt (36) und einer peripheren Schweißkante (32, 34), welche mit dem die Halterung (24) umgebenden Gehäuse (10) zur Bildung einer Ultraschallverschweißung (52), welche die Halterung (24) in dem Gehäuse (10) sichert, zusammenfügbar ist; und

einen Verdichter (40) mit einer mit dem Horn (28) an dessen Knotenpunkt (36) verbundenen Basis (42, 44), einer Verdichterplatte (48) zur Ausübung von Druck auf die Halterung (24) und einer Federvorrichtung (46), unter deren Wirkung die Verdichterplatte (48) von der Basis (42, 44) weggedrückt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Verdichterbasis einen Stift (42) umfaßt, der in einer Bohrung (38) in dem Horn (28) bei dessen Knotenpunkt (36) verläuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Verdichterbasis eine an dem Stift (42) befestigte Federaufnahmeplatte (44) aufweist und die Federvorrichtung eine Schraubenfeder (46) umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Verdichterplatte (48) einen Sitz (50) für die Schraubenfeder (46) umfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Verdichterplatte (48) im wesentlichen die gleiche Größe wie die Halterung (24) aufweist.