DE8133548U1 - Filterelement zur filtration von fluiden - Google Patents

Filterelement zur filtration von fluiden

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DE8133548U1 DE19818133548U DE8133548U DE8133548U1 DE 8133548 U1 DE8133548 U1 DE 8133548U1 DE 19818133548 U DE19818133548 U DE 19818133548U DE 8133548 U DE8133548 U DE 8133548U DE 8133548 U1 DE8133548 U1 DE 8133548U1
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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein zu einem Quader, Zylinder, Rohr oder Strang geformtes Filterelement, welches stirnseitig mit einer Kappe oder einem Gehäuseteil aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff leckdicht verbunden ist. Die verschiedenen äußeren Gestaltungsformen, die für das eigentliche Filterelement verwendbaren Filtermedien und Filterunterstützungen ergeben sich insbesondere aus dem nachstehend aufgeführten Stand der Technik, nämlich
US-PS 3 457 339, US-PS 4 032 688, US-PS 3 413 782, US-PS 3 867 294, DE-OS 2 034 670, DE-OS 2 339 192, DE-OS 1 958 116, DE-OS 2 353 610, DE-AS 1 029 345, DE-OS 2 948 925, DE-AS 2 417 551, EP-OS 4 228 012.
Diese Filterelemente dienen zur Reinigung von Flüssigkeiten und Gasen.
Die Befestigung der Kappe mit dem eigentlichen Filterelement erfolgt entweder mit Hilfe einer Dichtungsmasse aus Kunststoff oder aber durch Plastifizlerung des Kunststoffes der Kappe oder des Gehäuseteiles im Bereich der Dichtungszone mit Hilfe von Weichmachern oder aber gemäß US-PS 3 457 339 durch Wärmeeinstrahlung oder Ültraschalltechnik. Das stirnseitig abzudichtende Filterelement wird dabei in den plastiflzierten Kunststoff der Kappe oder des Gehäuses eingetaucht, so daß dieser die offenen Hohlräume an der Stirnseite des Fiiterelementes dichtend ausfüllt* Die letztgenannte Methode nach der US-PS 3 457 339 hat jedoch den Nachteil, daß gerade bei hochempfindlichen mikroporösen Filtermaterialien aber auch bei weniger empfindlichen Filtermaterialien die Zone der am stärksten erwärmten Kunststoffschmelze
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Eintauchverganges Filterelementes
weitesten von dessen Stirnfläche entfernt liegt, die die eigentliche Abdichtungszone bildet. Die das Filtermaterial am höchsten beanspruchende Wärmezone des schmelzenden Kunststoffes liegt also genau im Übergang vom geschmolzenen Kappenmaterial zur freien Filterfläche. Dies kann zur Versprödung des Filtermaterials in diecera Bereich führen, so daß gerade an dieser kritischen Stelle Rupturen oder Mikrolecks des Filtermaterials auftreten können, besonders dann, wenn die Filterelemente bis zu 50-mal autoklaviert werden.
Es ist zwar bereits bekannt (DE-OS 21 02 510), bei einem Filter der eingangs genannten Gattung die Endkappe mittels Kunststoff und induktiver Aufheizung eines Metallkörpers zu befestigen. Der Metallkörper kann dabei die Form einer dünnen Schicht haben und als Folie oder Draht im Kunststoff eingebettet sein. Es hat sich Jedoch herausgestellt, daß bei Verwendung eines Metalldrahtes die Schmelzwärme nicht gleichmäßig genug in die äußeren Randzonen der abzudichtenden Stirnzone des Filtermaterials gelangt und bei Verwendung einer dünnen Metallfolie diese sich im Kunststoff nicht stabil genug fixieren läßt, so daß diese während des Schmelzvorganges und der induktiven Anregung in Richtung auf die Dichtzone auswandert. Dabei besteht die Gefahr, daß die geschmolzene Kunststoffabdeckung seitlich verdrängt wird, ohne daß diese bestimmungsgemäß gleichmäßig an allen Stellen der Stirnseite des Filtermaterials in dieses eindringt und die Verbindung dicht wird.
De«? Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln ein Filterelement zu schaffen, dessen abzudichtende Stirnfläche tatsächlich absolut leckfrei mit dem Kunststoff der Kappe oder einem Gehäuseteil abgedichtet ist
SM 8111
und dessen ebenfalls vom Kunststoff umhüllten Anschlußbereiche vor einem beim Dichtungsvorgang überhitzten Xunststoff geschützt sind, wobei sicherzustellen ist, daß die Schmelzwärme sich gleichmäßig über die gesamte Fläche des Kunststoffes im Bereich der abzudichtenden Stirnseite des Filterelementes verteilt und die die Schmelzwärme an den Kunststoff abgebenden bzw. leitenden Bauteile auch während des Schmelzvorganges am zugewiesenen Ort verbleiben und nicht in der Schmelze wandern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der stirnseitigen Fläche des Filterelementes und dem Kunststoff ein von außerhalb durch Hochfrequenzschwingungen aktivierbarer, über die Schmelztemperatur des Kunststoffes aufheizbarer, scheibenförmiger Metallkörper angeordnet ist, der eine der stirnseitigen Dichtun,gszone angepaßte Form hat und der vom thermoplastisch verformbaren Kunststoff der Dichtungszone umhüllt ist und wobei der scheibenförmige Metallkörper vom Kunststoff durchsetzte Durchbrechungen aufweist und von diesem ^eidseitig abgedeckt ist. Der mit dem Filterelement noch unverbundene thermoplastisch verformbare Kunststoffkörper der Kappe oder des Gehäuses für den eingelagerten Metallkörper weist auf der dem Filterelement zugewandten Seite eine profilierte Kunststoffabdeckung auf, welche den in die abzudichtende Verbindungszone des Filterelementes eindringenden Kunststoff bildet.
Diese besondere Konstruktionsforra führt dazu, daß der ünmittelbar den Metallkörper umhüllende Bereich des Kunststoffes beim Schmelsvorgang die stärkste Erwärmung
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und damit die niedrigste Viskosität erreicht und zwar solange, bis die abzudichtende Stirnfläche des eigentlichen Filtermediums durch die weiter außerhalb liegende und hoher viskose Zone des geschmolzenen Kunststoffes hindurchgetaucht ist. Durch die vom Kunststoff durchsetzten Durchbrechungen wird der MetallkSrper während des SchmelzVorganges am Auswandern gehindert.
Der Erfindungsgedanke ist in zwei Ausführungsbeisp? jlen anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig.l ein rohrförmiges Filterelement mit auf einer Stirnseite angeordneten Kappe und auf der anderen Stirnseite integriertem Gehäuse und
Fig.2 den mit Kunststoff umschlossenen Metallkörper als separates Bauteil des Filterelementes.
Das Filterelement 1 ist in bekannter Weise aufgebaut und besteht aus einer Kappe 2 aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff, einer ähnlich aufgebauten Kappe 2' als Bestandteil eines umschließenden Kunststoffgehäuses 10 mit Auslaß 11 und besteht weiterhin aus einer äußeren Rückstausicherung 3 aus Kunststoff oder Metall, dem eigentlichen Filtermedium 4, welches in eine Vielzahl von Falten plissiert sein kann. Die Kappe P ist in diesem Ausführungsbeispiel stirnseitig geschlossen und bildet die Anstromseite des Fi.lterelementes 1.
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Die Kappe 2 bildet eine im Querschnitt U-formige Hohlringscheibe mit einem im Kappenboden 6 eingelagerten Metallkörper 7 in Form einer kreisrunden, gelochten Stahlscheibe.
5
Der rechtsseitige Detailpunkt zeigt die noch nicht thermoplastisch verformte Kunststoffabdeckung 8 und die noch nicht abgesenkte Stirnfläche y des Filterelementes 1. Die linksseitige Schnittdarstellung zeigt das dichtend mit der Kappe 2 verbundene Filterelement 1. Wie aus der rechtsseitigen Schnittdarstellung ersichtlich ist, ist die Kunststoffabdeckung 8 im Querschnitt wellenförmig oder trapezförmig oder sägezahnformig ausgebildet bzw. weist entsprechend gestaltete Einzelstege auf. Diese Formgestaltung dient zur gleichmäßigeren Anschmelzung der Kunststoffabdeckung 8, wobei die seitlichen Einbuchtungen 12 dazu dienen, daß das angrenzende Kappenmaterial nicht zwangsläufig in den Schmelzvorgang einbezogen und geschwächt wird.
Die Hochfrequenzschweißtechnik für Kunststoffe ist bekannt. Es wird hierzu verwiesen auf Sonderdruck aus Plastverarbeiter Heft 3/1978, Seiten 123 bis 125.
Zur Einleitung des AnschmelzVorganges der Kunststoffabdeckung 8 hat las Filterelement 1 die in der rechtsseitigen Schnittdarstellung gezeigte Position eingenommen. Der von außen aktivierte und in hochfrequente Schwingungen versetzte Metallkörper 7 schmilzt die gestrichelt angedeutete Zone der Kunststoffmasse an, wobei das Filterelement 1 durch Schwerkraft oder unterstützt durch Anpressdruck mit seiner Stirnfläche 9 in die schmelzende
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Kunststoffmasse der Kunststoffabdeckting 8 einsinkt und sich mit dieser leckdicht verbindet, wobei nach Abkühlung der Kunststoffmasse die linksseitig angedeutete homogene Verbindung von Kappe 2 bzw. 2' und dem Filterelement 1 erreicht wird. Wie dargestellt, wird durch die Kunststoffmasse 8· auch die äußere Rüekstausicherung 3 einbezogen, während die innere Kernverstärkung 5 mit den Kappen 2, 21 unverbunden bleibt. Die Kappe 21 bzw. das umschließende Gehäuse 10 1st damit über das Filtermedlum 4 und die Rückstausicherung 3 mit der anderen Kappe 2 verbunden.
Die besondere Verbindungsart ermöglicht auch ein Losen der Kappe 2 vom Filterelement 1, falls dies aus bestimmten Gründen erwünscht ist. Durch Reaktivieren des Metallkorpers 7 mit Hilfe von hochfrequenten Schwingungen kann der Kunststoff 8' in der Verbindungszone wieder geschmolzen und die Kappe 2 abgezogen werden.
In der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der Metallkörper 7 ebenfalls als Lochscheibe ausgebildet, d.h. weist Durchbrechungen 13 auf, die vom Kunststoff 8 durchsetzt sind. Dieser umschließt den Metallkörper 7 allseits und bildet abweichend von Fig. 1 mit diesem ein separates Bauteil des Filterelementes 1, wodurch eine Differenzierung des Kunststoffes der Kappe 2 bzw. des Gehäuses 2f,10 gegenüber des Kunststoffes der Abdeckung 8 bezüglich Zusammensetzung und Schmelzpunkt sowie anderer Parameter möglich ist, um optimale Bedingungen zu erreichen. Die Durchbrechungen 13 sorgen für eine gleichmäßige Verteilung der Hochfrequenzenergie in Richtung beider Kunststoffabdeckungen.
Die Energiezuführung von außen durch hochfrequente Schwingungen auf den Metallkörper 7 läßt sehr viel Freiheiten bezüglich der Form der Kappen 2,2' zu, da lie Randbereiche durch keinerlei Strahlungswärme belastet werden, wie sie bei der herkömmlichen Anschmelzung der Kappen durch Flammenerhitzung auftreten.
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Zusammenfassung der Gebrauchsmusterraumform Filterelement zur Filtration von Fluiden
Bei einem zu einem Quader, Zylinder, Rohr oder Strang geformten Filterelement (1), welches stirnseitig mit einer Kappe (2) oder einem Gehäuseteil (21) aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff leckdicht verbunden ist, Ist zwisehen der stirnseitigen Fläche (9) des Filterelementes (1) und dem Kunststoff (8) ein von außerhalb durch Hochfrequenzschwingungen aktivierbarer, über die Schmelztemperatur des Kunststoffes aufheizbarer Metallkörper (7) angeordnet, der eine der stirnseitigen Dichtzone (9) angepaßte Form hat und der vom thermoplastisch verformbarem Kunststoff (8; der Dichtungszone (9) umhüllt ist. Der mit dem Filterelement (1) noch unverbundene thermoplastisch verformbare Kunststoffkörper der Kappe (2) oder des Gehäuses (2·) hat für den eingelegten Metallkörper (7) auf der dem Filterelement (1) zugewandten Seite eine profilierte Kunststoffabdeckung (8), welche den in die abzudichtende Verbindungszone (9) des Filterelementes (1) eindringenden Kunststoff (81) bildet. Die Kunststoffabdeckung (8) kann den Metallkörper (7) allseits umschließen und mit diesera ein separates Bauteil bilden. Der Metallkörper (7) weist Durchbrechungen (13) auf, die vom Kunststoff (8) durchsetzt sind (Fig. 1).
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Claims (4)

Sartorius GmbH Weendep Landstraße 9^-108 D-3400 Gottingen Akte SM 8111 Κδ-kl 10. Nov. 1982 Filterelement zur Filtration von Fluiden Ansprüche:
1. Zu einem Quader, Zylinder, Rohr- oder Strang geformtes Filterelement, welches stirnseitig mit einer Kappe oder einem Gehäuseteil aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff leckdicht verbunden 1st, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:
a) zwischen der stirnseitlgen Fläche (9) des Filterelementes (1) und dem Kunststoff (81) ist ein von außerhalb durch Hochfrequenzschwingungen aktivierbarer, über die Schmelztemperatur des Kunststoffes aufheiz-
ή (α
barer, scheibenförmiger Metallkörper (7) angeordnet, der eine der stirnseitigen Dichtungszone (9) angepaßte Form hat, und
b) der Metallkörper (7) weist vom Kunststoff (8,8*) durchsetzte Durchbrechungen (13) auf und ist von diesem beidseitig abgedeckt.
2. Filterelement naca Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - daß der mit dem Filterelement (1) noch unverbundene thermoplastisch verformbare Kunststoffkörper der Kappe (2) oder des Gehäuses (10) für den eingelagerten Metallkörper (7) auf der dem Filterelement (1) zugewandten Seite eine profilierte Kunststoffabdeckung (8) in Form von im Querschnitt wellenförmigen, trapezförmigen oder sägezahnformigen Stegen oder in Form von Einzelstegen, Nocken oder Konen aufweist, welche den in die abzudichtende Verbindungszone (9) des Filtereleraentes (1) eindringenden Kunststoff (81) bildet. 20
3· Filterelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, - daß der Metallkörper (7) als Ringscheibe ausgebildet ist.
4. Filterelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, - daß die profilierte Kunststoffabdeckung (8) im ungeschmolzenen Zustand ein den Metallkörper (7) abdeckendes und haltendes separates TpII büdet.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3318940A1 (de) * 1983-05-25 1984-11-29 Sartorius GmbH, 3400 Göttingen Rohrfoermiges filterelement
DE3817793A1 (de) * 1988-05-26 1989-11-30 Seitz Filter Werke Rohrfoermiges filterelement
DE102004064184B4 (de) 2003-03-26 2018-12-06 Mann+Hummel Gmbh Filteranordnung und ein Verfahren zu deren Herstellung
DE102018116618A1 (de) 2018-07-10 2019-05-16 Mann+Hummel Gmbh Rundfilterelement, insbesondere zur Gasfiltration

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