DE8916073U1 - Luftfilter - Google Patents

Description

DIPLrING. HORST ROSE DIPPING. PETCR KOSEL DIPLriNG. PETER SOBISCH PATENTANWÄLTE ^: *; ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT-EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

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G 89 16 073.8 Camfil AB

01

UnserZeichen/Ourref. 4167/1

Datum/Date 22. Juni 1993

BESCHREIBUNG

Luftfilter

Die Erfindung betrifft Luftfilter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Solche Luftfilter werden z.B. in Montagestationen für elektronische Schaltkreise etc. zur Erzeugung einer sehr reinen Umgebung verwendet. Um eine sehr reine Atmosphäre am Montagetisch zu erzielen, wird ein sehr reiner Luftstrom senkrecht nach unten auf den Tisch gerichtet. Auf diese Weise wird eine Schranke erzeugt, die verhindert, daß Staub aus der Umgebung die Werkstücke erreicht. Der große Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß nicht einmal die Person, die die Arbeit ausführt, zur Verunreinigung des Werkstücks beiträgt. Im allgemeinen sind dies höherwertige Filter, die praktisch keinerlei Verunreinigungen durchlassen.

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Ol Bekannte Luftfilter werden aus einer rechteckigen Zickzackfaltung einer Filterbahn gefertigt mit zwischengeschalteten Abstandselementen aus Aluminium, wobei diese Abstandselemente aus zickzackgebogenen Aluminiumstreifen bestehen. Es ist leicht ersichtlich, daß diese Filter ziemlich teuer werden, und zwar nicht nur vom Materialaufwand her, der zu ihrer Fabrikation erforderlich ist, sondern ebenso infolge des erheblichen Arbeitsaufwands.

Man hat daher versucht, diese Luftfilter ohne die aufwendigen Aluminium-Abstandselemente herzustellen. So wurde z.B. vorgeschlagen, einfache Filter zu benutzen, die nur aus zickzackgefalteten Papierelementen bestehen. Es hat sich leider gezeigt, daß dies keine sehr gute Lösung ist. Filter, die auf diese Art hergestellt werden, können zwar die notwendige Luftmenge bewältigen, und sie sorgen für eine ausreichend reine Luft, aber ausreichend reine Arbeitsbedingungen schaffen sie nicht, wenn sie oberhalb der Werkbank angebracht werden, weil Staub aus der Umgebung in den Luftstrom angesaugt wird.

Dies liegt daran, daß diese Filter den geforderten gleichmäßigen Strom der den Filter verlassenden Luft nicht abgeben. Statt dessen führen sie zu einem ziemlich turbulenten Strom, der die reine Umgebung am Werkstück total zerstört. Staub aus der Umgebung kann leicht in den Wirbeln eingefangen und in den Luftstrom gerissen werden und das Werkstück verunreinigen.

Die oben erwähnten, teureren höherwertigen Filter mit Abstandselementen aus Aluminium hingegen sorgen für einen äußerst gleichmäßigen Luftstrom. Der Grund hierfür ist, daß die Luft mit Hilfe der Aluminiumstreifen sehr genau durch das Filter geführt wird, wodurch viele röhrenartige, parallele Durchlässe entstehen. Die billigeren Filter bieten nicht die gleiche Präzision in der

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Ol hindurchströmenden Luft, und dieser Mangel an Präzision resultiert in Veränderungen der Strömungsrichtung über der Filteroberfläche.

Bei einem bekannten Luftfilter der eingangs genannten Art (GB 1 272 564) ist das Filtermaterial 12 aus zwei Lagen 20, 22 aufgebaut, von denen eine 22 mit Phenolharz imprägniert ist. Beide Lagen werden in gefalteter Form erhöhter Temperatur ausgesetzt, wodurch das Phenolharz aushärtet und das gefaltete Filtermaterial 12 formstabil oder selbsttragend wird (Seite 2, Zeile 26 bis 42). Quer über einlaßseitige Scheitel des Filtermaterials 12 sind im Abstand voneinander Metallstäbe 24, 24 gelegt, die eine einlaßseitige Bahn 16 aus offenporigem Polyurethanschaum abstützen. All diese Teile sind durch ein geschmolzenes Kunststoffpulver aneinander gebunden (Seite 2, Zeile 61 bis 65). Die auslaßseitigen Scheitel des Filtermaterials 12 ruhen auf einem grobmaschigen Metallgitter 14, das seinerseits auf einer auslaßseitigen Bahn 18 aus offenporigem Polyurethanschaum liegt. Auch diese Teile sind durch ein geschmolzenes Kunststoffpulver aneinander gebunden (Seite 2, Zeile 50 bis 61). Das bekannte Luftfilter ist sehr aufwendig in der Herstellung, von verhältnismäßig hohem Gewicht und wegen der vielen unterschiedlichen verwendeten Materialien schwer 7u entsorgen.

Aus der US 4 135 900 A ist aus Fig. 8 bis 9 ein Luftfilter 210 an sich bekannt, dessen gefaltetes Filtermedium 16 nicht selbst formstabil ist. Vielmehr sind die auslaßseitigen Scheitel des Filtermediums 16 an zwei grobmaschigen, ebenen, steifen Gittern 130, 130 abgestützt (Spalte 4, Zeile 23 bis 26, und Spalte 5, Zeile 11 bis 16). Jedes Gitter 130 ist durch zwei Traversen 42, 42 gehalten. Eine Ausrichtung des ReinlufStroms durch die

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Ol Gitter 130, 130 ist weder beabsichtigt noch vorstellbar.

Aus der DE 30 37 019 Al und der entsprechenden FR 2 490 970 Al ist es an sich bekannt, auf beide Seiten des Filtermaterials 1 quer zu Faltkanten 2 Stränge 5 aus einem nach Aushärtung zähelastischen Kunststoff in seitlichem und in Längsabstand voneinander aufzubringen. Außenkanten 12 der Stränge 5 werden durch Rollen 13 mit einem Lösungsmittel angelöst und am Ende der Faltung in bindende Berührung mit den zuvor ebenso angelösten Außenkanten 12 der gegenüberliegenden Stränge 5 gebracht. Die Stränge 5 wirken danach als Abstandshalter oder Separatoren für die Falten des Filtermaterials 1.

Aus der DE-Offenlegungsschrift 2 407 329 ist eine kreisringförmige Luftfilterpatrone für eine Brennkraftmaschine an sich bekannt. Die Patrone wird radial von außen mit Staubluft angeströmt und gibt die gefilterte Reinluft nach innen hin in das Ansaugsystem der Brennkraftmaschine ab. Ein Filterelement 1 besteht aus porösem, gefaltetem Papier und ist außen, also einlaßseitig, von einer tragenden Schutzhülle 3 aus grob perforiertem Blech umgeben. Innen, also auslaßseitig, umgibt das Filterelement 1 ein metallisches Flammenschutzgitter 2. Zwischen den auslaßseitigen Scheiteln des Filterelements 1 und dem Flammenschutzgitter 2 verläuft ein endloser Strang 6 aus einem haftenden und ausreichend viskosen Stoff, der bei erhöhter Temperatur polymerisiert und fest wird, aber flexibel bleibt. Auf der Einlaßseite ist dagegen jedes Stück A des Filterelements 1 nur an einem Ende durch eine begrenzte Klebstoffportion 11 an das perforierte Schutzblech 3 geheftet. Weder das einlaßseitige Schutzblech 3 noch das auslaßseitige metallische Flammenschutzgitter 2 ist dazu bestimmt und in der Lage, den Reinluftstrom auszurichten. Dies ist auch gar nicht

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Ol erforderlich, weil die Reinluft im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine nachfolgend noch zahlreiche, erhebliche Richtungsänderungen erfährt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftfilter kostengünstig herzustellen, das aber dennoch brauchbar ist für solche Anwendungen, bei denen eine sehr gleichmäßige Strömung auf der Reinluftseite des Filters erforderlich ist, z.B. an Arbeitsplätzen, an denen ein sehr hohes Maß an Reinheit erreicht werden muß.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dabei wird die Turbulenz hinter dem Filter erhöht. Dies geschieht dadurch, daß ein feinmaschiges Gewebe oder anderes leicht luftdurchlässiges Material mit kleinen Durchtrittsöffnungen für die Luft direkt hinter dem Filtermaterial angeordnet wird. Auf diese Weise werden die Teilströme, die vom Filtermaterial selbst ausgehen, in vielfache kleinere Ströme mit verschiedenen Richtungen aufgeteilt, die, nachdem sie die Bahn passiert haben, sich in seitlicher Richtung gegenseitig kompensieren, während die allgemeine Strömungsrichtung erhalten bleibt, und es wird eine sehr gleichmäßige Reinluftströmung erreicht. Das Filter baut besonders leicht und kostengünstig, weil zusätzliche metallische Stützstäbe und Stützgitter völlig entfallen.

Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist einerseits strömungstechnisch günstig und verleiht andererseits dem Filtermaterial zusätzliche Stabilität.

Die Merkmale des Anspruchs 3 sind ebenfalls strömungstechnisch günstig und können zu einer fertigungstechnisehen Vereinfachung führen. In diesem Fall wird die Bahn entweder ringsum am Rand mit dem Filtermaterial dicht

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Ol verklebt oder zusammen mit dem Filtermaterial in an sich bekannter Weise in einem Filterrahmen gasdicht vergossen .

Die Merkmale des Anspruchs 4 bringen insbesondere den Vorteil, größere Staubpartikel und Fremdkörper daran zu hindern, in die Taschen des Filtermaterials einzudringen. Die Einlaßfläche der Bahn läßt sich von Zeit zu Zeit abstauben oder reinigen, wodurch die Lebensdauer des Filters erheblich verlängert wird. Der Luftstrom legt die Bahn unmittelbar an die einlaßseitigen Scheitel des Filtermaterials an. Dadurch erfährt die Bahn eine Stützung durch das Filtermaterial.

Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 bietet einerseits strömungstechnische Vorteile und erhöht andererseits die Stabilität des Filtermaterials.

Gemäß Anspruch 6 ergibt sich eine fertigungstechnisch besonders günstige Lösung. Dabei ist die Bahn entweder ringsum am Filtermaterial verklebt oder zusammen mit diesem in an sich bekannter Weise in einen Filterrahmen gasdicht eingegossen.

Die Ausbildung gemäß Anspruch 7 bringt fertigungstechnische Vorteile und führt zu einer besonders großen freien Filterfläche.

Gemäß Anspruch 8 ist ohne zusätzliche Abstandshalter eine sehr genaue Gestaltung der vorzugsweise keilförmigen Filtertaschen erzielbar.

Gemäß Anspruch 9 werden die Scheitelstränge auch zur Fixierung der Bahn ausgenutzt, ohne daß dafür zusätzlicher Klebstoff und zusätzliche Arbeitsgänge erforderlich

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Ol wären.

Die Merkmale des Anspruchs 10 fördern die Einhaltung der idealen Geometrie für die Filtertaschen und damit Wirkungsgrad und Lebensdauer des Filters.

Gemäß Anspruch 11 läßt sich der Arbeitsbereich auf einer Reinen Werkbank besonders wirksam rein halten.

Die Erfindung wird weiter unten anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt ist.

In der Zeichnung ist ein bahnförmiges Filtermaterial mit 1 bezeichnet. Bei Herstellung des Filters werden Faltlinien 2 im Filtermaterial 1 vorgeformt, indem das Filtermaterial 1 entlang paralleler Linien zusammengepreßt
wird. In der nächsten Station wird Klebstoff auf die

Oberseite und die Unterseite des Filtermaterials 1

aufgetragen. Es ist zu erkennen, daß der Klebstoff nicht als durchgehender Strang, sondern in kurzen Scheitelsträngen 3 aufgetragen wird, die in seitlichem und
Längsabstand voneinander angeordnet sind. Das Auftragen

der Scheitelstränge 3 erfolgt in der Weise, daß dann,

wenn beim nachfolgenden Fabrikationsschritt das Filtermaterial 1 gefaltet wird, ein gleichmäßiges keilförmiges Aussehen erreicht wird. Dieses keilförmige Aussehen wird dadurch erreicht, daß zwei einander gegenüberliegende

Klebstoffstellen 31 und 32 benachbarter Scheitelstränge
3 an der offenen Seite 4 jedes Keils in Kontakt miteinander kommen, wohingegen an der Innenseite eines Scheitels 5 des Keils kein Klebstoff aufgetragen wird, und in der näheren Umgebung des Scheitels 5 der Klebstoff

lediglich in Form eines kurzen Flächenstrangs 7 auf eine der beiden einander gegenüberliegenden Flächen 8 und 9

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Ol des Filtermaterials 1 aufgetragen wird. Auf die gleiche Art wird der Klebstoff dann auf die andere Seite des Filtermaterials 1 aufgetragen.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Filtermaterial 1 gefaltet, während der Klebstoff 3, 7 noch zumindest teilweise geschmolzen ist, so daß die Klebstoffstellen 31, 32 an sich selbst und der kurze Flächenstrang 7 an der gegenüberliegenden Fläche 9 des Filtermaterials 1 kleben können und das Filter zusammenklebt. Auf diese Weise kann bei gegebener Zuliefergeschwindigkeit des bahnförmigen Filtermaterials 1 der Abstand zwischen den Falten und somit die Größe der Filterfläche durch die Geschwindigkeit bestimmt werden, mit der das gefaltete Filtermaterial 1 entnommen wird.

Eine schnelle Entnahme ergibt relativ weite Keile, während eine langsamere Entnahme ein kompakteres Filter mit einer größeren wirksamen Oberfläche ergibt. Es ist auch möglich, die Klebstoffstränge 3, 7 vor dem Faltvorgang härten zu lassen, und es kann der Klebstoff an der Faltstation wieder geschmolzen werden oder auch nicht. Tatsächlich muß es nicht Klebstoff sein, der verwendet wird, es können auch andere Materialien auf das Filtermaterial 1 aufgebracht werden, um ihm beim Faltvorgang das keilförmige Aussehen zu geben.

Bei der gezeichneten Ausführungsform ist allerdings der Klebstoff von Bedeutung, denn er wird dazu benutzt, ein zusätzliches luftdurchlässiges Blattmaterial oder eine Bahn 6 auf die Auslaßseite des gefalteten Filtermaterials 1 zu kleben. Die Bahn 6 wird nach oben und gegen den Boden oder die Auslaßseite des gefalteten Filtermaterials 1 gedrückt. Da sich die Scheitelstränge 3 über die Außenseite der auslaßseitigen Scheitel 5 erstrecken, braucht für die Befestigung der durchlässigen Bahn 6

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Ol kein zusätzlicher Klebstoff aufgetragen zu werden.

Falls zusätzliche Festigkeit gewünscht wird, kann eine zusätzliche luftdurchlässige Bahn auf die Einlaßseite des Filters auf die gleiche Art aufgebracht werden, sie muß aber durch ein Luftkissen oder etwas ähnliches nach unten gegen das gefaltete Filtermaterial 1 gedrückt werden. Dadurch wird nicht nur die Filterfestigkeit erhöht, sondern es wird gleichzeitig verhindert, daß große Staubklumpen in die feine Filterstruktur eindringen. Auf diese Weise kann die Einlaßseite des Filters abgestaubt werden, wodurch die Lebensdauer des Filters verlängert wird.

In späteren, nicht dargestellten Stufen der Filterherstellung kann das Filter auf gewünschte Größen etc. zugeschnitten werden.

In der obigen Beschreibung ist nur eine Art beschrieben worden, mit der der keilförmige Querschnitt der Filterfalten erreicht wird. Es gibt natürlich noch andere Verteilungsmuster des Klebstoffs, und natürlich kann auch die zusätzlich aufgebrachte Bahn in einer gesonderten Klebestation aufgebracht werden.

Claims (11)

1. ANSPRÜCHE

   mit einem zickzackgefalteten Filtermaterial (1),

   wobei hinter einer Auslaßseite des Filtermaterials 05 (1) parallel zu einer sich durch auslaßseitige Scheitel (5) des Filtermaterials (1) erstreckenden Ebene eine Bahn (6) aus einem luftdurchlässigen, feinmaschigen oder feinvernetzten Material angeordnet ist,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (6) unmittelbar 10 hinter den auslaßseitigen Scheiteln (5) des Filtermaterials (1) angeordnet ist.
2. 2. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (6) unmittelbar an dem Filtermaterial (1) befestigt ist.

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3. 3. Luftfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   -2-PK/La

   Bankkonto: NORD/LB, NL Bad Gandersheim (BLZ:

   Konto: Postgiroamt Hannover (BLZ 250 100 30), K;o.-Ni. 667 15-307

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   Ol daß die Bahn (6) lose auf die Auslaßseite des Filtermaterials (1) aufgelegt ist.
4. 4. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor einer Einlaßseite (j_es Filtermaterials (1) parallel zu einer sich durch einlaßseitige Scheitel (5) erstreckenden Ebene eine Bahn aus einem luftdurchlässigen, feinmaschigen oder feinvernetzten Material angeordnet ist.
5. 5. Luftfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn unmittelbar an dem Filtermaterial (1) befestigt ist.
6. 6. Luftfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn lose auf die Einlaßseite des Filtermaterials (1) aufgelegt ist.
7. 7. Luftfilter nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn (6) mit den Scheiteln (5) des Filtermaterials (1) verklebt ist.
8. 8. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß quer über eine Außenseite jedes Scheitels (5) klebfähige Scheitelstränge (3) in seitlichem und Längsabstand voneinander gelegt sind,

   und daß in der endgültigen zickzackgefalteten Form des Filtermaterials (1) Stellen (31) der Scheitelstränge (3) jedes Scheitels (5) an Stellen (32) der Scheitelstränge (3) des benachbarten Scheitels (5) zur Fixierung des Abstands der Scheitel (5) voneinander klebend aneinander anliegen.
9. 9. Luftfilter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

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   Ol daß die Bahn (6) durch Scheitel der Scheitelstränge (3) klebend gehalten ist.
10. 10. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem aneinander anliegenden Stellenpaar (31,32) benachbarter Scheitelstränge (3,3) und dem gegenüberliegenden, gemeinsamen Scheitel (5) ein kurzer, klebfähiger Flächenstrang (7) gegenüberliegende Flächen (8,9) des Filtermaterials (1) im Abstand voneinander aneinanderheftet.
11. 11. Luftfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es oberhalb einer Reinen Werkbank angeordnet und der Reinluftstrom nach unten auf die Reine Werkbank gerichtet ist, wobei die von dem Filtermaterial (1) ausgehenden Teilströme in vielfache kleinere Ströme mit verschiedenen Richtungen aufgeteilt sind, die sich in seitlicher Richtung gegenseitig kompensieren, während die allgemeine senkrechte Strömungsrichtung erhalten bleibt und die senkrechte Reinluftströmung sehr gleichmäßig ist.

    Patentanwälte Dipl.-Inge. Rose, Kosel & Sobisch