DE9313345U1

DE9313345U1 - Filterschale

Info

Publication number: DE9313345U1
Application number: DE9313345U
Authority: DE
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 1993-09-04
Filing date: 1993-09-04
Publication date: 1993-11-04
Anticipated expiration: 2003-09-05
Also published as: DE4422531C2; DE4422531A1

Description

6 16 417 - les 23. August 1993

Festo KG 73734, Esslingen

Fi1terschale

Die Erfindung betrifft eine Filterschale eines zur Druckluftauf berei tung in der Pneumatik einzusetzenden Filters, mit einem von der Wand der Filterschale begrenzten, zur Aufnahme von Flüssigkeit geeigneten Sammelraum.

In pneumatischen Anlagen ist es erforderlich, die Druckluft nach bestimmten Kriterien aufzubereiten, um eine ausreichende Funktionssicherheit und Lebensdauer zu gewährleisten. Verunreinigungen der Druckluft wie Zunder, Rost und Staub sowie die in der Druckluft enthaltenen flüssigen Bestandteile, welche sich als Kondensat niederschlagen, können in pneumatischen Anlagen große Schäden verursachen. Um diese Einflüsse auszuschalten, werden in jeder pneumatischen Steuerung sogenannte Druckluft-Wartungsgeräte eingesetzt, die unter anderem wenigstens einen Filter enthalten. Dieser Filter hält die genannten Verunreinigungen zurück. Flüssigkeiten werden durch eine hier nicht näher interessierende Spezialeinrichtung in die Filterschale des

Filters abgeschieden und in dem dortigen Sammeiraum angesammelt. Von Zeit zu Zeit findet eine automatische oder manuelle Entleerung statt.

Im Betrieb einer pneumatischen Anlage steht der den Sammelraum bildende Innenraum der Filterschale ständig unter hohem Druck. Daher sind an die Filterschale gewisse Festigkeitsanforderungen gestellt. Damit diese erfüllt werden, verwendet man bisher Filterschalen aus Metall, Glas oder Kunststoffmaterial. Wegen der Vorteile hinsichtlich der Fertigung und der Möglichkeit, lichtdurchlässige Materialien zu verwenden, die ein Ablesen des Kondensat-Pegelstandes zulassen, wäre vor allem Kunststoffmaterial vorzuziehen. Um einem Ausfall der Filterschalen infolge Spannungsrißkorrosion entgegenzuwirken, wären dann jedoch qualitativ sehr hochwertige und damit auch sehr teure Kunststoffe, z. B. amorphes Polyamid, notwendig. Spannungsrißkorrosion kann beispielsweise dann auftreten, wenn infolge unsachgemäßer Reparaturarbeiten an beliebiger Stelle der Druckluftanlage Fette, Alkohole, Alkoholderivate oder sonstige organische Stoffe in den Druckluftkreislauf gelangen und sich letztlich in der Filterschale niederschlagen. Auch durch das Luftansaugen können so derartige Spannungsrisse auftreten. In Verbindung mit den vom Innendruck hervorgerufenen mechanischen Spannungen kann eine Rißbildung in der Wand der Filterschale ausgelöst werden.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filterschale zu schaffen, die bei geringen Werkstoffkosten eine hohe Funktionssicherheit garantiert und insbesondere das Auftreten von Spannungsrißkorrosion ausschließt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Wand der Filterschale einen durchgehend mindestens zweischichtigen Aufbau hat, wobei eine maßgeblich für die Druckfestigkeit der Filterschale verantwortliche, aus Kunststoffmaterial bestehende Basisschicht vorhanden ist, die an ihrer dem Sammelraum zugewandten Innenseite in stoffschlüssiger Verbindung mit einer den Sammelraum unmittelbar begrenzenden und diesen von der Basisschicht abschirmenden Schutzschicht steht, die gegenüber organischen Druckluftverunreinigungen beständig ist.

Auf diese Weise kann als Basismaterial für die Filterschale, das die gewünschte Druckfestigkeit gewährleistet, qualitativ geringwertes Kunststoffmaterial eingesetzt werden, also Material, das zwar die Festigkeitsanforderungen erfüllt, das jedoch in bezug auf Korrosionsbeständigkeit keinen besonderen Anforderungen zu unterliegen hat. Die daraus gebildete Basisschicht bildet praktisch den Trägerwirkstoff für die Schutzschicht, die selbst sehr dünn ausfallen kann und die gegen die zu erwartenen Druckluftver-

unreinigungen beständig ist. Sie schirmt die Basisschicht von den in den Sammelraum gelangenden Stoffen wirksam ab. Infolge der stoffschlüssigen Verbindung wirkt die Filterschale trotz des Mehrschichtaufbaus weiterhin als ein Bauteil, dassich wie die bisherigen einteiligen Filterschalen handhaben läßt. Bei der Herstellung wird zweckmäßigerweise so vorgegangen, daß man zunächst aus dem Material der Basisschicht einen der Grundform der Filterschale entsprechenden Basiskörper herstellt, beispielsweise durch Gießen, wonach man die Schutzschicht im Rahmen eines Beschichtungsverfahrens aufbringt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Besonders kostengünstig ist es, wenn die Filterschale aus genau zwei Schichten besteht, nämlich aus der Basisschicht und aus der an der Innenseite der Basisschicht stoffschlüssig angeordneten Schutzschicht. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht auch an der Außenseite der Basisschicht eine äußere Schutzschicht vor, so daß korrosiv verursachte Beschädigungen der Filterschale auch dann ausgeschlossen sind, wenn die Filterschale versehentlich mit einem der genannten aggressiven Stoffe in Berührung gelangt, was beispielsweise im Rahmen einer zu Reparatur-

zwecken erfolgenden vorübergehenden Demontage der Filterschale der Fall sein kann.

Als besonders hart, temperaturbeständig und auf Grund ihrer räumlichen Vernetzung nahezu von keinem Lösungsmittel angreifbar hat sich ein siliciumorganische Schutzschicht herausgestellt. Sie führt zu einem glasartigen Überzug der Oberfläche der Basisschicht.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Schutzschicht als Plasma-Polymerisationsschicht ausgebildet. Sie wird zweckmäßigerweise auf die zuvor separat hergestellte und einen in sich starren Basiskörper darstellende Basisschicht aufgetragen. Hierbei wird eine Plasma-Po 1 y m e r i sationsverfahren eingesetzt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine Komponente einer Druckluftanlage, die mit einer erfindungsgemäßen Filterschale ausgestattet ist, und

Fig. 2 eine ausschnittsweise Darstellung der Filterschale gemäß Fig.lim Längsschnitt gemäß Schnitt-

linie II-II, bei entferntem Kondensat-Ablaßventil.

Aus Fig. 1 geht ein zur Druckluftaufbereitung verwendbares sogenanntes Wartungsgerät 1 hervor, das sich aus einem
Druckregelventil 2 und einem daran angeflanschten Filter zusammensetzt. Im Betrieb wird das Wartungsgerät 1 von
Druckluft durchströmt, wobei in dem Filter 3 Verunreinigungen verschiedenster Art zurückgehalten werden, so daß sie nicht zu den stromab angeschlossenen, pneumatisch betätigten Einrichtungen, z. B. Ventile oder Arbeitszylinder, gelangen. In den Filter 3 integriert ist auch eine
nicht näher dargestellte und an sich bekannte Abscheideeinrichtung, in der in der Druckluft enthaltene flüssige Bestandteile als Kondensat abgeschieden werden. Diese
Flüssigkeiten werden von einer Filterschale 4 des Filters 3 aufgefangen. Die Filterschale 4 begrenzt zu diesem Zweck in ihrem Innern einen entsprechenden Sammelraum 5.

Ein an der Unterseite der Filterschale 4 angebrachtes Ablaßventil 6 ermöglicht eine bedarfsgemäße Entleerung des Sammelraumes 5 vom niedergeschlagenen Kondensat. Das Ablaßventil 6 kann manuell oder füllstandsabhängig automatisch betätigbar sein. In Fig. 2 ist das Ablaßventil 6
nicht dargestellt, so daß lediglich die das Ablaßventil 6

normalerweise aufnehmende Durchbrechung 7 der Filterschalenwand 8 ersichtlich ist.

Die Filterschale 4 des Ausführungsbeispiels ist becherartig ausgebildet. Sie hat einen hohlzylindrischen Wandabschnitt 12, der an einer Axialseite in einen kugelkappenförmigen Wandabschnitt 13 übergeht, in dessen Scheitelbereich die Durchbrechung 7 ausgebildet ist. An der dem Wandabschnitt 13 entgegengesetzten Seite ist die Filterschale 4 offen, mit dieser Seite voraus läßt sie sich an der Filtereinrichtung 14 des Filters 3 lösbar befestigen.

Aus dem Längsschnitt der Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Wand der beispielsgemäßen Filterschale 4 durchgehend einen zweischichtigen Aufbau hat. Diese beiden Wandschichten, eine Basisschicht 15 und eine Schutzschicht 16, liegen in Wand-Dickenrichtung 17 aufeinander. Die Basisschicht 15 besteht aus einem lichtdurchlässigen Kunststoffmaterial und ist der für die Druckfestigkeit der Filterschale 4 maßgebliche Wandbestandteil. Die Schutzschicht 16 ist an der dem Sammelraum 5 zugewandten Innenseite 18 der Basisschicht 15 vorgesehen und schirmt letztere zum Sammelraum 5 hin vollständig ab. Dadurch können sich im Sammelraum niederschlagende Verunreinigungen der Druckluft nicht in Kontakt mit der Basisschicht 15 gelangen, so daß die Mög-

lichkeit des Auftretens von Spannungsrißkorrosion an der Basisschicht 15 ausgeschlossen ist. Die Schutzschicht selbst besteht aus einem Material, das gegen Spannungsrißkorrosion nicht anfällig ist. Es ist gegen organische Stoffe, insbesondere gegen Alkohole, Alkoholderivate, Ester und Fette_sbeständig. Die Kosten derartigen Materials sind zwar regelmäßig nicht gering. Da die Schutzschicht 16 jedoch keine oder zumindest keine nennenswerte Festigkeitsfunktion in bezug auf die Filterschale 4 auszuüben hat, kann die Schutzschicht 16 sehr dünn und filmartig ausgebildet sein, so daß die Werkstoffkosten kaum ins Gewicht fallen. Für die Basisschicht 15 hingegen kann Material verwendet werden, das keine besondere Korrosionsresistenz aufweist und daher relativ kostengünstig ist. Es kann qualitativ geringwertiges Kunststoffmaterial verwendet werden, wobei lediglich darauf zu achten ist, daß die notwendige Festigkeit und Steifigkeit gegeben ist.

Auch das Material der Schutzschicht 16 ist beim Ausführungsbeispiel lichtdurchlässig ausgebildet, so daß die Filterschale 4 insgesamt lichtdurchlässig ist und die Möglichkeit besteht, den Pegelstand des Kondensats im Sammelraum 5 jederzeit von außen her abzulesen.

In Fig. 2 ist strichpunktiert eine weitere dritte Mate-

rialschicht angedeutet, bei der es sich um eine zweite Schutzschicht 2 2 handelt. Sie befindet sich an der der inneren ersten Schutzschicht 16 entgegengesetzten Außenseite 23 der Basisschicht 15. Wie die erste Schutzschicht 16 in bezug auf die Innenseite 18 bildet die zweite Schutzschicht 22 in bezug auf die Außenseite 23 einen durchgehenden und ununterbrochenen Überzug für die Basisschicht 15. Die äußere Schutzschicht 22 verhindert korrosionsbedingte Beschädigungen der Basisschicht 15 in Fällen, in denen die Möglichkeit besteht, daß die Filterschale 4 außen in Kontakt mit Medien gelangt, die eine Spannungsrißkorrosion hervorrufen können. Auch dieser dreischichtige Schalenaufbau läßt sich noch relativ kostengünstig realisieren.

Zwischen der Basisschicht 15 und einer jeweiligen Schutzschicht 16, 22 liegt eine stoffschlüssige Verbindung vor. Dies wird beim Ausführungsbeispiel dadurch erzielt, daß bei der Herstellung der Filterschale 4 zunächst ein die spätere Basisschicht 15 repräsentierender Basiskörper 24 hergestellt wird. Dies geschieht vorzugsweise im Rahmen eines Gießverfahrens, z.B. durch Spritzgießen. Anschließend wird der Basiskörper 24 wunschgemäß an der Innenseite 18 und/oder an der Außenseite 23 mit dem Schutzschichtmaterial beschichtet. Hierbei stellt sich eine innige Ver-

bindung zwischen den aufeinanderliegenden Materialschicht e &eegr; ein.

Als Material für die Basisschicht 15 kommt bevorzugt PoIykarbonat-Kunststoffmaterial in Frage. Bei einer jeweiligen Schutzschicht 16, 22 handelt es sich zweckmäßigerweise um eine si 1ieiumorganisehe Schicht, die sich durch besondere Härte und Temperaturbeständigkeit auszeichnet und die auf Grund ihrer räumlichen Vernetzung nahezu von keinem Lösungsmittel angreifbar ist.

Bevorzugt handelt es sich bei wenigstens einer Schutzschicht 16, 22 um eine Plasma-Polymerisationsschicht. Sie läßt sich im Rahmen eines Plasma-Polymerisationsverfahrens als extreme Dünnschicht erzeugen. Zweckmäßigerweise wird hierbei der zuvor angefertigte Basiskörper 24 in einem evakuierten Behälter angeordnet, in dem sich auch eine Glühkathode befindet. Wird nun monomeres Gas als polymerisierbar Substanz in den Behälter zugeführt, erfolgt eine Ionisation mit der Folge, daß die betreffenden Gaspartikel als Polymerisat auf der Oberfläche des entsprechend gepolten Basiskörpers 24 abgeschi eden werden. Al s Ausgangssubstanzen empfehlen sich si 1ieiumorganisehe Verbindungen, wobei die daraus resultierenden Schutzschichten besonders temperatur- und korrosionsbeständig sowie alterungs- und

Claims

G 16 417 - 1 es 23. August 1993 Festo KG 73734, Esslingen Filterschale Ansprüche

1. Filterschale eines zur Druckluftaufbereitung in der
Pneumatik einzusetzenden Filters, mit einem von der Wand
der Filterschale begrenzten, zur Aufnahme von Flüssigkeit geeigneten Sammelraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (8) der Filterschale (4) einen durchgehend mindestens zweischichtigen Aufbau hat, wobei eine maßgeblich für die Druckfestigkeit der Filterschale (4) verantwortliche, aus Kunststoffmaterial bestehende Basisschicht (15) vorhanden ist, die an ihrer dem Sammelraum (5) zugewandten Innenseite
(18) in stoffschl üssiger Verbindung mit einer den Sammelraum (5) unmittelbar begrenzenden und diesen von der
Basisschicht (15)abschirmenden Schutzschicht (16) steht, die gegenüber organischen Druckluftverunreinigungen beständig ist.

2 . Filterschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Wandaufbau der Filterschale (4) zweischichtig ist.

3. Filterschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandaufbau der Filterschale (4) dreischichtig ist, wobei die Basisschicht (15) sowohl innen als auch an der dem Sammelraum (5) entgegengesetzten Außenseite (23) von einer Schutzschicht (22) flankiert ist.

4. Filterschale nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (16, 22) eine
siliciumorganische Schicht ist.

5. Filterschale nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht (15) aus Polykarbonat-Kunststoffmaterial besteht.

6. Filterschale nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Materialschichten (15, 16,
22) lichtdurchlässig ausgebildet sind.

7. Filterschale nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (16, 22)
eine Plasma-Polymerisationsschicht ist.

8. Filterschale nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (16, 2 2) aus Material besteht, das gegenüber spannungsrißauslösenden chemischen Agenzien beständig ist.

9. Filterschale nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese chemischen Agenzien Alkohole und/oder Alkoholderivate und/oder Ester und/oder Fette sind.