DE1576541A1 - Auswechselbare Luftfilterpatrone - Google Patents

Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. EIDENEIER, 7 STUTTGART, NECKARSTR. 50

15. März 1967/Va

Anmelderin: Filtervrerk Mann & Hummel GmbH, Ludwigsburg,

Hindenburgstr.37-43

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Auswechselbare Luftfilterpatrone

Die Erfindung bezieht sich auf eine radial durchströmte, auswechselbare Luftfilterpatrone mit einem ringförmigen, stirnseitig in Endscheiben, aus weichelastischem Kunststoffschaum eingebetteten FaI Bistern aus blattförmigem, insbesondere aus Filterpapier bestehendem Filtermaterial.

Bei einer bekannten Ausführung einer solchen Luftfilterpatrone sind die Endscheiben aus geschlossenzelligem Polyurethanschaum gebildet. Die Verarbeitung dieses Schaumstoffs ist relativ aufwendig. Das Aufschäumen erfolgt als chemische Reaktion nach dem Addieren der Bestandteile, so daß hier kurze Topfzeiten zu beachten sind. Auch hat Polyurethanschaum eine starke Haftfestigkeit gegenüber Metallen und läßt sich deshalb von den für die Fertigung der Endscheiben üblichen Metallformen schlecht trennen. Hinzu kommt die physiologische Bedenk-r lichkeit bei der Herstellung von Polyurethanschaum wegen der für solche Massen verwendeten Polyisocyanate.

Ein wesentlicher Nachteil von geschlossenzelligem Polyurethanschaum besteht außerdem darin, daß der Schaumstoff

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bei Dauerbelastung zusammensitzt. Das ist darauf zurückzuführen, daß die in den Zellen eingeschlossenen Gase bei lang andauernder Druckbelastung durch die Zellenwände diffundieren und bei Druckentlastung in den Zellen ein das Zurückfedern verhinderndes Vakuum verbleibt. Filterpatronen der der Erfindung zugrunde liegenden Art sind gewöhnlich axial eingespannt, wobei die Endscheiben selbst die Abdichtung an starren, meist aus Blech bestehenden Gehäuseteilen übernehmen und die Maßtoleranzen in Achsrichtung sowie Unebenheiten der anliegenden Gehäuseteile ausgleichen sollen. Ist nun der für die Endscheiben verwendete Schaumstoff unelastisch geworden, so ist die wichtige Abdichtung der Filterpatrone gegenüber dem Gehäuse vor allem dann gefährdet, wenn die Filterpatrone, beispielsweise zum Überprüfen der Verschmutzung, aus dem Gehäuse herausgenommen und anschließend in nicht genau der gleichen Lage wieder eingebaut wird. Durch Unebenheiten des Gehäuses besonders stark zusammengedrückte Teile der Endscheiben kommen dann an andere Stellen des Gehäuses zu liegen und dichten dort u. U. gar nicht mehr ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Nachteile zu beseitigen und die Herstellung der Filterpatrone zu vereinfachen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Endscheiben aus an sich bekannter., offenzelligem PVC-Schaum gebildet und in Abhängigkeit von der Porengröße derart dick bemessen sind, daß sie mindestens die Filterfeinheit des Filtermaterials aufweisen.

Die offenen Zellen des PVC-Schaumes sichern vorzügliche elastische Eigenschaften. Der offenzellige PVC-Schaum federt auch nach langer Druckbelastung schnell nahezu vollständig zurück, weil die Luft durch die offenen Zellwände unbehindert in die Zellen zurücktritt. Die Entformbarkeit des PVC-Schaums

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aus Metallformen ist gut. Es ist sogar möglich, bei einteiligen Formen kleine Hinterschnitte vorzusehen. Dadurch kann der Faltenbalg einwandfrei in einer einteiligen Form geführt werden. Die Herstellung von offenzelligem PVC-Schaura erfolgt unter Anwendung einer physikalischen Reaktion, wodurch jegliche Topfzeiten entfallen. Die für Polyvinylchlorid allgemein üblichen Weichmacher sind physiologisch unbedenklich.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert .
Es zeigen:

Fig. 1 einen Achsschnitt durch eine Filterpatrone nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Achsschnitt durch eine andere Filterpatrone ausschnittweise, wobei die fertig geschäumte Endscheibe sich noch in der Form befindet.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ein ringförmiger Faltenstern 1 aus Filterpapier stirnseitig in ringförmigen Endscheiben 2,3 aus o£fenzelligem PVC-Schaum eingebettet. Die Endscheiben weisen nahe bei ihrem Innenrand k bzw. 5 je eine axial nach außen vorstehende Ringwulst 6 bzw. 7 zur abgedichteten Anlage an starren Gehäuseteilen auf. Die Ringwulst ist von einer Ringsicke 8 bzw. 9 umgeben, die durch eine entsprechende Ringwulst in den Gießformen entstanden ist. Durch die Ringwulst der Gießformen wird die Stirnseite 10 bzw. des Papierfaltensterns 1 in einem gewissen Abstand von der äußeren Stirnfläche 12 bzw. 13 der Endscheibe gehalten. Radial nach innen xind außen stehen die Endscheiben ein wenig vor.

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Für das Zentrieren des Papiersterns in. den für die Herstellung der Endscheiben benötigten Gießformen sind nicht dargestellte, seitlich wegschwenkbare Einrichtungen vorgesehen.

Am Innen- und/oder Außenumfang des Faltensterns können übliche Schutzmantel, beispielsweise aus gelochtem Blech oder aus Drahtgeflecht angeordnet und stirnseitig gleichfalls in den Schaumstoffendscheiben eingebettet sein. Dann kann der Faltenstern mit den Schutzmänteln, sofern diese ausreichend formstabil sind, mit üblichen, in der Gießform angeordneten Nocken zentriert werden.

Beim Ausführungsbeispiel Fig. 2 ragt ebenfalls die Stirnseite 22 des Papierfaltensterns 21 in die aus offenzelligem PVC-Schaum bestehende, ringförmige Endscheibe 23 hinein. Desgleichen ist nahe beim Innenrand 24 außen an der Endscheibe zur Anlage an starren Gehäuseteilen des Filters eine Ringwulst 25 vorgesehen. Diese ist ebenfalls von einer Ringsicke 26 umgeben, die durch eine entsprechende Ringwulst 27 der Gießform 28 entsteht, welche die untere Stirnseite 22 des Papierfaltensterns 21 in Abstand von der äußeren Stirnfläche 29 der Endscheibe 23 hält. Am Innenrand 24 und am Außenrand 30 erweitert sich die Gießform schlank kegelig nach unten. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, den Faltenstern 21 in der Gießform 28 zu zentrieren und trotzdem seine äußeren und inneren Kanten 3I und 32 vollständig in den Werkstoff der Endscheibe einzubetten. Infolge der ausgezeichneten Elastizität des PVC-Schaums und seiner geringen Haftung an Metallflächen läßt sich die Endscheibe aus dem hinterschnittenen Formhohlraum gut entfernen.

Bei der Fertigung wird zunächst in die die Form einer Ringrinne aufweisende Gießform ein für die Herstellung von

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PVC-Schaum rait offenen Poren geeignetes PVC-Plastisol eingefüllt. Man verwendet eine Aufschlemmung von PVC-Pulver in einem Weichmacher, wie z.B. Dibuthylphthalat, Nonylbutylphthalat, orUio-armes Tricresylphosphat, Benzylbutylphthalat oder dgl.. Das Plastisol ist mit einem Treibmittel versetzt, mit dessen Hilfe die Schaumbildung erfolgt. Als Treibmittel sind z.B. Wasser, Azodicarbonamid, Azoisobuttersäuredinitril und dgl. mehr bekannt und verwendbar.

Nach Einfüllen der mit einem Treibmittel versetzten PVC-Paste in den Formhohlraum wird der Papierfaltenstern 21 in die Form hineingestellt, so daß seine Stirnseite 22 an der Ringwulst 27 der Gießform anliegt. Anschließend erhitzt man die eingefüllte Paste auf etwa I60 Grad für eine Zeit von etwa 15 Minuten. Durch die Wärme wird das Treibmittel in Dampf- oder Gasform übergeführt, wobei die Paste auf das Mehrfache des Ausgangsvolu^iins aufschäumt und unter Platzen der Zellwände ausgeliert. Durch die Volumenvergrößerung ergibt sich eine unebene innere Oberfläche 33 der Endscheibe 11, weil das eingefüllte Material über die Scheibenfläche ungleich verteilt ist.Dementsprechend entsteht im Bereich der Materialanhäufung durch die Ringwulst 25 eine nach innen gerichtete Wulst 3k. Diese Wulst wirkt sich nicht störend aus. Im Gegenteil ist die Materialanhäufung gerade dort, wo die Endscheibe durch axiales Einspannen des Filterkörpers zwischen starren Gehäuseteilen besonders stark gedrückt wird, erwünscht. Nach dem Ausgelieren können die Formlinge durch mäßigen Zug in Achsrichtung der Filterpatrone aus dem Formhohlraum entfernt werden.

Die aus einem offenzelligen PVC-Schaum gebildeten Endscheiben nehmen in gewissem Umfang an der Filterung teil. Das

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ist an sich kein Nachteil, aber es dürfen nicht die Endscheiben eine schlechtere Filterfeinheit besitzen als das Filtermaterial selbst, d.h. die Endscheiben dürfen keinesfalls gröbere Schmutztexlchen durchlassen als das Filtermaterial. Nun ist es aber nicht möglich, die Porengröße des offenzelligen PVC-Schaums dermaßen genau und gleichmäßig zu bestimmen, daß allein hierdurch die Filterfeinheit der Endscheiben eingestellt werden könnte. Man kann aber die Filterfeinheit durch die Bemessung der Dicke der Endscheibe in Abhängigkeit von der Porengröße beeinflussen und, ohne eine störende Scheibendicke in Kauf nehmen zu müssen, erreichen, daß nur solche Durchgangskanäle entstehen, die mindestens an einer Stelle eng genug sind, um unerwünschte große Staubteilchen zurückzuhalten. Die optimale Dicke der Endscheiben kann leicht durch Versuche bestimmt werden.

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Claims (2)

A 11 237/38 Ansprüche

1. Radial durchströmte, auswechselbare Luftfilterpatrone mit einem ringförmigen, stirnseitig in Endscheiben aus weichelastischem Kunststoffschaum eingebetteten Faltenstern aus blattförmigem, insbesondere aus Filterpapier bestehendem Filtermaterial,-dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheiben (2,3i23) aus an sich bekanntem, pffenzelligem PVC-Schaum gebildet und in Abhängigkeit von der Porengröße derart dick bemessen sind, daß sie mindestens die Filterfeinheit des Filtermaterials aufweisen.

2. Luftfilterpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheiben (23) innen und außen (bei 2k und 30) von den Faltenkanten des Filterkörpers (21) zur äußeren Stirnfläche (29) hin (durch Anwendung einer einteiligen, hinterschnittenen, den Filterkörper zentrierenden Gießform) schlank kegelig erweitert sind.

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