DE19630852A1 - Filter mit einem offenporigen Element aus Sintermaterial - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Filter mit einem offenporigen Element aus Filtermaterial. Kunststoff- Sintermaterial wird bereits für verschiedene Anwendungsfälle benutzt, so unter anderem bei der Staubabscheidung in Vakuum-Fördersystemen. Dort ist eine Trennung des geförderten Materials von dem Trägermedium Luft erforderlich. Dies erfolgt über ein Sintermaterial, das gleichzeitig mit einer automatischen Reinigung durch Gegenblasimpuls von eventuellen Staubansammlungen befreit wird.

Es ist weiterhin bekannt, Sintermaterial zur Schallreduzierung in der industriellen Fertigung einzusetzen. Pneumatikzylinder erzeugen beispielsweise aufgrund ihrer Arbeitsweise enorm hohe Schalldrücke, die ohne Schalldämpfung eine unerträgliche und gesundheitsgefährdende Lärmbelastung darstellen. In solchen Anlagen sind hochwertige Schalldämpfer eine wesentliche Voraussetzung für den Betrieb. Mit entsprechenden gesinterten Elementen läßt sich der Schalldruckpegel solcher Pneumatikzylinder senken.

Bei Filtern, die beispielsweise für die Ansaugluft einer Verbrennungskraftmaschine bislang eingesetzt wurden, handelt es sich meistens um Papier- oder Vliesfilter, die jedoch aufgrund des Fertigungsverfahrens bestimmte vordefinierte Einbaubedingungen erfordern.

Aus der DE 34 09 921 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Filtern bekannt. Dieses Verfahren besteht in dem Aufschwemmen eines Filtermaterials auf einen Stütz­ körper. Damit besteht zwar die Möglichkeit, die Filterstruktur variabel zu gestalten. Dieses Verfahren ist jedoch sehr zeitaufwendig und hat den Nachteil, daß während des Herstellungs­ prozesses die Trägerflüssigkeit aus dem Filterelement entfernt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden sowie ein Filter zu schaffen, das in der Herstellung einfach ist und sich an vorgegebene, beliebige dreidimensionale Strukturen optimal anpassen läßt.

Diese Aufgabe wird durch den Hauptanspruch gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mittels des Sintermaterials beliebige Formen erzeugt werden können und sich damit der Filter an die unterschiedlichsten Strukturen anpassen kann. Das Sintermaterial hat außerdem Tiefenfilterwirkung, d. h. bei der Anwendung als Staubfilter lagern sich die Partikel nicht nur an der Oberfläche des Filterelementes, sondern auch innerhalb der Sinterstruktur ab. Dadurch läßt sich eine höhere Standzeit bzw. eine höhere Aufnahmekapazität erreichen. Sofern das Trägerelement ebenfalls aus Sintermaterial hergestellt ist, besteht die Möglichkeit, in einem einzigen Arbeitsgang das komplette Filter zu schaffen.

Das Filter läßt sich beispielsweise im Zweikomponentenverfahren in einem einzigen Werkzeug herstellen, wobei zunächst die erste Komponente in die Kavitäten des Werkzeugs eingeführt wird und nach Beendigung des Herstellprozesses weitere Kavitäten im Werkzeug geöffnet und diese mit der zweiten Komponente gefüllt werden.

Eine Anwendung eines solchen Filters ist beispielsweise im Ansaugbereich einer Brennkraft­ maschine gegeben. Hier besteht der Wunsch, eine Reduzierung der Geräuschemission des Ansauggeräusches und eine Partikelabscheidung der Ansaugluft durchzuführen. Hierzu ist ein gesintertes Filterelement sehr gut geeignet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist das offenporige Element in Form eines mäander­ förmigen Elementes aufgebaut. Dies hat den Vorteil einer hohen aktiven Filterfläche bei kom­ pakter Bauweise.

In einer alternativen Ausgestaltung besteht das Filter aus einzelnen, nebeneinander angeord­ neten, einseitig verschlossenen Röhren. Diese Röhren können sowohl quadratischen als auch runden Querschnitt aufweisen und ermöglichen ebenfalls eine kompakte Anordnung bei hoher wirksamer Filterfläche.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Höhe des mäanderförmigen Ele­ mentes oder die Höhe der Röhren an die äußere Formgebung anzupassen. Dies ist besonders dort vorteilhaft, wo im Filterbereich bereits bestimmte Bauteile angeordnet sind, die Bauraum beanspruchen und eine gleichmäßige Form verhindern.

Gerade bei der Verwendung eines Filters für die Ansaugluft einer Brennkraftmaschine in einem Fahrzeug ist es oft erforderlich, das Filter an die Karosseriestruktur des Fahrzeugs anzupassen, um damit dem Filter eine bestimmte äußere Form zu geben. Dies läßt sich bei einem gesinter­ ten Element mit einfachen Mitteln bewerkstelligen.

Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Filters zeichnet sich durch einfache Werkzeuge aus, wobei das Sintern des Materials mittels Druck und/oder Wärme erfolgt und der Sinter­ vorgang derart gesteuert wird, daß eine bestimmte Filtercharakteristik gebildet werden kann.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Flachfilterelement,

Fig. 2 ein Flachfilterelement mit Röhrenfilter,

Fig. 3 ein Flachfilterelement in der Draufsicht,

Fig. 4 ein Kleinfilter.

Das Flachfilterelement gemäß Fig. 1 besteht aus einem offenporigen Element 10 und einem Trägerelement 11. Das offenporige Element ist mäanderförmig aufgebaut und besteht aus einem Kunststoff-Sintermaterial. Die nach obenhin offenen Taschen 12 sind an den Stirnseiten 13, 14 verschlossen. Außerdem weist das Trägerelement 11 eine umlaufende Dichtung auf Das Filterelement wird in ein hier nicht dargestelltes Gehäuse eingesetzt. Die zu reinigende Luft strömt von unten gemäß dem Pfeil 15 an die Rohluftseite des Filterelementes. Die Partikel lagern sich an oder in dem Filterelement ab, die gereinigte Luft verläßt nach oben gemäß dem Pfeil 16 das Filter.

Eine Variante eines Flachfilterelementes zeigt Fig. 2. Auch hier ist ein Trägerelement 11 vor­ gesehen. In diesem Trägerelement 11 sind einzelne Röhren 17 angeordnet. Diese Röhren sind nach oben offen und an ihrer unteren Stirnseite verschlossen. Außerdem sind die Röhren oben vollflächig verbunden. Zur übersichtlicheren Darstellung sind nur einige Röhren gezeigt. Die Röhren sind ferner leicht konisch gestaltet. Die von unten einströmende Rohluft durchdringt die Röhren, die Partikel lagern sich am Außenumfang ab, die gereinigte Luft strömt durch das Innere der Röhren nach oben aus.

In Fig. 3 ist ein Flachfilterelement in der Draufsicht dargestellt. Es handelt sich hier um um­ laufende Taschen 18, 19, 20, 21, 22, wobei diese Taschen entsprechend einer vorgegebenen Form gestaltet sind. Die Figur soll verdeutlichen, daß es möglich ist, mit dem gesinterten Filterelement beliebige Formen zu realisieren.

Fig. 4 zeigt ein Kleinfilter, beispielsweise ein Flüssigkeitsfilter, bei dem die zu reinigende Flüssigkeit durch die Öffnung 23 einströmt und am linksseitigen Ende das Filter verläßt. Die Schmutzpartikel lagern sich in oder an dem offenporigen Element 24 ab.

Die mit der Öffnung 23 versehene Endscheibe 25 ist mit dem Element 24 im Befestigungsbereich 26 verschweißt oder geklebt.

Claims (6)

1. Filter aus einem offenporigen Element und einem Trägerelement, wobei das offenporige Element (10) ein Sintermaterial ist, welches aus Kunststoff besteht und das Trägerelement (11) ebenfalls aus Sintermaterial oder einem thermoplastischen Material besteht.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das offenporige Element (10) zur Reduzierung einer Geräuschemission anwendbar ist und/oder zur Reduzierung einer Partikelemission bei der Filtrierung von Gasen oder Luft anwendbar ist.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das offenporige Element (10) in Form eines mäanderförmigen Elementes aufgebaut ist und im wesentlichen ein quader­ förmiges Teil bildet, welches durch einen umlaufenden Rand als Trägerelement (11) versehen ist.

4. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das offenporige Element aus einzelnen, nebeneinander angeordneten, einseitig verschlossenen Röhren (17) besteht, welche miteinander verbunden sind und mit einem umlaufenden Rahmen als Trägerelement (11) versehen sind.

5. Filter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des mäander­ förmigen Elementes oder die Höhe der Röhren (17) an die äußere Formgebung angepaßt ist.

6. Verfahren zur Herstellung eines Filters, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine aus einem oder mehreren Teilen bestehende Form vorgesehen ist, welche mit Sintermaterial gefüllt wird, anschließend das Sintermaterial verdichtet und gesintert wird und ein Trägerelement gleichzeitig oder nachfolgend mit dem offenporigen Sinter­ materialelement hergestellt oder verbunden wird.