Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schwebstoffilters.
Schwebstoffilter der vorgenannten Art, die zum Beispiel für Atemschutzgeräte eingesetzt werden, sind schon seit langem bekannt. Dank der Fältelung, die die zum Beispiel aus luftdurchlässigem Papier bestehende Filtermaterialschicht aufweist, bieten derartige Filter bei relativ geringem Raumbedarf eine vergleichsweise grosse Oberfläche.
Bei derartigen Filtern ist die gefältelte Filtermaterialschicht an ihrem Umfang von einem Rahmen umgeben, welcher den Einbau des Filters in eine entsprechende Geräteöffnung erleichtert. So ist beispielsweise bei einem bekannten Filter dieser Art der rechteckige oder quadratische Rahmen aus im Querschnitt U-Profil aufweisenden Schienen gebildet, wobei die Ränder der Filtermaterialschicht sich zwischen die nach einwärts gerichteten Schenkel der Schienen erstrecken und dort in einer erhärtenden Vergussmasse, z. B. Teer, eingebettet sind.
Eine andere bekannte Ausführungsform eines derartigen Filters ist mit einem rahmenartigen Rand ausgestattet, der aus einer Kunstharzmasse gebildet ist. Dieser Rahmen wird unter gleichzeitiger Einbettung der Randpartien der Filtermate rialschicht im noch flüssigen oder plastischen Zustand der Kunstharzmasse angeformt.
Den beiden Verfahren zur Herstellung der Filter ist der Nachteil gemeinsam, dass die Einbettung der Filtermaterialschicht in aufwendigen Arbeitsgängen erfolgt. Der nach dem erstgenannten Verfahren hergestellte Filter hat darüberhinaus den Nachteil, dass die aus Stabilitätsgründen verwendeten metallischen Rahmen zusammen mit der Vergussmasse ein relativ hohes Gewicht bringen. Für die eine Mehrzahl solcher Filter aufnehmende Stützkonstruktion, z. B. das Gerüst für eine Filterdecke, bedingt diese eine entsprechend stabile und damit aufwendige Ausgestaltung. Anderseits benötigt der Filter der zweitgenannten Art für einen Rahmenquerschnitt mit ausreichender Stabilität relativ viel Kunststoff, was abgesehen vom Gewicht den Nachteil relativ hoher Materialkosten bringt.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Schwebstoffiltern zu schaffen, bei welchem die vorgenannten Nachteile vermieden werden. Das erfindungsgemässe Verfahren, bei welchem eine gefältelte Filtermaterialschicht seitlich mindestens teilweise in Kunstharz eingebettet und das Kunstharz gleichzeitig zu mindestens einem Rahmenteil geformt und danach ausgehärtet wird, zeichnet sich dadurch aus, dass Kunstharz geschäumt und der Schäumdrnck desselben zum Formen des Rahmenteils und zum Ausfüllen der Faltenzwischenräume entlang den Randpartien ausgenützt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren bringt also einen zweifachen Vorteil. Einmal kann durch die Verwendung des Schäumdruckes eine teure Apparatur, wie sie z. B. für das Spritzgiessen oder Spritzpressen mit thermoplastischem Kunststoff nötig wäre, vermieden werden. Dabei ist besonders vorteilhaft, dass der sich unter der Einwirkung des Treibmittels in der Form selbst bildende Schäumdruck die Verdrängung des Kunstharzes und damit die dichte Einbettung des gefältelten Filtermaterials übernimmt. Der zweite Vorteil besteht darin, dass der so erzeugte Filter trotz ausserordentlich geringem Gewicht eine recht gute Stabilität aufweist.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine zur Bildung einer Rahmenseite einer Filterplatte dienende Schäumform im Schnitt entlang der Linie 1-1 in Fig. 2;
Fig. 2 die Schäumform nach Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1; und
Fig. 3 ein nach dem Verfahren hergestellter Filter in per spektivischer Darstellung, teilweise aufgeschnitten.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schäumform 2 für eine Rahmenseite einer Einzelfilterplatte besitzt generell prismatische Konfiguration und enthält einen länglichen, vertikal verlaufenden Formhohlraum 4 sowie einen Einlauf- oder Verteilraum 6, der mit dem ersteren über eine Verengung 8 in Verbindung steht. Der Formhohlraum 4 weist wie der Verteilraum 6 einen rechteckigen Querschnitt auf und ist an einer seiner Rechteckseiten offen. Die entsprechende Rechteckseite des Verteilraumes 6 ist durch eine entfernbare Wand 10 abgeschlossen, die sich bis zur Oberkante 12 der die Verengung 8 bildenden Trennwandteile 14 erstreckt. Die Wand 10 ist mit nicht dargestellten Schrauben oder Schnellverschlüssen an der Schäumform befestigt und enthält eine ebenfalls nicht dargestellte Einspeisöffnung für die Schäummasse.
Um an einer gefältelten Filtermaterialschicht eine Rahmenseite anzuformen, wird der Formhohlraum 4 vorerst mit einem Stirnstreifen 20 und zwei Seitenstreifen 22 ausgekleidet und darauf die mit 30 bezeichnete Filtermaterialschicht in gefälteltem Zustand von der offenen Seite her (in Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A) soweit in den Hohlraum eingeschoben, bis die entsprechenden endseitigen Distanzwülste 34, mit denen die Filtermaterialschicht 30 zur Distanzierung der Falten 32 versehen ist, an den Stirnseiten der Seitenstreifen 22 zur Anlage kommen.
In Fig. 1 und 2 ist die gefältelte Filtermaterialschicht 30 in derjenigen Lage bezüglich der Schäumform dargestellt, in welcher der Schäumvorgang durchgeführt werden kann. Dabei ist, wie sich aus Fig. 2 deutlich ergibt, die offene Seite der Schäumform 2 praktisch vollständig abgeschlossen. Dies wird durch die endseitigen Distanzwülste 34 erreicht, die die Zwischenräume zwischen benachbarten Falten 32 der Schicht durch gegenseitige Berührung sowie die Berührung mit den Stirnseiten der Streifen 22 abschliessen.
Nach dem Einfüllen des mit Treibmittel vermischten flüssigen Kunstharzes 24, bei dem es sich um ein Polyurethan-Harz handeln kann, in den Verteilraum 14 dringt der sich bildende Schaum in den Formhohlraum 4 ein, wobei von diesem Schaum auch die Zwischenräume zwischen den Falten 32 von der Stirnseite der gefältelten Materialschicht her ausgefüllt werden und zwar bis zu den durch die Wülste 34 gebildeten Begrenzungen.
Nach dem Aushärten des Kunststoffes kann der nunmehr mit einem Rahmenelement versehene Filter aus der Schäumform entfernt und überschüssiger, aus dem Bereich des Verteilraumes stammender Kunststoff abgeschnitten werden.
Vorzugsweise ist das Material der Streifen 20 und 22 so gewählt, dass der Kunstharzschaum mit diesem eine Klebverbindung herstellen kann. In diesem Fall bilden die an den freien Seiten des Rahmenelementes verbleibenden Streifen die Schaumstoffoberflächen. Da das Treibmittel-Kunstharz-Mengenverhältnis bzw. die Expansion des Schaumes so begrenzt wird, dass die Poren oder Blasen geschlossen bleiben, ist der Schaumstoff-Rahmenteil für Gase undurchlässig. Dabei hat sich gezeigt, dass der Expansionsdruck ausreicht, um die Zwischenräume zwischen den Falten vollständig auszufüllen und damit die Ränder der Filtermaterialschicht dichtend im Rahmenelement einzuschliessen.
Vorzugsweise werden gleichzeitig mehrere Rahmenelemente eines Filters und zwar zweckmässig an gegenüberliegenden Seiten hergestellt bzw. angebracht.
Das erfindungsgemässe Verfahren gestattet selbstverständlich auch, mehrere Filterplatten in einem Arbeitsgang mit einem diese miteinander verbindenden Rahmen oder Rahmenteil auszustatten. Dies ist besonders für die Herstellung von Filtereinheiten zweckmässig, bei denen die Filterplatten zick-zack-förmig zueinander angeordnet sind.
In Fig. 3 ist ein nach dem Verfahren hergestellter Filter dargestellt, wobei an zwei gegenüberliegenden Seiten der Filterplatte 30 Rahmenelemente 40 angebracht sind. Die Rah meneiemente bestehen dabei aus dem Schaumstoffteil 42 und den nunmehr als Deckschichten dienenden Streifen 20 und 22. Mit 36 ist beispielsweise einer der zwischen den Endwülsten 34 verlaufenden Distanzwülste bezeichnet