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Patent Searching and Data


Title:
FILTER CANDLE AND USE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/223190
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a filter candle (1) comprising a tubular filter element (2) which separates a feed chamber (4) and a discharge chamber (5) and through which a fluid is conducted from the feed chamber (4) into the discharge chamber (5) for filtering purposes. The invention is characterized in particular in that the filter element (2) is made of a sintered sheet metal (6) which has a width (7) that is less than the length of the filter candle (1) and in that the opposing edges (8, 8.1, 8a, 8.1a, 8b, 8.1b) following the length of the sintered sheet metal (6) are connected together so as to form a joint line (9), wherein the joint line (9) and the length (11) of the tubular filter element (2) form an angle (α) which is greater than 0° and less than 90°.

Inventors:
SCHREWE KLAUS (DE)
WEBER GEORG (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/055448
Publication Date:
October 27, 2022
Filing Date:
March 03, 2022
Export Citation:
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Assignee:
HJS EMISSION TECH GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B01D29/15; B01D29/23; B01D29/54; B01D37/02; B01D46/24; B01D46/60
Domestic Patent References:
WO2001095992A12001-12-20
WO2020128433A22020-06-25
WO2002102492A12002-12-27
Foreign References:
US20150217218A12015-08-06
DE2638142A11977-11-17
US4419113A1983-12-06
Attorney, Agent or Firm:
HAVERKAMP PATENTANWÄLTE PARTG MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Filterkerze (1), umfassend ein einen Zuführraum (4) und einen Ab- führraum (5) trennendes, rohrförmiges Filterelement (2), durch wel ches Filterelement (2) zum Zwecke der Filterung ein Fluid von dem Zuführraum (4) in den Abführraum (5) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (2) aus einem Sintermetall blech (6) bereitgestellt ist und dieses eine Breite (7) aufweist, die kleiner ist als die Längserstreckung der Filterkerze (1), und dass die gegenüberliegenden, der Längserstreckung des Sintermetallblechs (6) folgenden Kanten (8, 8.1, 8a, 8.1a, 8b, 8.1b) eine Fügelinie (9) bildend miteinander verbunden sind, wobei die Fügelinie (9) mit der Längserstreckung (11) des rohrförmigen Filterelements (2) einen Winkel (a) zwischen größer 0° und kleiner 90° einschließen.

2. Filterkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (8, 8.1 , 8a, 8.1 a, 8b, 8.1 b) zum Zwecke ihrer Verbindung m it- einander unter Ausbildung eines Falzes (9) gefalzt sind.

3. Filterkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Falz (9) nach Art eines liegenden Einfachfalz ausgeführt ist.

4. Filterkerze nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Falz (9) in einem ersten Abschnitt zur Übertragung von Zugkräften ausgestaltet ist und in einem zweiten, sich daran anschließenden Abschnitt eine Zugentlastung aufweist.

5. Filterkerze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Falz (9) nach Art eines Doppelomegafalz ausgeführt ist.

6. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanten (8, 8.1, 8a, 8.1a, 8b, 8.1b) miteinander verschweißt oder verklebt sind. 7. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Breite des Sintermetallblechs und der Winkel über seine Längserstreckung verändert. 8. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Breite (7) des Sintermetallblechs (6) über seine Längserstreckung im Wesentlichen konstant ist.

9. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Filterelement (2) einen kreisrunden Querschnitt aufweist.

10. Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sintermetallblech zumindest abschnittsweise über eine katalytische Oberfläche verfügt, die oxidative oder reduk tive Reinigungsprozesse an der Filterkerze ermöglicht.

11. Verwendung einer Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Reinigen von Heißabluft eines Industriewerkes.

12. Verwendung einer Filterkerze nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Industriewerk ein Zementwerk ist.

13. Verwendung einer Filterkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Reinigen einer Flüssigkeit.

Description:
Filterkerze sowie Verwendung derselben

Die Erfindung betrifft eine Filterkerze, umfassend ein einen Zuführraum und einen Abführraum trennendes, rohrförmiges Filterelement, durch welches Filterelement zum Zwecke der Filterung ein Fluid von dem Zuführraum in den Abführraum geleitet wird.

Filterkerzen werden zur Reinigung von Fluiden genutzt. Flierzu umfasst die Filterkerze ein rohrförmiges Filterelement, welches - bezogen auf das von dem Filterelement eingeschlossenen Volumen - nach außen und innen Räume trennt, die sogenannten Zuführ- und Abführräume. Zum Reinigen eines Fluids wird dieses typischerweise von außen auf das Filterelement, durch dasselbe hindurch und in das Innere des Filterelementes geleitet. Von dort kann es - durch das Filterelement gereinigt - weitergeleitet, beispiel weise an die Umgebung abgegeben oder auch einer nachfolgenden Reini gungsstufe zugeführt werden.

Solche Filterkerzen werden insbesondere genutzt, um partikelversetzte Flu ide zu reinigen, etwa Medien, die mit Feinstaub verunreinigt sind.

Filterkerzen für industrielle Anwendungen weisen, um einen entsprechen den Durchsatz zu gestatten, eine Größe von etwa 130 - 300 mm im Durch messer sowie eine Länge von 4 - 10 m auf. Eine Vielzahl, unter Umständen mehrere hundert solcher Filterkerzen, können in einem Filterhaus angeord net sein um ein Fluid zu reinigen. Als Fluide kommen gasförmige Fluide, etwa in Form von Abluft, oder Flüssigkeiten in Betracht.

Im Stand der Technik werden als Filterelement in einer Filterkerze für das Filtern von gasförmigen Fluiden Papierfilterelemente genutzt. Diese können in großem Umfang und auch in den geforderten Größen problemlos herge stellt werden. Nachteilig ist jedoch, dass aus Brandschutzgründen ein durch das Filterelement geleitetes Gas gewisse Temperaturen nicht überschreiten darf, auch um beispielsweise eine ungewollte Kettenreaktion (Verpuffung, etc.) zu vermeiden. Soll ein heißes Industrieabgas gefiltert werden, wie dieses beispielsweise bei Zementwerken der Fall ist, muss das zu filternde Gas vor Beaufschlagen der Filterstufe abgekühlt werden. Zum Abkühlen ei nes solchen Gases sind aufwendige Kühlanlagen notwendig. Zum Filtern von Flüssigkeiten werden typischerweise Vliesstoffe eingesetzt, welche allerdings nur schwer zu reinigen sind. Insbesondere aufgrund der mittlerweile hohen Anforderungen an die Reinigungseffektivität der Fil terelemente ist ein Ansteigen der Vliesstoffpreise zu verzeichnen, sodass ein kurzintervalliger Austausch aufgrund eines Zusetzens des Vliesstoffes mit herausgefilterten Partikeln zwar notwendig, jedoch häufig nicht wirt schaftlich ist.

Vor diesem Flintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fil terkerze vorzuschlagen, mit der die vorstehend genannten Problemkreise überwunden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine eingangs genannte, gattungsgemäße Filterkerze mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Verwendun gen sind in den Ansprüchen 8 und 10 angegeben. Weitere vorteilhafte Aus- gestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Be schreibung.

Vorgeschlagen wird, als Filterelement ein Sintermetallblech vorzusehen. Ein solches Sintermetallblech ist grundsätzlich aus WO 02/102492 A1 be- kannt. Der Inhalt dieses der Anmelderin zuzurechnenden Dokumentes und insbesondere das darin beschriebene Sintermetallblech wird durch diesen expliziten Verweis vollumfänglich in die vorliegenden Ausführungen inkor poriert. Zum Herstellen eines Sintermetallblechs wird ein Streckmetall als Träger bereitgestellt, in dessen Öffnungen Sintermetall gefüllt wird. Anstelle eines Streckmaterials kann auch ein anderes Blech mit Perforationsöffnung, bei spielsweise ein Lochblech oder dergleichen verwendet werden. Die Stege des Streckmetalls dienen als Träger für das Sintermetall. Anschließend wird das so präparierte Streckmetall zur Ausbildung eines ebenen Bleches ka- landriert, mithin um mehrere Rollen verjüngend gezogen. Auf diese Weise können die Dicke des Bleches und die Porengröße für die gewünschten Filtereigenschaften eingerichtet werden. Auch kann vorgesehen sein, die Oberfläche des Sintermetallbleches, typischerweise des Streckmetalls, für den Reinigungsprozess funktional auszugestalten und etwa mit einem ka- talytischen Material zu beschichten um oxidative oder reduktive Reaktionen während der Filterung des Fluids und/oder während der Reinigung der Fil terkerze zu vereinfachen oder erst zu ermöglichen. Grundsätzlich sind dem Fachmann für entsprechende Anwendungsbereiche katalytische Materialen bekannt.

Auch wenn solche Sintermetallbleche grundsätzlich bekannt sind, so kön nen sie nicht ohne weiteres für eine eingangs genannte Filterkerze genutzt werden, da der Blechbreite herstellungsbedingt - insbesondere auch unter dem Aspekt der Stabilität - Grenzen gesetzt sind. Die Blechbreite liegt etwa bei 120- 130 mm und damit weit unter den geforderten Größenordnungen.

Um dennoch Filterkerzen für industrielle Anwendungen mit Längen von 6 - 10 m oder auch mehr bereitzustellen, ist vorgesehen, dass die sich entlang der Längserstreckung des hergestellten Sintermetallblechs folgenden Kan- ten miteinander verbunden sind und eine Fügelinie bilden. Diese Fügelinie ist gegenüber der Längserstreckung des so gebildeten rohrförmigen Fil terelementes geneigt, und zwar um einen Winkel zwischen 0° und 90° (wo bei die Grenzen nicht eingeschlossen sind). Auf diese Weise wird ein Wi ckelrohr bereitgestellt, welches in seinen Abmessungen - Durchmesser und Länge - äußerst variabel, also mit wenig Werkzeugänderungen, hergestellt werden kann. Durch das Vorsehen eines Winkels zwischen Fügelinie und Längserstreckung des Filterelementes wird das Sintermetallblech um einen von demselben eingeschlossenen Raum spiralförmig gewickelt. Dieser Raum ist je nach Fluidleitrichtung entweder der Zuführ- oder - bevorzugt - der Abführraum.

Durch die sich einstellende spiralförmige Fügelinie wird zudem die Steifig keit der Filterkerze erreicht; sowohl gegen ein nach innen gerichtetes Kol labieren als auch gegen ein nach außen gerichtetes Klaffen. Die Nutzung eines Sintermetallblechs zum Ausbilden des Filterelementes einer Filterkerze, etwa als Teil einer zahlreiche derartiger Filterelemente umfassenden Filterstation, bringt gegenüber dem Stand der Technik etliche Vorteile mit sich: so sind Filterelemente aus Sintermetallblech nicht nur äu- ßerst langlebig und robust, sondern auch bezüglich ihres Einsatzortes flexi bel einsetzbar. Mit diesen kann sowohl kalte als auch heiße Abluft, letztere ungekühlt, gefiltert werden, genauso wie Flüssigkeiten. Zusätzlich können, falls erforderlich, zum Filtern hybride Konzepte wie das Vorsehen von Sin termetall zuzüglich einer aktiven Flüssigkeit umgesetzt werden. Zur Reini- gung des Filterelementes können gasförmige, flüssige oder auch Werk zeuge, etwa in Form von Bürsten, eingesetzt werden. Eine solche Reini gung ist typischerweise so effektiv, dass trotz zahlreicher Reinigungsvor gänge eine besonders lange Nutzungszeit eines Filterelementes sicherge stellt ist.

Insbesondere kann zum Reinigen eines Filterelementes vorgesehen sein, dieses von dem Abführraum ausgehend mit einem Überdruck von mehreren bar pulsierend zu beaufschlagen, sodass in das Sintermetall ein- und ange lagerte Partikel in den Zuführraum zurückgepresst werden. Die Partikel kön- nen dann im Zuführraum gezielt aufgenommen werden. Trotz der belasten den Art dieser Reinigung ist die hier vorgeschlagene Filterkerze aufgrund ihrer Robustheit äußerst langlebig.

Auch die Reinigung eines in einer Flüssigkeit eingesetzten Filterelementes kann über einen gegenpulsierenden Druck erfolgen, sei es durch die zu fil ternde Flüssigkeit selbst oder durch ein zusätzlich einzubringendes Gas. Eine solche Reinigung des Filterelementes ist wesentlich einfacher, als sie bei einem herkömmlichen Vlies, wenn überhaupt, möglich ist. Die vorstehend beschriebene Filterkerze kann auf einfache Art und Weise hergestellt werden. Insbesondere sind hohe Produktionsraten bei geringen Werkzeugkosten möglich.

Um die beiden gegenüberliegenden, typischerweise produktionsbedingt amorphen Kanten des Sintermetallblechs miteinander zu verbinden, ist vor gesehen, diese zu falzen. Ein Falz ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da die Ränder eines Sintermetallblechs hierfür nicht exakt eben sein müssen. Stattdessen werden die Kanten verbogen, sodass sie ineinander verschrän ken, mithin klauenartig miteinander in Eingriff gestellt sind. Durch eine Aus bildung eines Sintermetallblechs auf Streckmetallbasis können zudem die Öffnungen bzw. T rägerstege des Streckmetalls ineinander verhaken und so einen zusätzlichen Formschluss erzeugen, der sich zudem positiv auf die Festigkeit auswirkt.

Fierstellungsprozessbedingt ist an den Rändern eines Streckmetalls biswei- len nicht ausreichend Sintermetall eingebracht, um den Filteranforderungen zu genügen. Aus diesem Grunde werden normalerweise zur Bereitstellung eines Sintermetallblechs dieser Ränder abgeschnitten. Gemäß einem Aus führungsbeispiel ist jedoch vorgesehen, diese Ränder für den Falz zu nut zen, mit der die jeweils gegenüberliegenden Kanten des Sintermetallble ches miteinander verbunden werden. Durch das Übereinanderlegen der bisweilen mit Fehlstellen versehenen Ränder wird eine ausreichende Si cherheit bezüglich der Dichtigkeit gewährleistet.

In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Falz nach Art eines Einfachfalz ausgeführt ist, insbesondere nach Art eines liegenden Einfach falzes. Dieser Falz benötigt zu seiner Ausbildung nur eine geringe Material zugabe seitens des Sintermetallblechs, sodass eine möglichst große Breite des Sintermetallbleches für Filterzwecke genutzt werden kann; die für den Falz benötigte Materialzugabe ist nur recht schmal. Es hat sich jedoch ge- zeigt, dass die Verschränkung infolge des Falzes insbesondere im Zusam menhang mit dem Streckmetall ausreichend ist.

Es kann Vorkommen, dass das Sintermetallblech zu weich für einen Ein fachfalz ist. Die vorgesehene Verschränkung wird durch das Material daher nicht zwingend sichergestellt, sodass der Falz bei einer bestimmten Zugbe lastung klaffen kann. Um dies zu vermeiden ist vorgesehen, einen selbst hemmenden Falz bereitzustellen: Flierzu wird eine äußere, zu falzende Kante dergestalt mit der Gegenkante gefalzt, dass diese Kante in einem ersten Abschnitt mit der Gegenkante verschränkt und in einem zweiten, sich nach außen hin weisenden, typischerweise daran anschließenden Ab schnitt eine mit der Gegenkante interagierende Zugentlastung bereitstellt. Durch die Kraftaufnahme in dem ersten, mit der Gegenkante verschränken den Abschnitt ist der zweite Abschnitt von der Belastung entkoppelt. Die durch die Belastung in den Falz eingebrachte Kraft wird über den ersten Abschnitt an die Gegenkante übertragen, während der zweite Abschnitt un- ter Belastung nicht oder nicht wesentlich verformt wird. Stattdessen gewähr leistet dieser Abschnitt die Funktion der Zugentlastung der Gegenkante. Die Zugentlastung erfolgt typischerweise durch ein Umbiegen, typischerweise um 180°, etwa im Rahmen des Falzens und/oder in Kombination mit einem Verpressen.

Ein Beispiel für eine solche selbsthemmende Falz ist ein Doppelomegafalz. Bei dieser Art von Falz greifen benachbarte Kanten nach Art eines W-Zei- chens im Querschnitt ineinander/umeinander. Durch das mehrmalige Um biegen und Aufeinanderlegen von Material erhöht sich die Steifigkeit. Die Öffnung des Falzes/des W-Zeichens weist typischerweise in das von dem Filterelement eingeschlossene Volumen und/oder in den Abführraum, um eine Ablagerung von Partikeln in der Öffnung des Falzes zu vermeiden. Durch den die Falzöffnung überspannenden, relativ breiten Steg ist ein sol cher Falz gegenüber einer Verwindung steifer. Zudem wird durch die Mehr- lagigkeit eine Dichtigkeit sichergestellt, auch wenn das Streckmetall im Falzbereich nicht vollständig mit Sintermetall bedeckt ist.

Zur Verbesserung der Dichtigkeit kann eine Schweißnaht, typischerweise in Form einer Rollschweißnaht, ergänzt werden, insbesondere durch ein Laserdurchschweißen. Auf diese Weise kann beim Doppelomegafalz auch die inhärente Falzöffnung verschlossen werden, sodass der Falz nicht mehr öffenbar ist. Für eine solche Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass die Öffnung des Falzes von dem von dem Filterelement eingeschlos senen Volumen weg weist, um eine einfache Zugänglichkeit (von außen) zum Schweißen bereitzustellen.

In einerweiteren Ausgestaltung kann, etwa auch ergänzend zu den vorste hend genannten Verbindungsarten, vorgesehen sein, die Kanten mittels ei nes Klebstoffes oder eines Flarzes zu verbinden. Dies erhöht die Festigkeit und resultiert in einer gewünschten Dichtigkeit. So kann ebenfalls vorgese hen sein, die Kanten mit einem Lotstreifen auszustatten. Werden die Kanten etwa zusätzlich gefalzt muss die bereitgestellte Filterkerze lediglich an schließend einer Wärmebehandlung unterzogen werden, die das Lot auf schmelzen und so die Bleche miteinander verbinden lässt. Zum Ausbilden einer Filterkerze kann auch, ggf. ergänzend, vorgesehen sein, Sintermetallbleche an einem Filterkorb zu befestigen. Ein solcher Fil terkorb ist typischerweise aus einem Blech gefertigt und entspricht der Form der gewünschten Filterkerze, etwa rohrförmig. Er weist an einer vorgesehe nen Fügelinie der Sintermetallblechstreifen oder auch, wenn mehrere Fü- gelinien vorgesehen sind, an diesen Fügelinien Blechstreifen und typischer weise weitere, zur Stabilisierung genutzte Blechstreifen, die etwa in einem Winkel von 90° zu den Blechsteifen für die Fügelinien ausgerichtet sind, auf. Auf diese Weise werden durch die Blechstreifen Fenster bereitgestellt, durch die das zu reinigende Fluid hindurchgeleitet werden kann. An einen solchen Filterkorb können Sintermetallbleche aufgebracht werden, typi scherweise von außen. Die Kanten werden etwa auf die Blechstreifen als Trägermaterial aufgeschweißt und an diesem gehalten. Es kann auch vor gesehen sein, dass die Fügelinien in oder quer zur Erstreckungsrichtung der Filterkerze verlaufen und somit in 0° oder 90°-Richtung. So können mehrere Blechstreifen nebeneinander angeordnet und an dem Filterkorb entlang der Fügelinie befestigt, etwa verschweißt werden, ohne die sich ausbildende Filterkerze um ihre Längsachse für eine Fügelinie drehen zu müssen; ein Drehen erfolgt erst für eine weitere Fügelinie. In Längserstre ckung des rohrförmigen Filterelementes weist dieses typischerweise eine konstante Querschnittsfläche auf. In diesem Fall ist die Breite des Sinter metallblechs entlang seiner spiralförmigen Längserstreckung konstant. Der Winkel zwischen Fügelinie und Längserstreckung des rohrförmigen Fil terelementes ändert sich dann nicht. Eine solche Ausgestaltung ist einfach herstellbar und nutzt die zur Verfügung gestellte Breite des Sintermetallble- ches bestmöglich aus.

Möglich ist jedoch auch ein Filterelement bereitzustellen, das einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist. Hierfür wird ein Sintermetallblech be reitgestellt, dessen Breite sich über die Längserstreckung zumindest ab- schnittsweise ändert. Hierdurch ändert sich auch der Winkel zwischen Fü gelinie und Längserstreckung des rohrförmigen Filterelementes, wenn die gegenüberliegenden Kanten des Sintermetallblechs miteinander verbunden werden. Durch eine Verbreiterung des Sintermetallblechs wird eine Verjün gung des rohrförmigen Filterelementes bewirkt, da hierdurch der Winkel zwischen Längserstreckung des rohrförmigen Filterelementes und Fügeli- nie verkleinert wird. Diese Ausgestaltung ist für eine strömungsoptimierte Filterkerze vorteilhaft.

Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass das rohrförmige Filterelement eine kreisrunde Querschnittsgeometrie aufweist. Grundsätzlich sind auch an- dere Querschnittsformen, etwa eine elliptische oder eckige möglich. Ein sol ches, nicht kreisrundes Filterelement kann insbesondere dergestalt herge stellt werden, dass zuerst ein kreisrundes Filterelement hergestellt wird und anschließend den gewünschten Querschnitt erhaltend verformt wird. Die vorstehend beschriebene Filterkerze ist vorteilhaft für eine Verwendung in einem Industriewerk zum Reinigen von Heißabluft, etwa 250°C bis 350°C oder auch bis 450°C. Die normalerweise notwendige Abkühlung beim Ein satz von Papierfiltern entfällt aufgrund der oben beschriebenen vorteilhaften Eigenschaften des Sintermetallblechs. Die gereinigte Heißabluft kann so unmittelbar für weitere Prozesse oder auch als Fernwärme genutzt werden, ohne einen zusätzlichen Wärmetauscher zu benötigen, der systemimma nent Verluste mit sich bringt. Daher ist ein wesentlich höherer Effizienzgrad gegeben. Ein besonders bevorzugtes Einsatzgebiet für derartige Filterkerzen sind Ze mentwerke. In der Luft eines Zementwerkes ist eine hohe Feinstaubbelast ung zu verzeichnen. Insbesondere solche feinstaubbelastete Abluft kann mit einem Sintermetallblech hervorragend gereinigt werden. In einer anderen Anwendung ist vorgesehen, die Filterkerze zum Reinigen einer Flüssigkeit zu verwenden.

Um ein vorstehend beschriebenes Filterelement bereitzustellen, ist gemäß einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, die bereits durch das Kalandrieren dem Sintermetallblech innewohnende Krümmung direkt für den Wickelpro zess zu nutzen. Hierfür ist die Wickelvorrichtung unmittelbar an die Sintermetallblechherstellungsmaschine angeschlossen. Auf diese Weise wird das Sintermetallblech nicht unnötig zusätzlich gebogen und damit ver formt, was insgesamt der Festigkeit des Filterelementes zugutekommt. Die Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Figuren näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Filterkerze,

Fig. 2: einen Einfachfalz,

Fig. 3: einen Doppelomegafalz und

Fig. 4: eine Filterkerze nach einer alternativen Ausgestaltung in einer

Explosionsdarstellung.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Filterkerze 1. Die Filterkerze 1 umfasst ein Filterelement 2 sowie eine Abschlussplatte 3, die das Filterelement 2 an ihrem einen Ende fluiddicht verschließt.

Das Filterelement 2 trennt einen das Filterelement 2 außen umgebenden Zuführraum 4 von einem von dem Filterelement 2 eingehüllten Abführraum 5. Zum Filtern eines nicht näher dargestellten Fluides wird dieses von au ßen aus dem Zuführraum 4, nach innen in den Abführrau 5 durch das Fil- terelement 2 hindurchgeleitet und durch das nicht verschlossene Ende des Filterelementes 2 abgeführt, beispielsweise an die Umwelt abgegeben. Auch ist es möglich, das Fluid andersherum zu leiten. Das Filterelement 2 ist durch ein Sintermetallblech 6 gebildet. Das Sintermetallblech 6 umfasst ein Streckmetall als Träger. Nach dem Fül len der Öffnungen des Streckmetalls mit dem Sintermetall ist der Träger, das Streckmetall, mit dem darin in seine Öffnungen gebrachten Sinterme tallpulver kalandriert worden, um es zu einem Blech zu formen. Bereitge stellt wird durch diesen Prozess ein Endlosstreifen eines Sintermetallble- ches 6 mit einer vorbestimmten Breite 7. Diese Breite ist produktionsbedingt endlich. Um ein Filterelement 2 für eine Filterkerze 1 bereitzustellen, welches für einen hohen Durchsatz an Fluid vorgesehen ist, muss der Abführraum 5 möglichst großvolumig ausgebildet werden. Hierfür ist das Filterelement 2 nach Art eines Wickelfalzrohres ausgebildet. Das bedeutet, dass die gegen überliegenden, der Längserstreckung des Sintermetallbleches 6 folgenden Kanten 8, 8.1 miteinander verbunden sind. Die dabei gebildete Fügelinie 9 - hier gebildet durch einen Falz 9 und schematisch als Tangente 10 der Fügelinie 9 in der Figur eingezeichnet - gegenüber der Längserstreckung 11 des rohrförmigen Filterelementes 2 um einen Winkel a geneigt ist. Der Winkel a ist dabei in diesem Ausführungsbeispiel etwa 85°. Erkennbar wird der Unterschied gegenüber 90° durch eine in der Figur eingezeichnete Re ferenzlinie 12, die im rechten Winkel gegenüber der Längserstreckung 11 des rohrförmigen Filterelementes 2 ausgerichtet ist. Die Fügelinie bzw. der Falz 9 windet sich spiralförmig entlang des Filterelements 2. Erkennbar ist, dass ein erster Abschnitt 13 des Sintermetallbleches 6 einen zweiten Ab schnitt 14 mit der jeweils gegenüberliegenden Kante 8, 8.1 kontaktiert, so bald das Sintermetallblech um den Umfang des Abführraumes 5 gewickelt ist. Auf diese Weise kann mittels eines endlich breiten Sintermetallblechs 6 eine weite Formvariation betreffend den Durchmesser als auch der Länge des Filterelements 2 ermöglicht werden.

Die Grundfläche des Filterelements 2, die in diesem Ausführungsbeispiel der Abschlussplatte 3 entspricht, ist kreisförmig. Denkbar sind jedoch auch andere Querschnittsgeometrien.

Erkennbar ist, dass die der Längserstreckung des Sintermetallblechs 6 fol genden Kanten 8, 8.1 durch die Nutzung des Streckmetalls nicht ideal eben sind (zu erkennen an dem in der Perspektive nach hinten weisenden Ab- Schluss des Filterelementes 2). Um die Kanten miteinander zu verbinden, ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Einfachfalz vorgesehen, wie er in Fi gur 2 schematisch dargestellt ist:

In Figur 2 ist auf der linken Seite ein erster Abschnitt 13a (mit durchgezo- gener Linie gezeichnet) eines nur schematisch dargestellten Sintermetall blechs und auf der rechten Seite ein zweiter Abschnitt 14a (mit gestrichelter Linie gezeichnet) des gleichen Sintermetallblechs dargestellt. Durch die spi ralförmige Wicklung trifft die erste der Längserstreckung folgende Kante 8a nach einer bestimmten Länge in Abhängigkeit des Umfangs des Filterele mentes sowie dem Winkel zwischen Längserstreckung des rohrförmigen Filterelementes und der Fügelinie wieder aufeinander. Zum Ausbilden des Einfachfalz ist vorgesehen, dass die jeweiligen Kanten 8a, 8.1a ineinander greifend an einem Biegepunkt 15, 15.1 abgekantet sind. Anschließend wird das so gebildete vierlagige Paket zusätzlich verpresst. Durchaus möglich ist es, dass durch entsprechendes Verpressen die Kan ten 8a, 8.1a derart verformt werden, dass der gebildete Falz vollkommen dicht wird, wie es in Figur 1 angedeutet ist.

Einen alternativen Falz zum Herstellen eines Sintermetallblechfilterelemen- tes zeigt Figur 3. Hier dargestellt ist ein Doppelomegafalz:

Figur 3 zeigt einen ersten Abschnitt 13b (mit durchgezogener Linie gezeich net) sowie einen zweiten Abschnitt 14b (mit gestrichelter Linie gezeichnet) eines nicht näher dargestellten Sintermetallblechs. Zum Ausbilden einer Doppelomegafalz ist vorgesehen, dass beide der Längserstreckung des Sintermetallblechs folgende Kanten 8b, 8.1b in die Form eines W-Zeichens gebracht werden, wobei die beiden Kanten, 8b, 8.1b ineinander geformt sind. Die Abfolge von Biegungen in der Doppelomegafalz lautet: eine erste Biegung 16, 16.1 , dann eine dieser Biegung 16, 16.1 entgegengesetzte Bie- gung 17, 17.1 , woran sich ein die erste Biegung 16, 16.1 als auch die nach stehend noch weiter beschriebene Biegung 18, 18.1 überspannender Steg 19, 19.1 anschließt, der durch eine gleichsinnige Biegung 20, 20.1 zu der vorherigen Biegung 17, 17.1 abgeschlossen wird, woraufhin das Sinterme tallblech abermals gegensinnig zur Biegung 20, 20.1 in der Biegung 18, 18.1 ausgeformt wird. Zwischen allen Biegungen 16, 16.1, 17, 17.1, 18,

18.1, 20, 20.1 ist jeweils ein gerader Abschnitt vorgesehen, wie bereits durch den Steg 19, 19.1 angesprochen. Das so bereitgestellte Doppelo mega wird abschließend verpresst, um eine optimale Steifigkeit zu erhalten. Figur 4 zeigt eine alternative Filterkerze 1a in einer Explosionsansicht. Die Filterkerze 1a basiert auf einem Filterkorb 21, auf den Sintermetallbleche 6a, 6a.1 , 6a.2 zum Ausbilden der Filterkerze 1 a aufgeschweißt werden. Der Filterkorb 21 ist aus einem Blech ausgestanzt und entsprechend der Geo metrie der Filterkerze gebogen, in diesem Ausführungsbeispiel kreisrund und in dieser Form gehalten, etwa gefügt. Der Filterkorb 21 wird gebildet aus Blechstreifen 22, 22.1 , 22.2, die entlang der vorgesehen Fügelinien an geordnet sind. Diese sind in dieser Ausgestaltung in Längsrichtung (0° ge genüber Längserstreckung) ausgerichtet. Ein Sintermetallblech 6a, 6a.1, 6a.2 wird mit einer Kante an einem solchen Blechstreifen 22, 22.1, 22.2 angeschweißt und auf diese Weise daran gehalten

Zu diesen Blechstreifen orthogonal angeordnete Blechstreifen 23, 23.1, 23.2 (an einem Ende mit Bezugszeichen versehen) dienen der Formgebung und Stützung der anderen Blechstreifen 22, 22.1 , 22.2 für die Fügelinien. An einem Ende der so gebildeten Filterkerze 1 a ist ein Filterflansch 24 zum Anschluss an einer Filterkerzenaufnahme vorgesehen, welcher mit der Fil terkerze 1a, hier mit dem Filterkorb 21, verbunden ist.

An seinem anderen Ende ist zum endseitigen Trennen des Zuführraumes 4 von dem Abführraum 5 eine Abschlussplatte 3a aus Filtermaterial (Sinter metallblech) vorgesehen. Die Abschlussplatte 3a ist auf einem Endring 25 aufgebracht, welcher Endring 25 hier in Aussparungen des Filterkorbes 21 eingepasst ist und mit diesem verbunden ist. Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten, diese umzusetzen, ohne dass diese im Rahmen dieser Ausführungen näher erläutert werden müssten. Bezugszeichenliste

1 Filterkerze

2 Filterelement

3, 3a Abschlussplatte

4 Zuführraum

5 Abführraum

6, 6a, 6a.1 , 6a.2 Sintermetallblech 7 vorbestimmte Breite , 8.1, 8a, 8.1a, 8b, 8.1b Kante

9 Fügelinie/Falz

10 Tangente der Fügelinie

11 Längserstreckung des rohrförmigen Filterelements

12 Referenzlinie

13, 13a, 13b erster Abschnitt eines Sintermetallblechs

14, 14a, 14b zweiter Abschnitt eines Sintermetallblechs

15, 15.1 Biegepunkt

16, 16.1 Biegepunkt

17, 17.1 Biegepunkt

18, 18.1 Biegepunkt

19, 19.1 Steg

20, 20.1 Biegepunkt

21 Träger

22, 22.1 , 22.2 Blechstreifen für Fügelinie 23, 23.1, 23.2 Blechstreifen zur Stabilisierung

24 Filterflansch

25 Endring a Winkel