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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Flüssigkeits-Filtereinrichtung, insbesondere eines Kraftstofffilters oder eines Ölfilter. Die Erfindung betrifft weiterhin eine solche Flüssigkeits-Filtereinrichtung.
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In modernen Kraftfahrzeugen kommen Ölfilter zum Einsatz, die typischerweise ein Ringfilterelement aus einem flexiblen Filtermaterial umfassen, welches in einem zylindrischen Gehäuse angeordnet ist. Ein solches Gehäuse ist oftmals zweiteilig mit einem Gehäuseboden und einem Gehäusedeckel ausgebildet, welche lösbar aneinander befestigt sind, so dass das Gehäuse geöffnet werden kann, beispielsweise wenn das Filterelement ausgetauscht werden soll.
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Bekannte flexible Filtermaterialien für besagtes Filterelement sind etwa Papier oder ein Vlies, die im Gehäuseinnenraum der Flüssigkeits-Filtereinrichtung angeordnet sind.
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Zur Abstützung des flexiblen Filtermaterials ist es bekannt, im Gehäuseinnenraum eine steife Stützstruktur, die sogenannte Zarge, anzuordnen, an welcher sich das flexible Filterelement abstützen kann. Eine solche Stützstruktur wird üblicherweise als separates Bauteil hergestellt, ebenso wie das Filterelement im Gehäuseinnenraum der Flüssigkeits-Filtereinrichtung montiert und dort am Gehäuse, beispielsweise mittels einer Clips- oder Schweißverbindung, befestigt.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Herstellungsverfahren für eine Flüssigkeits-Filtereinrichtung zu schaffen, welches sich insbesondere durch reduzierte Herstellungskosten auszeichnet. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine derartige Flüssigkeits-Filtereinrichtung bereitzustellen, die insbesondere besonders einfach aufgebaut und somit kostengünstig herzustellen ist.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Grundgedanke der Erfindung ist demnach, den Gehäusedeckel und eine Stützstruktur für das in der Flüssigkeits-Filtereinrichtung anzubringende Filterelement – eine solche Stützstruktur ist dem Fachmann auch als „Zarge“ bekannt – mittels eines Spritzgussverfahrens einstückig herstellen. Gegenüber herkömmlichen Fertigungsverfahren, bei welchen Gehäusedeckel und Stützstruktur/Zarge zunächst als separate Bauteile gefertigt und anschließend aneinander gefügt werden, entfallen beim hier vorgestellten, erfindungsgemäßen Verfahren jedwede Verfahrensschritte, die das Aneinanderfügen von Gehäusedeckel und Stützstruktur betreffen. Dies bedeutet, dass auch entsprechende Montagevorrichtungen und Fügewerkezeuge zum aneinander Befestigen von Gehäusedeckel und Stützstruktur für die Durchführung des hier vorgestellten Herstellungsverfahrens entfallen können. Im Ergebnis führt dies zu signifikanten Kostenvorteilen bei der Herstellung der Flüssigkeits-Filtereinrichtung.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer ein Gehäuse und eine Stützstruktur aufweisenden Flüssigkeits-Filtereinrichtung, insbesondere eines Kraftstofffilters oder Ölfilters, werden daher ein Gehäusedeckel des Gehäuses und die Stützstruktur mittels eines Spritzgussverfahrens einstückig ausgebildet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Spritzgussverfahren ein Kunststoff-Spritzgussverfahren, so dass der Gehäusedeckel und die Stützstruktur aus Kunststoff bestehen. Dies erlaubt die Verwendung eines Kunststoff-Spritzgussverfahrens und einer dafür verfügbaren Spritzgussmaschine zum Spritzgießen von Kunststoff. Eine solche Maschine ist kommerziell erhältlich, so dass die aufwändige Beschaffung oder gar Entwicklung einer speziellen Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entfallen kann. Besonders bevorzugt sind der Gehäusedeckel und die Stützstruktur also mittels Kunststoff-Spritzguss-Verfahrens hergestellt.
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Zweckmäßig kann zur Herstellung der Stützstruktur mittels des Spritzgussverfahrens ein Spindelkern verwendet werden, so dass eine Stützstruktur mit Wendelform ausgebildet wird. Eine solche, wendelartige Geometrie eignet sich hervorragend zur Abstützung eines Filterelements, typischerweise eines Ringfilters, aus einem flexiblen Material wie etwa Papier. Darüber hinaus kann ein solcher Spindelkern auf einfache Weise in die Spritzgussform der Spritzgussmaschine integriert werden.
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Bei einer dazu alternativen, bevorzugten Ausführungsform wird zur Herstellung der Stützstruktur mittels des Spritzgussverfahrens ein Faltkern verwendet. Dies erlaubt die Herstellung einer zylindrischen Stützstruktur mit einer Umfangswand, die sich entlang der axialen Richtung erstreckt und in welcher perforationsartig eine Mehrzahl von Durchgangsöffnung angeordnet sein kann. Auch eine solche, zylindrische Geometrie der Stützstruktur mit Durchgangsöffnungen eignet sich hervorragend zur Abstützung eines Filterelements, typischerweise eines Ringfilters, aus einem flexiblen Material.
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Bei einer weiteren, zu den beiden voranstehend erläuterten Varianten alternativen, bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Herstellung der Stützstruktur mittels Spritzguss ohne Verwendung eines Spindelkerns oder Faltkerns. Auf diese Weise kann der Aufbau der Spritzgussvorrichtung, insbesondere der Spritzgussform der Spritzgussvorrichtung, einfach gehalten werden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Flüssigkeits-Filtereinrichtung, insbesondere ein Kraftstofffilter oder Ölfilter, welches bevorzugt mittels des voranstehend vorgestellten Verfahrens hergestellt ist. Die erfindungsgemäße Flüssigkeits-Filtereinrichtung umfasst ein Gehäuse, welches einen Gehäuseinnenraum begrenzt und einen Gehäuseboden sowie einen am Gehäuseboden lösbar befestigten Gehäusedeckel aufweist. Als Gehäuseboden wird vorliegend jedwedes Bauteil verstanden, welches den Gehäusedeckel zu einem den Gehäuseinnenraum begrenzenden Gehäuse ergänzt oder komplettiert, und zwar unabhängig von der Geometrie des Gehäusebodens. Hinsichtlich der Geometrie des Gehäusebodens sind also vielfältige Varianten denkbar. Als besonders bevorzugt mag eine topfartige oder schalenartige Geometrie erachtet werden. Erfindungsgemäß umfasst die Flüssigkeits-Filtereinrichtung eine im Gehäuseinnenraum angeordnete und integral am Gehäusedeckel ausgeformte Stützstruktur.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform bestehen der Gehäusedeckel und die Stützstruktur aus Kunststoff. Dies erlaubt die Verwendung eines Spritzguss-Herstellungsverfahrens und einer dafür verfügbaren Spritzgussmaschine zum Spritzgießen von Kunststoff. Eine solche Maschine ist kommerziell erhältlich, so dass die aufwändige Beschaffung oder gar Entwicklung einer speziellen Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens entfallen kann. Besonders bevorzugt sind der Gehäusedeckel und die Stützstruktur also mittels eines Kunststoff-Spritzguss-Verfahrens hergestellt.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stützstruktur ein erstes Strukturelement, welches sich wendelartig entlang einer axialen Richtung des Gehäuses erstreckt. Eine solche, wendelartige Geometrie eignet sich hervorragend zur Abstützung eines Filterelements, typischerweise eines Ringfilters, aus einem flexiblen Material. Darüber hinaus kann ein solcher Spindelkern auf einfache Weise in die Spritzgussform der verwendeten Spritzgussmaschine integriert werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Stützstruktur wenigstens ein zweites Strukturelement, vorzugsweise wenigstens drei zweite Strukturelemente, auf, welches als Stützsteg für das wendelartige erste Strukturelement ausgebildet ist und sich entlang der axialen Richtung erstreckt. Auf diese Weise kann das erste Strukturelement zusätzlich ausgesteift werden, wodurch die Steifigkeit der gesamten Stützstruktur weiter erhöht werden kann.
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Besonders bevorzugt sind das erste Strukturelement und das wenigstens eine zweite Strukturelement integral aneinander ausgeformt. Auf diese Weise kann besonders gut ausgesteifte Stützstruktur bereitgestellt werden, ohne dass damit eine signifikante Erhöhung der Herstellungskosten für die Flüssigkeits-Filtereinrichtung einherginge.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die Stützstruktur eine sich entlang der axialen Richtung erstreckende Umfangswand auf, in welcher perforationsartig eine Mehrzahl von Durchgangsöffnung vorgesehen ist. Auch eine solche, zylindrische Geometrie der Stützstruktur eignet sich hervorragend zur Abstützung eines Filterelements, typischerweise eines Ringfilters, aus einem flexiblen Material.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch:
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1 den Gehäusedeckel mit integral daran ausgeformter Stützstruktur/Zarge einer erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Filtereinrichtung in einem Längsschnitt,
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2 die Flüssigkeits-Filtereinrichtung der 1 in einer perspektivischen Darstellung,
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3 die Anordnung der 1 mit an der Stützstruktur angeordnetem Filterelement.
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1 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Flüssigkeits-Filtereinrichtung 1 in einem Längsschnitt, die 2 in einer perspektivischen Ansicht. Die Flüssigkeits-Filtereinrichtung 1, die als Ölfilter realisiert sein kann, umfasst ein Gehäuse 2, welches einen Gehäuseinnenraum 3 begrenzt. Das Gehäuse 2 umfasst einen Gehäuseboden (in den 1 und 2 nicht gezeigt) sowie einen am Gehäuseboden lösbar befestigbaren bzw. befestigten Gehäusedeckel 5. Am Gehäusedeckel 5 ist integral eine Stützstruktur 4 ausgeformt, welche im aneinander befestigten Zustand von Gehäuseboden und Gehäusedeckel 5 im Gehäuseinnenraum 3 angeordnet ist. Der Gehäusedeckel 5 und die Stützstruktur 4 sind also einstückig ausgebildet. Am Außenumfang des Gehäusedeckels 3 (vgl. 2) ist eine Angriffskontur 10 für ein Werkzeug ausgebildet, welches vorzugsweise als Mehrkant, höchst vorzugsweise als Sechskant (nicht gezeigt) realisiert sein kann.
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Die 3 zeigt die Anordnung der 1 mit an der Stützstruktur 4 angeordnetem Filterelement 7. Wie der Längsschnitt der 3 erkennen lässt, dient die Stützstruktur 4 – dem einschlägigen Fachmann auch als Zarge 6 bekannt – dem im Gehäuseinnenraum 3 montierten Filterelement 7 – beispielsweise einem Ringfilter aus Papier oder aus einem Vlies oder aus einem anderen flexiblen Filtermaterial – zur mechanischen Stabilisierung bzw. Abstützung.
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Im Folgenden sei das Augenmerk wieder auf die Darstellung der 1 und 2 gerichtet. Sowohl der Gehäusedeckel 5 als auch die Stützstruktur 4 können mittels eines Kunststoff-Spritzguss-Verfahrens hergestellt sein und folglich aus einem Kunststoff bestehen. Zur Herstellung der Stützstruktur 4 mittels des Spritzguss-Verfahrens kann in der verwendeten Spritzgussmaschine ein Spindelkern verwendet werden, welcher die Ausbildung der Stützstruktur 4 mit der gewünschten wendelartigen Geometrie bewirkt.
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Der Darstellung der 1 und 2 entnimmt man, dass die Stützstruktur 4 ein erstes Strukturelement 8a aus Kunststoff umfasst, welches sich wendelartig entlang einer axialen Richtung A des Gehäuses 2 erstreckt. Des Weiteren umfasst die Stützstruktur 4 im Beispielszenario zwei zweite Strukturelemente 8b, welche als Stützstege 9 für das wendelartige erste Strukturelement 8a ausgebildet sind. In Varianten des Beispiels kann die Stützstruktur 4 mit einer anderen Anzahl an zweiten Strukturelementen 8b ausgestattet sein. Die Stützstege 9 dienen zur Aussteifung des wendelartigen ersten Strukturelements 8a und erstrecken sich entlang der axialen Richtung A des Gehäuses 2.
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Bevorzugt sind das erste Strukturelement 8a und die zwei zweiten Strukturelemente 8b integral aneinander ausgeformt, was bedeutet, dass sowohl das erste Strukturelement 8a als auch die zweiten Strukturelemente 8a aus Kunststoff bestehen und mittels des Kunststoff-Spritzgussverfahrens hergestellt sind.
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In ein in den Figuren nicht näher dargestellten Variante kann die Stützstruktur 4 nicht wendelartig ausgebildet sein wie im Beispiel der 1 bis 3, sondern eine zylindrische Geometrie aufweisen und eine sich entlang der axialen Richtung A erstreckende Umfangswand umfassen, in welcher perforationsartig eine Mehrzahl von Durchgangsöffnung vorgesehen sind. Bei dieser Variante kann zur Herstellung der Stützstruktur 4 mittels des Spritzgussverfahrens ein Faltkern verwendet werden.
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In einer weiteren Variante des Verfahrens ist es denkbar, zur Herstellung der integral am Gehäusedeckel 5 ausgeformten Stützstruktur 4 weder einen Spindelkern noch einen Faltkern zu verwenden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005010423 A1 [0005]
