DE102016012936A1 - Flüssigkeitsreinigungselement, Flüssigkeitsreinigungssystem und Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsreinigungselements - Google Patents

Flüssigkeitsreinigungselement, Flüssigkeitsreinigungssystem und Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsreinigungselements Download PDF

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Abstract

Es werden ein Flüssigkeitsreinigungselement (14) eines oder für ein Flüssigkeitsreinigungssystem(s) (10), ein Flüssigkeitsreinigungssystem (10) und ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsreinigungselements (14) beschrieben. Das Flüssigkeitsreinigungselement (14) umfasst wenigstens ein Reinigungsmedium (28) und wenigstens ein Trägermedium (26). Das wenigstens eine Trägermedium (26) weist wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss (32) für wenigstens eine Leitung für zu reinigende oder gereinigte Flüssigkeit auf. Das wenigstens eine Reinigungsmedium (28) und das wenigstens eine Trägermedium (26) sind miteinander verbunden. Das Flüssigkeitsreinigungselement (14) weist in wenigstens einem Abschnitt mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium (28) und dem wenigstens einen Trägermedium (26) wenigstens eine Biegung auf. Das wenigstens eine Trägermedium (26) ist vor der Verbindung mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium (28) in der endgültigen Form des Flüssigkeitsreinigungselements (14) vorgefertigt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsreinigungselement eines oder für ein Flüssigkeitsreinigungssystem, mit wenigstens einem Reinigungsmedium und wenigstens einem Trägermedium, wobei das wenigstens eine Trägermedium wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss für wenigstens eine Leitung für zu reinigende oder gereinigte Flüssigkeit aufweist, das wenigstens eine Reinigungsmedium und das wenigstens eine Trägermedium miteinander verbunden sind und das Flüssigkeitsreinigungselement in wenigstens einem Abschnitt mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium und dem wenigstens einen Trägermedium wenigstens eine Biegung aufweist.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Flüssigkeitsreinigungssystem mit wenigstens einem Flüssigkeitsreinigungselement und wenigstens einer Halterung für das wenigstens eine Flüssigkeitsreinigungselement, wobei das wenigstens eine Flüssigkeitsreinigungselement wenigstens ein Reinigungsmedium und wenigstens ein Trägermedium aufweist, wobei das wenigstens eine Trägermedium wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss für wenigstens eine Leitung für zu reinigende oder gereinigte Flüssigkeit aufweist, das wenigstens eine Reinigungsmedium und das wenigstens eine Trägermedium miteinander verbunden sind und das Flüssigkeitsreinigungselement in wenigstens einem Abschnitt mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium und dem wenigstens einen Trägermedium wenigstens eine Biegung aufweist.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsreinigungselements mit wenigstens einem Trägermedium, wenigstens einem Reinigungsmedium und wenigstens einer Biegung in wenigstens einem Abschnitt mit dem wenigstens einen Trägermediums und dem wenigstens einen Reinigungsmediums, wobei bei dem Verfahren das wenigstens eine Trägermedium und das wenigstens eine Reinigungsmedium miteinander verbunden werden.
  • Stand der Technik
  • Aus der DE 10 2014 103 715 A1 ist ein mehrlagiges Flüssigkeitsreinigungselement mit einer flüssigkeitsdurchlässigen Decklage und einer flüssigkeitsdichten Grundlage bekannt. Die Grundlage weist einen Sauganschluss zum Ansaugen von Flüssigkeit durch das Flüssigkeitsreinigungselement auf. Zumindest die Decklage und die Grundlage sind durch eine Verbindung miteinander verbunden. Die Grundlage weist eine wenigstens teilweise hin zu der Decklage gerichtete strukturierte Oberfläche auf. Das Flüssigkeitsreinigungselement ist an einer Vorrichtung in einer Aufnahme angeordnet und an einer Außenfläche eines Gehäuses angepasst. Zusätzlich kann ein Deckelelement vorhanden sein, welches das Flüssigkeitsreinigungselement dauerhaft an dem Gehäuse bzw. der Außenfläche des Gehäuses fixiert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkeitsreinigungselement, Flüssigkeitsreinigungssystem und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen eine mechanische Stabilität des Flüssigkeitsreinigungselements verbessert wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Trägermedium vor der Verbindung mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium in der endgültigen Form des Flüssigkeitsreinigungselements vorgefertigt ist.
  • Erfindungsgemäß wird das wenigstens eine Trägermedium in seiner endgültigen geometrischen Form vorgefertigt. Das vorgefertigte wenigstens eine Trägermedium wird erst danach mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium verbunden. Dabei kann das wenigstens eine Reinigungsmedium mechanisch spannungsfrei an die Form des wenigstens einen Trägermediums angepasst werden. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Trägermedium ohne mechanische Spannung mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium verbunden werden und bleiben. Im Unterschied zu der Grundlage des aus dem Stand der Technik bekannten Flüssigkeitsreinigungselements hat das Material des erfindungsgemäßen wenigstens einen Trägermediums nicht das Verlangen, sich in seinen ursprünglich flachen Zustand zu entspannen. Insgesamt können so Belastungen des Materials des wenigstens einen Trägermediums und/oder des Materials des wenigstens einen Reinigungsmediums verringert werden. Insbesondere können Deformationen, Risse und/oder Spannungen in den Bauteilen vermieden werden. Im Unterschied zu Flüssigkeitsreinigungselementen, die erst nach dem Verbinden des wenigstens einen Reinigungsmediums und des wenigstens einen Trägermediums geformt, insbesondere gebogen, werden, kann bei der Erfindung vermieden werden, dass das wenigstens eine Reinigungsmedium auf dem wenigstens einen Trägermedium während oder nach dem Verformen verrutschten kann, insbesondere um sich in seine Ausgangslage zu entspannen. Insgesamt wird mit der Erfindung eine mechanische Stabilität des Flüssigkeitsreinigungselements verbessert.
  • Das wenigstens eine Trägermedium kann vorteilhafterweise als Rückwand für das wenigstens eine Reinigungsmedium dienen. Das wenigstens eine Trägermedium kann so die Form und die mechanische Stabilität des Flüssigkeitsreinigungselements vorgeben.
  • Durch die Gestaltung des wenigstens einen Trägermediums vor dem Verbinden mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium kann eine höhere Formtoleranz erzielt werden. Das Flüssigkeitsreinigungselement bleibt in seiner endgültigen Geometrie und versucht sich nicht in eine flache Lage zu entspannen, wie dies bei nachträglich verformten Flüssigkeitsreinigungselementen der Fall sein kann.
  • Das wenigstens eine Trägermedium weist wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss für zu reinigende oder gereinigte Flüssigkeit auf. Mit dem wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss kann eine entsprechende Flüssigkeitszuleitung oder Flüssigkeitsableitung einfach verbunden werden. Das wenigstens eine Reinigungsmedium kann mit geringerem Aufwand auf das wenigstens eine Trägermedium mit den bereits vorhandenen wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss aufgebracht werden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Flüssigkeitsanschluss wenigstens einen Auslass, insbesondere einen Sauganschluss zum Ansaugen von Flüssigkeit, oder wenigstens einen Einlass für Flüssigkeit aufweisen oder bilden. Durch den wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss kann die Flüssigkeit durch das Flüssigkeitsreinigungselement angesaugt oder gepumpt werden.
  • Wenigstens eine Leitung, welche an dem wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss angeschlossen werden kann, kann mit einer Pumpe oder dergleichen verbunden oder Teil dieser sein. Die wenigstens eine Leitung kann ein Einlass oder ein Auslass einer Pumpe sein oder mit dem Einlass oder dem Auslass verbunden sein. Die Pumpe kann so direkt mit dem wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss verbunden sein oder werden.
  • Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Flüssigkeitsanschluss einen Stutzen, insbesondere Rohrstutzen, aufweisen. Ein Stutzen kann als mechanischer Anschluss für entsprechende Leitungen dienen. Ferner kann ein Stutzen selbst als Leitungsteil dienen.
  • Der wenigstens eine Flüssigkeitsanschluss kann vorteilhafterweise in das wenigstens eine Trägermedium integriert sein. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Flüssigkeitsanschluss gemeinsam mit dem wenigstens einen Trägermedium vorgefertigt und/ oder mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium verbunden werden. So kann insgesamt ein Herstellungs-, Bauteil- und/oder Montageaufwand verringert werden.
  • Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Flüssigkeitsanschluss mit einem Zwischenraum zwischen dem wenigstens einen Trägermedium und dem wenigstens einen Reinigungsmedium verbunden sein. Auf diese Weise kann Flüssigkeit aus dem Zwischenraum durch den wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss entfernt werden. Bei umgekehrter Strömungsrichtung der Flüssigkeit durch das Flüssigkeitsreinigungselement kann alternativ Flüssigkeit durch den wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss in den Zwischenraum gebracht werden.
  • Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Zwischenraum mittels dem wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss mit einem Druck, insbesondere einem Unterdruck oder einem Überdruck, beaufschlagt werden. Auf diese Weise kann zu reinigende oder gereinigte Flüssigkeit durch das wenigstens eine Reinigungsmedium in den Zwischenraum gesaugt oder entsprechend aus diesem herausgedrückt werden.
  • Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Trägermedium, insbesondere das Material des wenigstens einen Trägermediums, für Flüssigkeit undurchlässig sein. Auf diese Weise kann ggf. der Zwischenraum zwischen dem wenigstens einen Trägermedium und dem wenigstens einen Reinigungsmedium auf der Seite des wenigstens einen Trägermediums abgedichtet werden. Bei einer Beaufschlagung des Zwischenraums mit einem Druck, insbesondere einem Unterdruck oder einem Überdruck, muss die Flüssigkeit durch das wenigstens eine Reinigungsmedium strömen und kann nicht durch das wenigstens eine Trägermedium ausweichen.
  • Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Reinigungsmedium flüssigkeitsdurchlässig sein. Auf diese Weise kann die Flüssigkeit das wenigstens eine Reinigungsmedium durchströmen und dabei gereinigt werden.
  • Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Reinigungsmedium als Filtermedium ausgestaltet sein. Mit einem Filtermedium können insbesondere Partikel aus der Flüssigkeit herausgefiltert werden. Entsprechend kann das Flüssigkeitsreinigungssysteme Flüssigkeitsfilter sein. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Reinigungsmedium eine von reiner Filtrierung unterschiedliche Reinigungswirkung besitzen.
  • Das Flüssigkeitsreinigungssystem, insbesondere das Flüssigkeitsreinigungselement, kann vorteilhafterweise in einem Leitungssystem und/oder einem Tank für Flüssigkeit angeordnet sein. Auf diese Weise kann es direkt von der Flüssigkeit angeströmt und/ oder durchströmt werden und diese reinigen.
  • Vorteilhafterweise kann das Flüssigkeitsreinigungssystem, insbesondere das Flüssigkeitsreinigungselement, in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine und/oder einem Kraftfahrzeug verwendet werden.
  • Das Flüssigkeitsreinigungssystem, insbesondere das Flüssigkeitsreinigungselement, können in Verbindung mit einem Abgasreinigungssystem verwendet werden.
  • Vorteilhafterweise kann das Flüssigkeitsreinigungselement Teil eines Filters für Harnstofflösung, insbesondere wässrige Harnstofflösung oder Harnstoffwasserlösung, sein. Der Filter kann vorteilhafterweise in Verbindung mit einem sogenannten SCR-Katalysator zur selektiven katalytischen Reduktion von Stickoxiden in Abgasen verwendet werden. Der SCR-Katalysator kann Teil eines Abgasstrangs einer Brennkraftmaschine insbesondere eines Kraftfahrzeugs sein.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf einen Filter für Harnstoff (-Wasser-) Lösung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Flüssigkeitssystemen, insbesondere Kraftstoffsystemen, Motorölsystemen Hydrauliksystemen, Kühlmittelsystemen oder dergleichen, von Kraftfahrzeugen oder anderen Maschinen, insbesondere Landmaschinen oder Baumaschinen, verwendet werden. Das Flüssigkeitsreinigungssystem, insbesondere das Flüssigkeitsreinigungselement, kann auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere bei Industriemotoren, eingesetzt werden.
  • Die Erfindung kann bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bussen, landwirtschaftlichen und/oder Bau-Fahrzeugen, Bau-/Landmaschinen, Kompressoren, Industriemotoren oder sonstigen Geräten insbesondere mit Brennkraftmaschinen eingesetzt werden.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Trägermedium allenfalls elastisch verformbar sein. Auf diese Weise kann mit dem wenigstens einen Trägermedium die Form des Filterelements vorgegeben und gehalten werden. „Allenfalls elastisch verformbar“ im Sinne der Erfindung bedeutet, dass das wenigstens eine Trägermedium elastisch verformbar oder nicht, zumindest nicht zerstörungsfrei, verformbar sein kann.
  • Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Trägermedium elastisch verformbar sein. In diesem Fall kann es nach Wegfall einer verformenden Kraft wieder seinen Originalzustand einnehmen. Ferner können so herstellungs-, bauteil- und/oder betriebsbedingte Toleranzen besser ausgeglichen werden.
  • Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Trägermedium nicht verformbar, insbesondere nicht zerstörungsfrei verformbar, sein. In diesem Fall kann es eine erhöhte Stabilität aufweisen. So kann auch vermieden werden, dass etwaige insbesondere elastische Verformungen zu einer Beeinträchtigung, insbesondere Zerstörung, des wenigstens einen Reinigungsmediums und/oder der Verbindung des wenigstens einen Reinigungsmediums mit dem wenigstens einen Trägermedium führen können.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Trägermedium als Spritz- und/oder Gussteil oder Biegeteil, Stanzteil oder Pressteil realisiert sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Trägermedium auch mit komplexen Formen ausgestattet werden. So können insbesondere wenigstens ein Flüssigkeitsanschluss und/oder ggf. wenigstens eine Dränagestruktur während des gleichen Herstellungsprozesses in das wenigstens eine Trägermedium integriert werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Trägermedium Kunststoff und/oder Metall aufweisen oder daraus bestehen. Kunststoff kann einfach insbesondere nach einem Spritz- und/oder Gussverfahren verarbeitet und geformt werden. Ferner kann aus Kunststoff ein flüssigkeitsdichtes Trägermedium realisiert werden. Metall kann einfach gebogen, gestanzt oder gepresst werden.
  • Wenigstens ein Trägermedium kann ausschließlich aus Kunststoff bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Trägermedium aus einer Materialmischung, insbesondere einem Verbundwerkstoff, bestehen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Trägermedium aus einem andersartigen Material oder einer Materialmischung, insbesondere Metall, Kohlefaserwerkstoff oder dgl., bestehen oder derartige Materialien oder Materialmischungen wenigstens aufweisen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Trägermedium bezüglich einer gedachten Achse umfangsmäßig wenigstens teilumfänglich verlaufen. Auf diese Weise kann das Flüssigkeitsreinigungselement platzsparend mit einer entsprechend großen für die Flüssigkeit anströmbaren und/oder durchströmbaren Oberfläche realisiert sein.
  • Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Trägermedium wenigstens abschnittsweise an eine gedachte nahezu hohlzylindrische Form angeglichen sein. Auf diese Weise kann ein günstiges Verhältnis zwischen Platzbedarf und Oberfläche realisiert werden.
  • Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Trägermedium auf einer bezüglich der gedachten Achse umfangsmäßigen Seite offen sein. So kann ein von dem wenigstens einen Trägermedium, insbesondere dem Flüssigkeitsreinigungselement, umgebender Raum von außen zugänglich sein.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können das wenigstens eine Reinigungsmedium und das wenigstens eine Trägermedium wenigstens mittels einer stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbunden sein. Stoffschlüssige Verbindungen haben den Vorteil, dass sie zusätzlich flüssigkeitsdicht realisiert werden können.
  • Vorteilhafterweise können das wenigstens eine Reinigungsmedium und das wenigstens eine Trägermedium mittels einer Schweißverbindung, einer Klebeverbindung, einer Lötverbindung oder dgl. oder einer Kombination unterschiedlicher Verbindungen miteinander verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch wenigstens eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung vorgesehen sein.
  • Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Reinigungsmedium zumindest entlang seiner Ränder fluiddicht mit dem wenigstens einen Trägermedium verbunden sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein zur Umgebung des Flüssigkeitsreinigungselements hin geschlossener Zwischenraum zwischen dem wenigstens ein Reinigungsmedium und dem wenigstens einen Trägermedium realisiert werden. In den wenigstens einen Zwischenraum kann nach Durchströmung des wenigstens einen Reinigungsmediums die gereinigte Flüssigkeit gelangen. Alternativ kann bei entsprechend umgekehrter Strömungsrichtung zu reinigende Flüssigkeit aus dem Zwischenraum durch das wenigstens eine Reinigungsmedium in die Umgebung des Flüssigkeitsreinigungselements strömen. Falls sich das Flüssigkeitsreinigungselement, insbesondere der Flüssigkeitsreinigungssystem, in einem Flüssigkeitstank befindet, ist mit der „Umgebung des Flüssigkeitsreinigungselements“ das Innere des Flüssigkeitstanks gemeint.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Trägermedium eine wenigstens teilweise dem wenigstens einen Reinigungsmedium zugewandte strukturierte Oberfläche aufweisen. Auf diese Weise können mittels der Struktur entsprechende Abstandshalter zum Beabstanden des wenigstens einen Reinigungsmediums von der entsprechenden Oberfläche des wenigstens einen Trägermediums realisiert werden. So kann wenigstens ein Zwischenraum zwischen dem wenigstens einen Trägermedium und dem wenigstens einen Reinigungsmedium realisiert werden. Mit entsprechenden Strukturen an der Oberfläche des wenigstens einen Trägermediums können flüssigkeitsleitende Bereiche wenigstens teilweise begrenzt werden. Auf separate Medienlagen zwischen dem wenigstens einen Trägermedium und dem wenigstens einen Reinigungsmedium zum Realisieren von fluidleitenden Bereichen kann so verzichtet werden. Außerdem kann dadurch, dass das wenigstens eine Reinigungsmedium direkt auf das wenigstens eine Trägermedium mit der bereits vorhandenen strukturierten Oberfläche aufgebracht wird, ein Montageaufwand verringert werden.
  • Vorteilhafterweise kann mit der strukturierten Oberfläche des wenigstens einen Trägermediums wenigstens eine Dränage, insbesondere eine Dränagestruktur, gebildet werden. Mit der Dränage kann Flüssigkeit geleitet werden. Insgesamt kann dank der Erfindung auf eine separate Fertigung und Montage eines separaten Dränagegelages verzichtet werden.
  • Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Dränage auf der dem wenigstens einen Reinigungsmedium zugewandten Oberfläche realisiert sein. So kann die Flüssigkeit zwischen dem wenigstens einen Trägermedium und dem wenigstens einen Reinigungsmedium geleitet werden.
  • Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Dränage mittels zylindrischen Vorsprüngen, Rippen oder einer Rippenstruktur realisiert sein. Mit Rippen können entsprechende längliche Bereiche zur Leitung der Flüssigkeit begrenzt werden.
  • Ferner wird die technische Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Flüssigkeitsreinigungssystem dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Trägermedium vor der Verbindung mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium in der endgültigen Form des Flüssigkeitsreinigungselements vorgefertigt ist. Auf diese Weise kann das Flüssigkeitsreinigungselement mechanisch stabil und robust realisiert werden.
  • Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Halterung wenigstens ein Deckelteil aufweisen.
  • Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Halterung wenigstens eine Pumpe aufweisen oder mit dieser verbunden sein. Mit der wenigstens einen Pumpe kann die Flüssigkeit durch den Flüssigkeitsreinigungssystem, insbesondere das wenigstens eine Flüssigkeitsreinigungselement, gepumpt, insbesondere gesaugt oder gedrückt, werden.
  • Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Halterung wenigstens ein Halterungsteil mit wenigstens einer Pumpe, insbesondere ein Pumpenhalterungsteil, aufweisen. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Pumpe in die wenigstens eine Halterung, insbesondere das Halterungsteil, integriert sein. Die wenigstens eine Pumpe kann so gemeinsam mit der wenigstens einen Halterung, insbesondere dem wenigstens einen Halterungsteil, vorgefertigt und/oder montiert werden.
  • Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Flüssigkeitsreinigungselement lösbar mit der wenigstens einen Halterung verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Flüssigkeitsreinigungselement insbesondere zu Wartungszwecken entfernt, insbesondere ausgetauscht, werden.
  • Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Halterung mehrere Halterungsteile, insbesondere ein Deckelteil und/oder ein Pumpenhalterungsteil, aufweisen, welche trennbar miteinander verbunden sein können. Auf diese Weise können die Halterungsteile zu Wartungszwecken, insbesondere zum Entfernen oder zum Austausch des wenigstens einen Flüssigkeitsreinigungselements, voneinander getrennt werden.
  • Außerdem wird die technische Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Trägermedium in der endgültigen Form des Flüssigkeitsreinigungselements vorgefertigt wird und das wenigstens eine Reinigungsmedium anschließend mit dem wenigstens einen Trägermedium verbunden wird. Erfindungsgemäß geschieht die Formvorgabe des Flüssigkeitsreinigungselements durch das vorgefertigte wenigstens eine Trägermedium. Das wenigstens eine Reinigungsmedium kann so mechanisch spannungsfrei mit dem vorgeformten wenigstens einen Trägermedium verbunden werden.
  • Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreinigungselement, dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreinigungssystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch:
    • 1 einen Filter mit einem Filterelement für Harnstoffwasserlösung;
    • 2 den Filter aus 1 in einer Explosionsdarstellung;
    • 3 das Filterelement aus 1 und 2 in isometrischer Darstellung;
    • 4 das Filterelement aus 1 bis 3 in der Draufsicht;
    • 5 das Filterelement aus 1 bis 4 in isometrischer Darstellung mit Blick auf die Anströmseite;
    • 6 ein Trägerteil des Filterelements aus 1 bis 5 in isometrischer Darstellung mit Blick auf die Anströmseite;
    • 7 das Trägerteil aus 6 in Vorderansicht;
    • 8 das Trägerteil aus 6 und 7 in isometrischer Darstellung mit Blick auf die Abströmseite.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ausführungsform(en) der Erfindung
  • In 1 und 2 ist ein Filter 10 für Harnstoffwasserlösung in unterschiedlichen Darstellungen gezeigt. Der Filter 10 ist üblicherweise in einem Tank für Harnstoffwasserlösung angeordnet, mit dem ein so genannter SCR-Katalysator für eine selektive katalytische Reduktion von Stickoxiden in Abgasen mit Harnstoffwasserlösung versorgt wird. Der SCR-Katalysator ist Teil eines Abgasstrangs einer Brennkraftmaschine beispielsweise eines Kraftfahrzeugs.
  • Der Filter 10 umfasst eine Halterung 12, mit der ein Filterelement 14 gehalten wird. Die Halterung 12 umfasst ein Deckelteil 16 und ein Pumpenhalterungsteil 18. Zwischen Deckelteil 16 und dem Pumpenhalterungsteil 18 ist das Filterelement 14 angeordnet.
  • Das Pumpenhalterungsteil 18 trägt eine hier nicht weiter interessierende Pumpe, mit der die Harnstoffwasserlösung durch den Filter 10 gesaugt werden kann.
  • Das Deckelteil 16 und Pumpenhalterungsteil 18 verfügen jeweils auf einander zugewandten Seiten über eine Aufnahmenut 22. Die Aufnahmenuten 22 dienen jeweils zur Aufnahme eines jeweiligen Randes des Filterelements 14. Die Aufnahmenuten 22 erstrecken sich jeweils umfangsmäßig bezüglich einer gedachten Achse 24 des Filters 10.
  • Das Filterelement 14 ist in 3 und 4 in unterschiedlichen Perspektiven gezeigt. Das Filterelement 14 folgt insgesamt etwa der Form eines gedachten, zur Achse 24 koaxialen Kreiszylindermantels. Es ist also umfangsmäßig gebogen.
  • Das Filterelement 14 umfasst ein Trägermedium 26 und ein Filtermedium 28. Das Filtermedium 28 ist bezüglich der Achse 24 radial außen auf dem Trägermedium 26 mittels Schweißen befestigt. Das Filterelement 14 weist also über seinen gesamten Abschnitt mit dem Trägermedium 26 und dem Filtermedium 28 eine Biegung auf.
  • Das Trägermedium 26 ist nach einem Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt. Bei dem Spritzgussverfahren wird das Trägermedium 26 in seiner in 1 bis 7 gezeigten endgültigen Form gefertigt, so dass es im Anschluss an das Spritzgussverfahren nicht weiter geformt werden muss. Das Material des Trägermediums 26 ist für Flüssigkeit undurchlässig. Das Trägermedium 26 ist insgesamt elastisch, so dass es nach einer verformenden Krafteinwirkung stets seine ursprüngliche Form wieder einnimmt.
  • An seiner radial äußeren Umfangsseite verfügt das Trägermedium 26 über eine Vielzahl von kreiszylindrischen Vorsprüngen, welche eine Oberflächenstruktur bilden, die als Dränagestruktur 30 wirkt. Die radial äußere Umfangsseite ist dem Filtermedium 28 zugewandt. Die Dränagestruktur 30 befindet sich bei dem fertigen Filterelement 14 bzgl. der Achse 24 radial zwischen dem Trägermedium 26 und Filtermedium 28. Die Dränagestruktur 30 dient zur Leitung der Harnstoffwasserlösung in einem Zwischenraum zwischen dem Trägermedium 26 und dem Filtermedium 28.
  • An der bezüglich der Achse 24 radial inneren Umfangsseite des Trägermediums 26 auf der dem Pumpenhalterungsteil 18 zugewandten Seite ist ein Absaugstutzen 32 angeformt. Der Absaugstutzen 32 führt von radial innen durch das Trägermedium 26 hindurch zu dem Zwischenraum mit der Dränagestruktur 30. Der Absaugstutzen 32 ist an seinem dem Filtermedium 28 abgewandten Ende als Rohrstutzen ausgebildet. Eine gedachte Achse des Absaugstutzens 32 verläuft dort radial zur Achse 24. Der Absaugstutzen 32 ist beim fertig montierten Filter 10 mit einem entsprechenden in 2 gezeigten Anschlussteil 20 der Pumpe verbunden.
  • Bezüglich der Achse 24 in Umfangsrichtung betrachtet vor und hinter dem Absaugstutzen 32 ist jeweils eine Positionierzylinderhülse 34 angeordnet. Die gedachten Achsen der Positionierzylinderhülsen 34 sind parallel zur gedachten Achse des Absaugstutzens 32 ausgerichtet. Die Positionierzylinderhülsen 34 wirken mit entsprechenden Positionierzylindern 36 auf Seiten des Pumpenhalterungsteils 18 zusammen und dienen der Positionierung des Filterelements 14 relativ zur Halterung 12.
  • Bei dem Filtermedium 28 handelt sich um ein zur Filtrierung von Harnstoffwasserlösung geeignetes Filtermedium, beispielsweise Filtervlies oder dergleichen. Das Filtermedium 28 ist mechanisch flexibel und an die Biegung des Trägermediums 26 anpassbar. Im Rohzustand liegt das Filtermedium 28 als flaches Rohmaterial, beispielsweise als Meterware vor, welches bezüglich seiner Umrisse in die entsprechende Form beispielsweise geschnitten, gestanzt oder dgl. werden kann.
  • Zur Herstellung des Filters 10 werden das Deckelteil 16 und Pumpenhalterungsteil 18 als separate Teile beispielsweise nach einem Spritzgussverfahren vorgefertigt. Das Trägermedium 26 wird in seiner endgültigen Form nach einem Spritzgussverfahren aus Kunststoff hergestellt. Dabei werden die Dränagestrukturen 30, Absaugstutzen 32 und die Positionierzylinderhülsen 34 mit angeformt.
  • Das Filtermedium 28 wird aus einem entsprechenden Rohmaterial geschnitten, gestanzt oder dergleichen. Anschließend wird das Filtermedium 28 von außen auf das Trägermedium 26 aufgebracht und mit diesem entlang der Ränder dicht verschweißt. Das Filterelement 14 hat nun seine endgültige Form. Aufgrund der Steifheit des Materials und der Materialdicke des Trägermediums 26 kann das Filterelement 14 elastisch verformt werden. Eine endgültige Verformung des Filterelements 14 ist jedoch zerstörungsfrei nicht möglich.
  • Anschließend wird das Filterelement 14 in die Aufnahmenut 22 des Pumpenhalterungsteils 18 eingesteckt und mithilfe der Positionierzylinderhülsen 34 ausgerichtet und positioniert. Der Absaugstutzen 32 wird mit dem entsprechenden Anschlussteil 20 der Pumpe verbunden. Die Kombination des Pumpenhalterungsteils 18 mit dem Filterelement 14 wird mit dem freien Rand des Filterelements 14 voran in die Aufnahmenut 22 des Deckelteils 16 gesteckt.
  • Das Filterelement 14 ist beispielhaft jeweils mittels lösbarer Klemmverbindungen mit dem Pumpenhalterungsteil 18 und Deckelteil 16 verbunden. Auf diese Weise kann das Filterelement 14 beispielsweise zu Wartungszwecken ausgetauscht werden, wobei das Deckelteil 16 und Pumpenhalterungsteil 18 wieder verwendet werden können.
  • Beim Betrieb des Filters 10 ist das Filtermedium 28 bezüglich der Achse 24 radial außen mit Harnstoffwasserlösung umgeben. Mit der Pumpe wird in dem Zwischenraum zwischen dem Trägermedium 26 und Filtermedium 28 ein Unterdruck erzeugt. Dadurch wird die Harnstoffwasserlösung durch das Filtermedium 24 von radial außen nach radial innen in den Bereich der Dränagestruktur 30 zwischen dem Filtermedium 24 und dem Trägermedium 26 gesaugt und dabei gereinigt. Mittels der Dränagestruktur wird die gereinigte Harnstoffwasserlösung in dem Absaugstutzen 32 durch das Trägermedium 26 gesaugt. Über die Pumpe wird die gereinigte Harnstoffwasserlösung durch die entsprechende Leitung zum SCR-Katalysator gefördert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102014103715 A1 [0004]

Claims (9)

  1. Flüssigkeitsreinigungselement (14) eines oder für ein Flüssigkeitsreinigungssystem(s) (10), mit wenigstens einem Reinigungsmedium (28) und wenigstens einem Trägermedium (26), wobei das wenigstens eine Trägermedium (26) wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss (32) für wenigstens eine Leitung für zu reinigende oder gereinigte Flüssigkeit aufweist, das wenigstens eine Reinigungsmedium (28) und das wenigstens eine Trägermedium (26) miteinander verbunden sind und das Flüssigkeitsreinigungselement (14) in wenigstens einem Abschnitt mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium (28) und dem wenigstens einen Trägermedium (26) wenigstens eine Biegung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trägermedium (26) vor der Verbindung mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium (28) in der endgültigen Form des Flüssigkeitsreinigungselements (14) vorgefertigt ist.
  2. Flüssigkeitsreinigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trägermedium (26) allenfalls elastisch verformbar ist.
  3. Flüssigkeitsreinigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trägermedium (26) als Spritz- und/oder Gussteil oder Biegeteil, Stanzteil oder Pressteil realisiert ist.
  4. Flüssigkeitsreinigungselement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Trägermedium (26) Kunststoff und/oder Metall aufweist oder daraus besteht.
  5. Flüssigkeitsreinigungselement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trägermedium (26) bezüglich einer gedachten Achse (24) umfangsmäßig wenigstens teilumfänglich verläuft.
  6. Flüssigkeitsreinigungselement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Reinigungsmedium (28) und das wenigstens eine Trägermedium (26) wenigstens mittels einer stoffschlüssigen Verbindung miteinander verbunden sind.
  7. Flüssigkeitsreinigungselement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trägermedium (26) eine wenigstens teilweise dem wenigstens einen Reinigungsmedium (28) zugewandte strukturierte Oberfläche (30) aufweist.
  8. Flüssigkeitsreinigungssystem (10) mit wenigstens einem Flüssigkeitsreinigungselement (14), insbesondere nach einem der vorigen Ansprüche, und wenigstens einer Halterung (12) für das wenigstens eine Flüssigkeitsreinigungselement (14), wobei das wenigstens eine Flüssigkeitsreinigungselement (14) wenigstens ein Reinigungsmedium (28) und wenigstens ein Trägermedium (26) aufweist, wobei das wenigstens eine Trägermedium (26) wenigstens einen Flüssigkeitsanschluss (32) für wenigstens eine Leitung für zu reinigende oder gereinigte Flüssigkeit aufweist, das wenigstens eine Reinigungsmedium (28) und das wenigstens eine Trägermedium (26) miteinander verbunden sind und das Flüssigkeitsreinigungselement (14) in wenigstens einem Abschnitt mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium (28) und dem wenigstens einen Trägermedium (26) wenigstens eine Biegung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trägermedium (26) vor der Verbindung mit dem wenigstens einen Reinigungsmedium (28) in der endgültigen Form des Flüssigkeitsreinigungselements (14) vorgefertigt ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsreinigungselements (14), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit wenigstens einem Trägermedium (26), wenigstens einem Reinigungsmedium (28) und wenigstens einer Biegung in wenigstens einem Abschnitt mit dem wenigstens einen Trägermedium (26) und dem wenigstens einen Reinigungsmedium (28), wobei bei dem Verfahren das wenigstens eine Trägermedium (26) und das wenigstens eine Reinigungsmedium (28) miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Trägermedium (26) in der endgültigen Form des Flüssigkeitsreinigungselements (14) vorgefertigt wird und das wenigstens eine Reinigungsmedium (28) anschließend mit dem wenigstens einen Trägermedium (26) verbunden wird.
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