DE10259900A1 - Filterelement - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Filterelement, bestehend aus einem ringförmig zu einem Hohlzylinder zusammengefassten, insbesondere zickzackförmig gefalteten Filtermedium, mindestens einer Folienendscheibe sowie einem durch eine Haltevorrichtung gehaltenen Dichtelement vorgestellt. Die Haltevorrichtung ist zweiteilig ausgebildet, wobei ein Teil mit der mindestens einen Folienendscheibe fest verbunden ist.
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement nach der Gattung des Patentanspruchs 1. Sie betrifft zudem ein Herstellungsverfahren für ein solches Filterelement.
- Filterelemente mit Folienendscheiben als Abschluß sind z.B. aus der
DE 44 28 139 bekannt. Die Endscheiben an den Stirnseiten der Filterpatrone sind elastisch ausgeführt und bestehen aus Folien, die zur Verbindung mit dem Filtermedium erwärmt werden. Durch die Erwärmung dehnen sich die Folien zum Filtermittel hin aus, wodurch dieses durch die Folien teilweise durchdrungen wird und somit eine Abdichtung der stirnseitigen Filterfalten entsteht. Durch die Erwärmung härtet das Folienmaterial gleichzeitig aus, wodurch eine feste Verbindung durch Verkleben mit dem Filtermaterial zustande kommt. - Die
DE 199 30 614 A1 offenbart einen Filtereinsatz, insbesondere für den Luftfilter einer Brennkraftmaschine, der aus einem zickzackförmig gefalteten Filterpapier besteht, welches zu einem zylindrischen Mantel der Filterpatrone ringförmig zusammengeschlossen ist. Die Stirnseiten des Filtermediums sind in eine Bodenscheibe und eine Deckelscheibe eingegossen. Im zylindrischen Innenraum der Filterpatrone befindet sich ein Stützrohr, das an seinem auslaßseitigen Ende eine elastische Zone aufweist, die durch axiale Schlitze im Rohrende gebildet wird. Durch die elastische Zone ist das Ende des Stützrohres in radialer Richtung elastisch. Da es in die Deckelscheibe mit eingegossen ist, weitet es sich mit dieser zusammen bei der Montage der Filterpatrone auf den Rohrstutzen auf, so daß eine formschlüssige Verbindung zwischen Stützrohr und Deckelscheibe erhalten bleibt. - In der
DE 198 29 989 A1 ist eine Rundfilterpatrone beschrieben, die als Abschluß der Stirnflächen eines Filtermediums elastische Endscheiben aufweist. Ein Stützrohr weist an dessen Enden durch Schlitze gebildete elastische Zonen auf, die mit den elastischen Endscheiben im Formschluß stehen. Dieser Verbund gibt bei der Montage von Dichtflächen auf entsprechenden Stutzen im Filtergehäuse nach, so daß eine zusätzliche Abdichtung nicht notwendig ist. Durch die Integration des Stützrohrs in der Filterpatrone wird die Montage im Gehäuse erleichtert. - Zur axialen Abdichtung des Filterelements wird gewöhnlich ein Dichtelement auf die Stirnseite des Filterelements aufgeklebt, was zu langen Taktzeiten bei der Fertigung der Elemente führt.
- Schließlich offenbart die
DE 199 48 767 A1 ein Flüssigkeitsfilter, insbesondere Kraftstofffilter für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus einem Wegwerffilter und einer Adapterplatte. Der Wegwerffilter weist einen Dichtungshalter auf, der zur Aufnahme eines Dichtrings dient, welcher beim Aufschrauben des Wegwerffilters auf die Adapterplatte zu einer axialen Dichtung führt. - Ein Problem bei den vorstehend beschriebenen Filterelementen liegt in der Abdichtung mittels Formdichtungen. Zur Herstellung sind lange Taktzeiten erforderlich, die eine effektive Fertigung verhindern.
- Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Filterelement bereit zu stellen, dass die erforderlichen Taktzeiten so kurz wie möglich hält.
- Diese und weitere Aufgaben werden durch das Filterelement nach Anspruch 1 und das Verfahren nach den Ansprüchen 13 und 14 gelöst.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt
-
1 eine schematische Zeichnung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen Filterelements; -
2 eine schematische Zeichnung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemässen Filterelements; -
3 eine schematische Zeichnung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemässen Filterelements; -
4 eine schematische Zeichnung einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemässen Filterelements; -
5 eine schematische Zeichnung einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemässen Filterelements; und -
6 eine schematische Zeichnung einer sechsten Ausführungsform des erfindungsgemässen Filterelements. - Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
1 zeigt eine schematische Zeichnung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen Filterelements2 . Dieses besteht aus einem Gehäuse (nicht gezeigt), in dem ein ringförmig zu einem Hohlzylinder zusammengefasstes, insbesondere zickzackförmig gefaltetes Filtermedium4 angeordnet ist. An der Stirnseite des Filtermediums4 ist eine Endscheibe6 vorgesehen, in die das Filtermedium eingegossen ist. Es ist offensichtlich, dass die in1 nicht gezeigte gegenüberliegende Stirnseite in gleicher Weise mit einer Endscheibe versehen sein kann. Die Endscheibe6 wird aus einem Folienrohling gebildet, mit dem das gefaltete Filtermedium4 in Kontakt gebracht wird. Der so entstandene Bauteilverband wird anschliessend erwärmt. Das Folienmaterial dehnt sich dabei in Richtung einer Stirnseite des Filtermediums4 aus, wobei diese in das Folienmaterial eingeschlossen wird. Durch Aushärten des Folienmaterials entsteht dann die Folienendscheibe6 . - Das gefaltete Filtermedium
4 kann auf ein in dem Filterelement2 integriertes Stützrohr (nicht gezeigt) aufgesteckt sein. Dieses Stützrohr kann aus einem oder auch mehreren Teilen bestehen. Im Falle einer mehrteiligen Anordnung können die einzelnen Teile bspw. durch eine Verschnappung miteinander verrastbar sein. - Zur axialen Abdichtung des Filterelements
2 ist oberhalb der Folienendscheibe6 ein Dichtelement10 vorgesehen. Dieses Dichtelement kann bspw. aus einem O-Ring bestehen, es sind jedoch auch andere Dichtungsformen denkbar. Um das Dichtelement10 zu positionieren, wird es in eine Haltevorrichtung8 eingelegt. Die Haltevorrichtung8 ist zweiteilig aufgebaut und besteht aus einem Dichtungshalter12 und einem Haltering14 . Sowohl der Dichtungshalter12 als auch der Haltering14 sind vorzugsweise aus Polyamid PA6 gefertigt, es sind jedoch auch andere Materialien, wie bspw. PA12, PA66 geeignet. - Bei der in
1 gezeigten Ausführungsform besteht der Dichtungshalter12 aus einem zweifach in entgegengesetzte Richtungen rechtwinklig gebogenen Bauteil, wobei die auf diese Weise entstehenden drei Abschnitte12a ,12b und12c im Wesentlichen die gleiche Länge aufweisen. Der Dichtungshalter12 ist in Bezug auf die Folienendscheibe6 so angeordnet, dass der Abschnitt12b parallel dazu verläuft. Die von dem Abschnitt12b rechtwinklig abgebogenen Abschnitte12a und12c sind so angeordnet, dass sich der eine Abschnitt (12a ) dem Filtermedium4 im Inneren des Filterelements unmittelbar benachbart im Bereich der Folienendscheibe6 in Richtung auf die gegenüberliegende Stirnfläche des Filterelements2 erstreckt, während der andere Abschnitt (12c ) sich in entgegengesetzter Richtung von der Folienendscheibe6 weg wenkrecht nach oben erstreckt. Der parallel zur Folienendscheibe6 verlaufende Abschnitt12b des Dichtungshalters12 weist an seinem unteren, der Folienendscheibe zugewandten Seite mindestens einen umlaufenden Ringwulst16 auf, der mit der Folienendscheibe6 , die bevorzugt eine Dicke im Bereich von 0,5 mm bis 1,5 mm aufweist, fest verbunden ist. Diese feste Verbindung wird bevorzugt dadurch erreicht, dass während der Erwärmung der Folien zur Bildung der Folienendscheiben der Ringwulst in die Folie eingetaucht wird. Nach dem Erkalten ergibt sich dann eine feste Verbindung. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Haltevorrichtung in einem eigenen Arbeitsgang nach dem Aushärten mit der Folienendscheibe zu verbinden. - In der in
1 gezeigten Ausführungsform weist der Dichtungshalter12 drei in die Folienendscheibe eingebettete Ringwülste16 auf. Der sich von der Folienendscheibe6 senkrecht nach oben erstreckende Abschnitt12c des Dichtungshalters12 weist kurz oberhalb der Folienendscheibe6 eine umlaufende Nut18 auf, in die eine entsprechende an einem Haltering14 angeordnete Nase20 eingreifen kann. Der Haltering14 besteht aus einem rechtwinklig gebogenen Bauteil, wobei dessen einer Abschnitt14a parallel zu dem sich nach oben erstreckenden Abschnitt12c des Dichtungshalters12 angeordnet ist, und der andere Abschnitt14b in einem bestimmten Abstand parallel zu dem der Folienendscheibe6 parallelen Abschnitt12b des Dichtungshalters12 verläuft. Auf diese Weise wird ein Hohlraum22 gebildet, in den das Dichtelement10 eingelegt werden kann. Durch das Eingreifen (Verschnappen) der Nase20 des Halterings14 in die entsprechende Ausbuchtung18 des sich nach oben erstreckenden Abschnitts12c des Dichtungshalters12 wird das Dichtelement10 zwischen den beiden Bauteilen in diesem Hohlraum festgeklemmt und so positioniert. -
2 zeigt eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemässen Filterelements. Im Unterschied zu der in1 gezeigten Ausführungsform besteht der Haltering14 hier nicht aus einem rechtwinklig gebogenen Bauteil, sondern wird durch einen Ring gebildet, der mit einer entsprechenden Nase23 in eine im oberen Bereich an der Innenseite des sich nach oben erstreckenden Abschnitts12c des Dichtungshalters12 eingelassene Nut24 eingreift und so mit dem Dichtungshalter12 verschnappt. Auch in dieser Ausführungsform wird das Dichtelement10 zwischen den beiden Bauteilen festgeklemmt und positioniert. - Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemässen Filterelements zeigt die
3 . Hierbei ist zur Steigerung der Stabilität der Verbindung zwischen Dichtungshalter12 und Folienendscheibe6 der mittlere Abschnitt12b des Dichtungshalters12 in Richtung auf die Außenseite des Filtermediums4 verlängert. Diese Verlängerung kann zusätzliche Ringwülste16 zum Eintauchen in die Folienendscheibe6 aufweisen. -
4 zeigt eine andere Ausführungsform des erfindungsgemässen Filterelements. Wie bei der Ausführungsform der1 besteht auch hier der Dichtungshalter12 aus einem zweifach in entgegengesetzte Richtungen rechtwinklig gebogenen Bauteil. Im Gegensatz zu der in1 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich jedoch der mittlere Abschnitt12b in entgegengesetzter Richtung zur Aussenseite des Filtermediums4 und der senkrechte Abschnitt12c erstreckt sich der Folienendscheibe6 unmittelbar benachbart senkrecht in Richtung auf die gegenüberliegende Stirnseite des Filterelements. Der mittlere Abschnitt14b des Dichtungshalters12 ist daher wesentlich länger als die beiden dazu rechtwinkligen Abschnitte12a und12c . Der mittlere Abschnitt12b des Dichtungshalters12 kann entweder über seine gesamte Länge mit Ringwülsten16 versehen sein, die in die Folienendscheibe eintauchen, oder er kann einen oder mehrere Durchbrüche26 aufweisen, die eine Vergrößerung der Oberfläche und damit der Bindungskräfte ermöglichen. Die Durchbrüche26 können entweder rund oder oval ausgebildet sein, oder aber auch beliebige andere Formen besitzen. - Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemässen Filterelements ist in
5 gezeigt. Dabei wird der Dichtungshalter12 lediglich durch einen in die Folienendscheibe6 eintauchenden senkrechten Abschnitt28 gebildet, der in seinem sich innerhalb der Folienendscheibe6 befindlichen Teil einen oder mehrere Durchbrüche30 zur besseren Verankerung in der Folienendscheibe6 aufweist. In dieser Ausführungsform empfielt es sich, die Dicke der Klebefolie für die Folienendscheibe6 größer als 0,5 mm, nämlich ungefähr 0,9 mm – ungefähr 1,5 mm, zu wählen, um eine bessere Verankerung zu erreichen. Der Haltering14 ist, wie in1 gezeigt, rechtwinklig ausgebildet und mit dem Dichtungshalter14 verschnappt, wodurch wiederum das Dichtelement10 in dem Hohlraum22 positioniert wird. - Noch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Filterelements zeigt die
6 . Hier ist ähnlich wie bei der Ausführungsform gemäss5 der Dichtungshalter12 lediglich durch einen senkrechten Abschnitt30 gebildet, der jedoch nicht in die Folienendscheibe6 eintaucht, sondern mit dieser an seinem äußeren Ende an der Oberfläche verklebt oder verschweisst bzw. durch eine Materialanhäufung32 beim Erweichen der Folienendscheibe6 mit dieser verbunden wird. Der Vorteil dieser Ausführungsfrom liegt in einer besseren Verklebung. - Das erfindungsgemässe Filterelement hat vor allen Dingen den Vorteil, dass durch die Verbindung des Dichtungshalters mit der Folienendscheibe eine bessere Wärmeübertragung sichergestellt werden kann, was zu deutlich kürzeren Taktzeiten und damit zu einer größeren Effektivität bei der Herstellung führt. Wird der Dichtungshalter mit der Erwärmung beim Herstellprozess direkt mit der Folienendscheibe verbunden, ist kein zusätzlicher Arbeitsgang mehr erforderlich. Beim späteren Verkleben mit der Folienendscheibe ist zwar ein weiterer Arbeitsgang notwendig, jedoch sind weitere Einzelteile diesbzgl. überflüssig. Ein weiterer Vorteil liegt in der Verwendung kleinerer, kostengünstiger Kunststoffteile.
Claims (15)
- Filterelement (
2 ), bestehend aus einem ringförmig zu einem Hohlzylinder zusammengefassten, insbesondere zickzackförmig gefalteten Filtermedium (4 ), mindestens einer Folienendscheibe (6 ), sowie einem durch eine Haltevorrichtung (8 ) gehaltenen Dichtelement (10 ), dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (8 ) zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Teil mit der mindestens einen Folienendscheibe (6 ) fest verbunden ist. - Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (
8 ) aus einem Dichtungshalter (12 ) und einem Haltering (14 ) besteht. - Filterelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungshalter (
12 ) im Bereich der mindestens einen Endscheibe (6 ) mindestens einen umlaufenden Ringwulst (16 ) aufweist. - Filterelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ringwulst (
16 ) von der mindestens einen Folienendscheibe (6 ) umschlossen wird. - Filterelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Folienendscheibe (
6 ) eine Dicke von 0,5 mm aufweist. - Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Folienendscheibe (
6 ) eine Dicke im Bereich von ungefähr 0,5 mm bis ungefähr 1,5 mm aufweist. - Filterelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltering (
14 ) mit dem Dichtungshalter (12 ) verliersicher verbunden ist. - Filterelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, der Haltering (
14 ) mit dem Dichtungshalter (12 ) verschnappt ist. - Filterelement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (
10 ) in einem Hohlraum (22 ) zwischen dem Dichtungshalter (12 ) und dem Haltering (14 ) positionierbar ist. - Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungshalter (
12 ) Durchbrüche (18 ) aufweist. - Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Haltevorrichtung (
8 ) im Bereich der mindestens einen Folienendscheibe (6 ) entlang der Innenseite des Filtermediums (4 ) ins Innere des Filterelements (2 ) erstreckt. - Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Haltevorrichtung (
8 ) im Bereich der mindestens einen Folienendscheibe (6 ) entlang der Außenseite des Filtermediums (4 ) erstreckt. - Verfahren zur Herstellung eines Filterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung während der Erwärmung der Folien zur Bildung der mindestens einen Folienendscheibe mit dieser verbunden wird.
- Verfahren zur Herstellung eines Filterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung in einem zusätzlichen Arbeitsschritt mit der mindestens einen Folienendscheibe verbunden wird.
- Verwendung des Filterelements nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Kraftstoffilter.
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