DE19518014A1 - Filteranordnung - Google Patents

Filteranordnung

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DE19518014A1
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Volker Dipl Ing Ernst
Rudi Hainle
Arthur Klotz
Rudolf Leipelt
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Description

Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung mit einem zwei­ teiligen Filtergehäuse nach dem Oberbegriff des Haupt­ anspruchs.
Stand der Technik
Aus der E-0 396 385 A2 ist eine Filteranordnung der oben angegebenen Art bekannt, bei der zwei Gehäuseteile aus Kunststoff mittels eines Reibe- oder Vibrationsschweißver­ fahrens miteinander verbunden werden und dabei ein Filtere­ lement einspannen. Dieses Filterelement wird mit einem um­ laufenden Befestigungsrand zwischen den beiden Gehäusetei­ len eingespannt. Hierbei kann es vorkommen, daß aufgrund einer unterschiedlichen Dicke des Filterelements an einigen Stellen keine sichere Befestigung der Gehäuseteile bzw. keine sichere Einspannung des Filterelements erfolgt. Bei einer zu großen Dicke des Filterelements an einigen Stel­ len, kann es auch zu einem Aufplatzen der Schweißnaht zwi­ schen den Gehäuseteilen kommen.
Es ist weiterhin bereits eine Filteranordnung aus der US-PS 4,828,694 bekannt, bei der ebenfalls ein zweiteiliges Fil­ tergehäuse im Inneren ein Filterelement aufweist, durch dessen Wände eine zu filternde Flüssigkeit derart hindurch­ fließt, daß die unerwünschten Rückstände im Filterelement zurückbleiben. Der Einlaß für die Flüssigkeit befindet sich im unteren Teil und führt direkt in den Innenraum des hohl­ förmigen Filterelements.
Das Filterelement ist hier nur teilweise zwischen den bei­ den Gehäuseteilen eingespannt; im Auslaßbereich liegt das aus dieser letztgenannten Druckschrift bekannte Filterele­ ment nicht im Bereich der Fügestellen. Um die hohlförmige Kontur und eine stabile rage im Inneren der Filteranordnung zu gewährleisten, ist eine relativ aufwendige gitterförmige Abstandshalterung innerhalb des hohlförmigen Filterelemen­ tes angeordnet, die am unteren Gehäuseteil befestigt ist.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fil­ teranordnung der eingangs genannten Art so fortzubilden, daß ein Filterelement auf einfache Art und Weise sicher in das Filtergehäuse integriert werden kann.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Filteranordnung ist in vorteilhafter Weise geeignet, ausgehend von der gattungsgemäßen Art, die gestellte Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs zu lösen. Besonders vorteilhaft ist, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Zapfen an den Fü­ geflächen der beiden Gehäuseteile ein einfacher Herstel­ lungsprozeß gewährleistet und die sichere Einbringung eines relativ einfach gestalteten Filterelements ermöglicht wird. Das Filterelement wird hierzu vor der Anbringung an einem der Gehäuseteile durch eine einfache Stanzvorrichtung mit der notwendigen Kontur versehen und beim Zusammenfügen durch die erfindungsgemäßen Zapfen gehalten. Das zu fil­ ternde Medium durchströmt im montierten Zustand das Filte­ relement im gesamten Bereich des Filtergehäuses.
Die Kontaktflächen, an denen die beiden Gehäuseteile fest miteinander verbunden werden befinden sich vorzugsweise au­ ßen an der Fügefläche, damit auch eine gute Abdichtung des Filtergehäuses erreichbar ist. Durch eine geeignete Bemes­ sung der Kontaktflächen, wobei eine durch den Fügeprozeß eventuell auftretende Beeinträchtigung noch zu berücksich­ tigen ist, kann erreicht werden, daß nach dem Zusammenfügen ein ausreichender Kontaktdruck über die Zapfen die Vlies­ scheibe festhält. Die Zapfen sind in vorteilhafter Weise in einem geeigneten, nicht zu engem Abstand zueinander ange­ ordnet, damit keine zu hohe Flächenpressung auftreten kann.
Besonders vorteilhaft ist die Befestigung der Vliesscheibe, wenn gemäß Unteranspruch 3 noch Mittelrippen an beiden Ge­ häuseteilen angebracht sind, die einerseits die Strömung und Verteilung des zu filternden Mediums im Gehäuse fördern und anderseits die Einspannung des Filterelements noch ver­ bessern.
In vorteilhafter Weise können die aus Kunststoff bestehen­ den, vorgefertigten Gehäuseteile durch ein Vibrations- oder Ultraschallschweißverfahren zusammengefügt werden, wobei hierbei eine genaue Positionierung und eventuell eine zu­ sätzliche Verschweißung der Vliesscheibe an den Gehäusetei­ len und/oder den Mittelrippen durchführbar ist. Als Materi­ al für das Filterelement kommen hierbei vorzugsweise an sich bekannte Vließscheiben zum Einsatz.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Filteranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 wird in vorteilhafter Weise ein Siebgewebe zwischen die Gehäusetei­ le eingespannt, wobei das Siebgewebe aus einer größeren Siebgewebefläche heraustrennbar ist und durch das Zusammen­ fügen der Gehäuseteile flächenhaft eingespannt wird. Gemäß eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens nach An­ spruch 14 kann die Herstellung der Filteranordnung auf ein­ fache Weise in eine Fließbandmontage integriert werden, bei der das Siebgewebe aus einer bandförmigen Fläche herausge­ stanzt wird, beispielsweise beim Ultraschallschweißen der beiden Gehäuseteile an den Kontaktflächen.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Filteranordnung werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Filteranordnung für das Getriebeöl eines Kraftfahrzeuges;
Fig. 2 eine Ansicht auf das untere Gehäuseteil mit Mittelrippen und Einlaß;
Fig. 3 eine erste Detaildarstellung eines Ausschnitts der Fügestelle der beiden Gehäuseteile sowie der Mit­ telrippen mit Zapfen zur Halterung des Filterelements
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer ab­ geänderten Fügestelle;
Fig. 5 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungs­ beispiel mit einem Siebgewebe als Filterelement;
Fig. 6 eine Ansicht auf das untere Gehäuseteil nach Fig. 5 und
Fig. 7 eine Detaildarstellung eines Ausschnitts der Fügestelle der beiden Gehäuseteile nach Fig. 6.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Filteranordnung 1 mit einem oberen Gehäuseteil 2 und einem unteren Gehäuseteil 3 dargestellt. Zwischen den beiden Gehäuseteilen 2 und 3 ist eine Vliesscheibe 5 als Filterelement gehalten, das zwi­ schen den beiden Gehäuseteilen eingespannt ist, wie weiter unten anhand der Fig. 3 bis 6 erläutert wird. In der Fig. 1 sind noch andeutungsweise Mittelrippen 6 und ein Aus­ laß 7 sowie ein Einlaß 8 (Einsaugöffnung) für das zu fil­ ternde Medium vorhanden.
Eine Erläuterung der Funktionsweise soll anhand der Fig. 1 und 2 vorgenommen werden. In der Fig. 2 ist bei der An­ sicht von unten ein Einlaß 8 für das zu filternde Medium zu sehen, durch das beispielsweise ein zu filterndes Getrie­ beöl für den Antrieb eines Kraftfahrzeuges in das untere Gehäuseteil 3 entlang den Mittelrippen 6 hineinströmt. Im Einlaß 8 kann noch ein zusätzlicher, hier nicht dargestell­ ter Grobfilter, beispielsweise ein Metall- oder Kunststoff­ sieb, angeordnet werden. Da die Vliesscheibe 5 fest und dichtend an Fügestellen 9, zwischen den beiden Gehäusetei­ len 2 und 3 und eventuell auch an den Mittelrippen 6 gehal­ ten ist, muß das zu filternde Getriebeöl durch die Vlies­ scheibe 5 hindurchtreten um zum Auslaß 7 am oberen Gehäuse­ teil 2 zu gelangen. Das Getriebeöl wird hierbei in der Re­ gel mit einem gewissen Druck durch die Filteranordnung 1 hindurchgedrückt.
Auf einer Fügefläche 9 ist eine Kontaktfläche 10 (siehe oberer Ausschnitt in Fig. 2) vorhanden, an denen die Ge­ häuseteile miteinander verbunden/verschweißt werden, und es sind Zapfen 11 so angeordnet, daß daß Filterelement 5 durch sie fest eingespannt wird. Fig. 3 zeigt ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel der Gestaltung der Fügestelle 9, bei dem vor­ gefertigte Kunststoffteile als Gehäuseteile 2 und 3 mit ei­ ner Kontaktfläche 10 zur festen Verbindung der beiden Teile und kegelförmigen Zapfen 11 zur Einspannung der Vliesschei­ be 5 versehen sind. Hierbei durchstößt die Zapfen 11 die Vliesscheibe 5 sowohl auf der Fügestelle 9 am Rand als auch auf den Mittelrippen 6 und drückt die Vließscheibe um einen Betrag a zusammen. Die kegelförmigen Zapfen 11 können ent­ weder auf dem Oberteil 2 (wie dargestellt) als auch auf dem Unterteil 3 angeordnet werden.
Eine andere Gestaltung der Kontaktfläche 10 ist Fig. 4 zu entnehmen, bei der die Fixierung der Gehäuseteile 2 und 3 über einen weiteren kegelförmigen Zapfen 13 vorgenommen wird. Diese Art der Ausbildung der Kontaktfläche 10 eignet sich besonders für eine Verbindung der Gehäuseteile 2 und 3 und der Vliesscheibe 5 mittels eines Ultraschallschweißver­ fahrens. Die weiteren Merkmale dieser Ausführungsform ent­ sprechen dem bereits vorher beschriebenen Beispiel.
Eine weitere Ausführungsform des Filterelements 5 ist nach Fig. 5 ein Siebgewebe, das hier als erheblich dünnere Schicht zwischen den Kammern der Gehäuseteile 2 und 3 er­ kennbar ist. Fig. 6 dient zur Darstellung der hier nunmehr glatten Fügestelle 9, die zur Befestigung der Gehäuseteile 2 und 3 und des Siebgewebes 5 geeignet ist.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Gestaltung der Fügestelle 9, bei dem vorgefertigte Kunststoffteile als Ge­ häuseteile 2 und 3 mit einer Kontaktfläche 10 und ev. zu­ sätzlichen Schweißzapfen 20 versehen sind. Eine Einspann­ vorrichtung 21 mit einer stumpfen Rundung ragt hierbei der­ art über die Kontaktfläche 10 hinaus, daß beim Zusammenfü­ gen der Gehäuseteile 2 und 3 das Siebgewebe 5 straff ge­ spannt wird. Hierbei wird das Siebgewebe 5 sowohl an der Kontaktstelle 10 am Rand als auch auf den Mittelrippen 6 gehalten. Beim nachfolgenden Verschweißen der Gehäuseteile 2 und 3 an der Kontaktstelle 10 wird das Siebgewebe 5 durch die Hitzeeinwirkung aus der fertigungsbedingt eingelegten Gewebefläche quasi herausgestanzt.
Bezugszeichenliste
1 Filteranordnung
2 oberes Gehäuseteil
3 unteres Gehäuseteil
4
5 Filterelement
6 Mittelrippe
7 Auslaß
8 Einlaß
9 Fügestelle
10 Kontaktfläche
11 Zapfen
12
13 Zapfen
20 Schweißzapfen
21 Einspannvorrichtung

Claims (15)

1. Filteranordnung mit
  • - einem zweiteiligem Filtergehäuse, wobei in einem ersten Teil (3) eine Öffnung für den Einlaß (8) und in einem ande­ ren Teil eine Öffnung für den Auslaß (7) für das zu fil­ ternde Medium vorhanden ist und mit
  • - einem von dem zu filternden Medium durchströmten Filtere­ lement (5) im Filtergehäuse, das in etwa die Kontur des Filtergehäuses in der Ebene einer Fügefläche (9) hat, wobei im Bereich der Fügefläche (9) eine Einspannvorrichtung für das Filterelement vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Einspannvorrichtung aus in mindestens einem Gehäuse­ teil (2, 3) über die gesamte Fügefläche (9) in vorgegebenen Abständen verteilten Zapfen (11) besteht, die beim Zusam­ menfügen der Gehäuseteile (2, 3) das Filterelement (5) fest einspannen.
2. Filteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Zapfen (11) soweit in den Innenraum der Gehäuseteile (2, 3) hineinragen, daß nach dem Aneinanderfügen der Kon­ taktflächen (10), das Filterelement (5) in den Bereichen der Zapfen (11) einen vorgegebenen Betrag zusammengedrückt ist.
3. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß
  • - beide Gehäuseteile (2, 3) in vorgegebenen Bereichen Mit­ telrippen (6) aufweisen, die soweit in den Innenraum hin­ einragen, daß nach dem Aneinanderfügen der beiden Gehäuse­ teile (2, 3) das Filterelement (5) hier zusätzlich einge­ spannt ist.
4. Filteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Zapfen (11) auch auf den Mittelrippen (6) angeordnet sind.
5. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß
  • - die Zapfen (11) auf der dem Filterelement (5) zugewandten Seite abgerundet sind.
6. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß
  • - die Zapfen (11) auf der dem Filterelement (5) zugewandten Seite kegel- oder pyramidenförmig sind.
7. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß
  • - das Filterelement (5) aus einer Vließscheibe besteht und daß
  • - die Gehäuseteile (2, 3) aus Kunststoff sind und an ihren Kontaktflächen (10) vibrations- oder ultraschallgeschweißt sind.
8. Filteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Vliesscheibe (5) an den Zapfen (11) mit den Ge­ häuseteilen ebenfalls verschweißt ist.
9. Filteranordnung mit
  • - einem zweiteiligem Filtergehäuse, wobei in einem ersten Teil (3) eine Öffnung für den Einlaß (8) und in einem ande­ ren Teil eine Öffnung für den Auslaß (7) für das zu fil­ ternde Medium vorhanden ist und mit
  • - einem von dem zu filternden Medium durchströmten Filtere­ lement (5) im Filtergehäuse, das in etwa die Kontur des Filtergehäuses in der Ebene einer Fügefläche (9) hat, wobei im Bereich der Fügefläche (9) eine Einspannvorrichtung für das Filterelement vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Fügefläche (9) beider Gehäuseteile (2, 3) jeweils aus einer Kontaktfläche (10), an der die beiden Gehäuseteile miteinander verbindbar sind und aus der seitlich nach innen versetzten Einspannvorrichtung für das Filterelement (5) bestehen und daß
  • - das Filterelement (5) aus einem Siebgewebe besteht, das während des Zusammenfügens der beiden Gehäuseteile (2, 3) aus einer größeren Siebgewebefläche heraustrennbar ist.
10. Filteranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß
  • - die Einspannvorrichtung über die Trennlinie der beiden Gehäuseteile (2, 3) an der Fügestelle (9) soweit mit einer stumpfen Oberfläche an einer der Gehäuseteile (2, 3) hinaus­ ragt, daß das Siebgewebe im Inneren der Filteranordnung nach dem Zusammenfügen unter einem vorgebbaren Druck flä­ chenhaft eingespannt ist.
11. Filteranordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß
  • - das Siebgewebe (5) auch zwischen Mittelrippen (6) im Inne­ ren der Filteranordnung eingespannt ist.
12. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Gehäuseteile (2, 3) an den Kontaktflächen (10) durch das Siebgewebe hindurch ultraschallverschweißbar sind, wo­ bei die nötige Dichtheit zwischen den Kammern der beiden Gehäuseteile (2, 3) vor allem durch die ohne Unterbrechung umlaufende Schweißnaht erzeugbar ist.
13. Filteranordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - das Siebgewebe (5) aus einer bandförmig zwischen die un­ montierten Gehäuseteile (2, 3) geführten Gewebefläche her­ austrennbar ist, wobei
  • - während des Zusammenfügens der Gehäuseteile (2, 3) an den verschweißbaren Kontaktflächen (10) der als Filte­ relement verbleibende Teil des Siebgewebes (5) ausge­ stanzt wird.
14. Verfahren zur Herstellung einer Filteranordnung nach ei­ nem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - in einem ersten Herstellungsschritt eine aus Siegewebe bestehende bandförmige Gewebefläche über das untere Gehäu­ seteil (3) gezogen wird, daß
  • - das obere Gehäuseteil (2) in der Fügeposition auf die Ge­ webefläche gedrückt wird, wobei zunächst das Siebgewebe an der Kontur der Kontaktfläche gehalten wird und mittels der Schweißvorrichtung während des Zusammendrückens im Inneren gespannt wird und daß
  • - in einem dritten Verfahrensschritt die Gehäuseteile (2, 3) an den Kontaktflächen (10) verschweißt werden und ein Aus­ stanzen des Siebgewebes an der Schweißnaht durch Hitzeein­ wirkung erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die beiden Gehäuseteile (2, 3) aus glasfaserverstärktem Polyamid und das Siebgewebe vorzugsweise aus Polyester oder Polyamid bestehen.
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