DE19680345C1 - Filteranordnung - Google Patents

Filteranordnung

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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 Filter­ element 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 in seinem Inneren ein Filterelement aufweist, durch dessen Wände eine zu filternde Flüssigkeit derart hindurchfließt, dass die unerwünschten Rückstände im Fil­ terelement zurückbleiben. Der Einlass für die Flüssigkeit befindet sich im unteren Teil und führt direkt in den In­ nenraum des hohlförmigen 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 Lage im Inneren der Filteranordnung zu gewährleisten, ist eine relativ aufwendige gitterförmige Abstandshalterung innerhalb des hohlförmigen Filterelemen­ tes angeordnet, die am unteren Gehäuseteil befestigt ist.
Aus der DE 27 55 920 B2 ist für sich gesehen bekannt, dass ein Gehäuseteil eines Filtergehäuses mit Zapfen versehen ist, die wiederum einen Kernzapfen aufweisen. Hierbei wird zunächst mittels der das Filterelement durchstoßenden Kern­ zapfen eine Verschweißung der Gehäuseteile vorgenommen und anschließend wird die Einspannung des Filterelements über die am Filterelement anliegenden, jeweils den Kernzapfen umgebenden Bereiche bewirkt.
Aufgabenstellung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vereinfa­ chung zum Einspannen eines Filterelements in zwei Gehäuse­ teile zu schaffen, wobei die beiden Gehäuseteile in einfa­ cher und sicherer Weise verbunden werden sollen.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Filteranordnung ist geeignet, ausgehend von der gattungsgemäßen Art, die gestellte Aufgabe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs zu lösen. Besonders vorteilhaft ist, dass durch die Ausbildung der Zapfen an den Fü­ geflächen der beiden Gehäuseteile ein einfacher Herstel­ lungsprozess gewährleistet und die sichere Einbringung ei­ nes 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 Zapfen gehalten. Das zu fil­ ternde Medium durchströmt im montierten Zustand das Filter­ element im gesamten Bereich des Filtergehäuses.
Die Kontaktflächen, an denen die beiden Gehäuseteile fest miteinander verbunden werden, befinden sich vorzugsweise außen an der Fügefläche, damit auch eine gute Abdichtung des Filtergehäuses erreichbar ist. Durch eine geeignete Be­ messung der Kontaktflächen, wobei eine durch den Fügepro­ zess eventuell auftretende Beeinträchtigung noch zu berück­ sichtigen ist, kann erreicht werden, dass nach dem Zusam­ menfügen ein ausreichender Kontaktdruck die Vliesscheibe über die Zapfen festhält. Die Zapfen sind in vorteilhafter Weise in einem geeigneten, nicht zu engem Abstand, zueinan­ der angeordnet, damit keine zu hohe Flächenpressung auf­ tritt.
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 Vließscheibe an den Gehäusetei­ len und/oder den Mittelrippen durchführbar ist. Als Materi­ al für das Filterelement kommen hierbei vorzugsweise an sich bekannte, in der Kraftfahrzeugtechnik angewandte Vliesscheiben zum Einsatz.
Bei einer anderen Ausführungsform der Filteranordnung kann ein Siebgewebe zwischen die Gehäuseteile eingespannt wer­ den, wobei das Siebgewebe aus einer größeren Siebgewebeflä­ che heraustrennbar ist und durch das Zusammenfügen der Ge­ häuseteile flächenhaft eingespannt wird. Gemäß eines ent­ sprechenden Herstellungsverfahrens kann die Herstellung der Filteranordnung auf einfache Weise in eine Fließbandmontage integriert werden, bei der das Siebgewebe aus einer band­ förmigen Fläche herausgestanzt wird, beispielsweise beim Ultraschallschweißen der beiden Gehäuseteile an den Kon­ taktflächen.
Zeichnung
Ausführungsbeispiele der 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;
Fig. 7 eine Detaildarstellung eines Ausschnitts der Fügestelle der beiden Gehäuseteile nach Fig. 6 und
Fig. 8 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel mit einem Stützkörper für das Filterelement.
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 Vließscheibe 5 als Filterelement gehalten, welches zwischen den beiden Gehäuseteilen eingespannt ist, wie wei­ ter unten anhand der Fig. 3 bis 6 erläutert wird. In der Fig. 1 sind noch andeutungsweise Mittelrippen 6 und ein Auslaß 7 sowie ein Einlaß 8 (Einsaugöffnung) für das zu filternde 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 Kunst­ stoffsieb, angeordnet werden. Da die Vließscheibe 5 fest und dichtend an Fügestellen 9, zwischen den beiden Gehäuse­ teilen 2 und 3 und eventuell auch an den Mittelrippen 6 ge­ halten ist, muß das zu filternde Getriebeöl durch die Vließscheibe 5 hindurchtreten um zum Auslaß 7 am oberen Ge­ häuseteil 2 zu gelangen. Das Getriebeöl wird hierbei in der Regel 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 das 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 Vließschei­ be 5 versehen sind. Hierbei durchstoßen die Zapfen 11 die Vließscheibe 5 sowohl auf der Fügestelle 9 am Rand als auch auf den Mittelrippen 6 und drücken die Vließscheibe 5 auf einen Betrag a zusammen. Die kegelförmigen Zapfen 11 können entweder 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 Vließscheibe 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.
Die Schnittdarstellung nach Fig. 8 zeigt ein Filterele­ ment, bei dem ein Siebgewebe 5 mit einem Stützkörper 25 versehen ist. Die Einspannung dieses Siebgewebes 5 an den Fügestellen 9 erfolgt wie anhand der vorhergehenden Ausfüh­ rungsbeispiele beschrieben. Zur optimalen Abstützung des Filterelements weist der Stützkörper 25 Stege 26 auf, die damit die Lage des Siebgewebes 5 im Gehäuse 1 der Filteran­ ordnung fixieren. Zur Herstellung dieser Ausführungsform des Filterelements wird in einem Spritzgießwerkzeug das Siebgewebe 5 eingezogen und anschließend wird der Stützkör­ per 25 mit den Stegen 26 einseitig auf das Siebgewebe 5 aufgespritzt.

Claims (7)

1. Filteranordnung mit
einem zweiteiligem Filtergehäuse, wobei in einem ers­ ten Teil (3) eine Öffnung für den Einlass (8) und in einem anderen Teil eine Öffnung für den Auslass (7) für das zu filternde Medium vorhanden ist, mit
einem von dem zu filternden Medium durchströmten Fil­ terelement (5) im Filtergehäuse, das in etwa die Kon­ tur des Filtergehäuses in der Ebene einer Fügefläche (9) hat, wobei im Bereich der Fügefläche (9) eine Ein­ spannvorrichtung für das Filterelement vorhanden ist, mit
der Einspannvorrichtung, die aus, in mindestens einem Gehäuseteil (2, 3) über die gesamte Fügefläche (9) in vorgegebenen Abständen verteilten, Zapfen (11) be­ steht, wobei
die Zapfen (11) das Filterelement (5) durchstoßen und dabei fest einspannen und die Gehäuseteile (2, 3) über die in der Kontur der Fügeflächen (9) umlaufend außen liegenden Kontaktflächen (10) über weitere kegelförmi­ ge Zapfen (13) mittels Vibrations- oder Ultraschall­ schweißen zusammenfügbar sind.
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, dadurch gekennzeichnet, dass die Vließscheibe (5) an den Zapfen (11) mit den Ge­ häuseteilen ebenfalls verschweißt ist.
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