DE19838401A1 - Filtereinrichtung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung aus einem
vorzugsweise hohlzylindrischem Filterelement und metallfreien
Endkappen aus Polyurethan.
Es ist bekannt Filtereinrichtungen so aufzubauen, daß ein
hohlzylindrisches Mittelelement aus zick-zack-förmig
gefaltetem Filtermaterial und metallische Endkappen mit Hilfe
von Klebemasse verbunden werden. Diese Klebemasse besteht
vorzugsweise aus PVC, oder Elastomer-Phenolharzmischunqen, oder
Epoxidharz oder Polyurethan. Die Abdichtung gegenüber den
Anschlußteilen erfolgt über die metallischen Endkappen. Die
metallischen Endkappen geben auch die mechanische Festigkeit
des Filterelementes. D.h. die Endkappen erfüllen zwei
Hauptfunktionen: Abdichtung und mechanischer Zusammenhalt.
Filterelemente dieser Art werden in großem Umfang als
Ölfilter in Automobilen eingesetzt. Das Problem dieser
Filterelemente ist die ökologisch und ökonomisch sinnvolle
Entsorgung nach dem Gebrauch.
Sinnvoll wäre die Verbrennung der verbrauchten, ölhaltigen
Filterelemente. Das setzt jedoch voraus, daß das
Filterelement metallfrei ist. D.h. die metallischen Endkappen
müssen durch nichtmetallische Werkstoffe ersetzt werden,
vorzugsweise Polymere. Dabei ist es problematisch, ein
Polymer zu finden, das so fest ist daß es die mechanischen
Kräfte aufnimmt wie bisher das Metallteil gleichzeitig so
elastisch, daß es die Dichtfunktionen zu den Anschlußteilen
übernimmt. Im Falle von Automobilölfiltern liegt das Problem
in den hohen Betriebstemperaturen von ca. 100-150°C, sowie
der chemischen Beständigkeit gegen Motoröl.
Das EP 0 650 751 A2 beschreibt eine technische Lösung mittels
elastischer Stirnseiten mit zusätzlichem flexiblen Stützring.
Nachteil dieser Methode ist der höhere Aufwand bei der
Serienfertigung durch zusätzliche Stützringe sowie deren
Einbau in das Filterelement.
Weiter Nachteil ist die sichere und dichte Verbindung
zwischen Stützring und elastomerer Endkappe.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine
metallfreie Filtereinrichtung zu schaffen, die ohne
zusätzliche Konstruktionselemente aus einem Polymertyp
für die Endkappen besteht, wobei dieser Polymertyp die
mechanische Stützfunktion und die Dichtfunktion übernimmt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine
Filtereinrichtung mit einem vorzugsweise hohlzylindrischen
zick-zack-förmig gefalteten Filtermaterial, dadurch
gekennzeichnet, daß an mindestens einer der Stirnseiten sich
eine metallfreie Polyurethanendkappe befindet aus mindestens
zwei Polyurethangießsystemen mit unterschiedlicher Endhärte
und oder Elastizität.
Mit dem erfindungsgemäßen Filterelement wird folgendes
erreicht:
- - Die Metallendkappen werden durch einen einheitlichen Kunststoff, Polyurethan, ersetzt. Damit ist eine Entsorgung durch Verbrennung möglich.
- - Polyurethan hat den Vorteil daß es halogenfrei ist. Dadurch ist halogenfreie, und damit ökologisch und sicherheitstechnisch einfache Verbrennung möglich.
- - Polyurethan ist leichter als Metall. Das reduziert das Gewicht des Bauteils.
- - Durch den Aufbau der Endkappe aus mindestens zwei Polyurethangießsystemen unterschiedlicher Härte gibt ein hartes System die mechanische Festigkeit, ein zweites, weiches System, die Abdichtung zu den Anschlußelementen. Durch diesen Aufbau ist es möglich Festigkeit und Abdichtung durch einen einzigen Werkstoff, Polyurethan, zu erreichen.
- - Polyurethangießsysteme unterschiedlicher Härte können vorzugsweise gleichzeitig in eine Form gegossen werden. Dadurch ist eine perfekte Verbindung zwischen dem dichtenden und Festigkeit erzeugendem Teil der Endkappe gewährleistet.
- - Dadurch ist bei der Fertigung kein zusätzlicher Arbeitsgang erforderlich.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Filtereinrichtung wird anhand der Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1a-1c Filtereinrichtung konventioneller Bauweise mit mit
Metallendkappe
Fig. 1a Querschnitt durch die Filtereinrichtung
1 = Metallendkappe
2 = Klebeschicht
3 = Filtermaterial
2 = Klebeschicht
3 = Filtermaterial
Fig. 1b Draufsicht auf die Filtereinrichtung
1 = Metallendkappe
Fig. 1c Ausschnittvergrößerung des Dichtungsbereiches
1 = Metallendkappe
2 = Klebeschicht
3 = Filtermaterial
2 = Klebeschicht
3 = Filtermaterial
Fig. 2a-2c Erfindungsgemäße Filtereinrichtung mit Endkappen
aus jeweils zwei Polyurethansystemen unterschiedlicher Härte
Fig. 2a Querschnitt durch die Filtereinrichtung
3 = Filtermaterial
4 = Polyurethangießsystem, vorzugsweise hart
5 = Polyurethangießsystem, vorzugsweise weicher
4 = Polyurethangießsystem, vorzugsweise hart
5 = Polyurethangießsystem, vorzugsweise weicher
Fig. 2b Draufsicht auf die metallfreie Endkappe
4 = Polyurethangießsystem, vorzugsweise hart
5 = Polyurethangießsystem, vorzugsweise weicher
5 = Polyurethangießsystem, vorzugsweise weicher
Fig. 2c Ausschnittvergrößerung des Dichtungsbereiches
3 = Filtermaterial
4 = Polyurethangießsystem, vorzugsweise hart
5 = Polyurethangießsystem, vorzugsweise weicher
4 = Polyurethangießsystem, vorzugsweise hart
5 = Polyurethangießsystem, vorzugsweise weicher
Die gezeigten Filterelemente Fig. 1a-1c und Fig. 2a-2c sind
beispielhaft.
Das erfindungsgemäße Beispiel Fig. 2a-2c zeigt ein
Filterelement mit metallfreien Endkappen mit zwei
unterschiedlichen Polyurethangießsystemen pro Endkappe.
Das harte Polyurethansystem (4) gibt der Endkappe die
mechanische Festigkeit und Thermostabilität. Die Härte kann
beispielsweise zwischen Shore D 30 und 80 liegen, z. B.
Shore D 65. Das weichere und oder elastischere
Polyurethansystem (5) gibt der Endkappe die Elastizität und
Dichteigenschaften gegenüber den Anschlußelementen. Die Härte
kann beispielsweise zwischen Shore A 40 und 90 liegen, z. B.
bei Shore A 70.
Die Gießsysteme werden entweder gleichzeitig oder kurz
nacheinander gegossen, so daß noch eine chemische Reaktion an
den Phasengrenzen stattfindet. Dadurch ergibt sich eine
stabile chemische Verbindung zwischen den Phasen
unterschiedlicher Härte und oder Elastizität.
Die Anzahl der unterschiedlichen Polyurethansysteme in einer
metallfreien Endkappe ist erfindungsgemäß mindestens zwei.
Es können jedoch auch drei oder mehr Phasen sinnvoll sein, je
nach Anwendungsfall.
Um die unterschiedlichen Härten, bzw. Elastizitäten bei den
Polyurethangießsystemen zu erreichen, gibt es in der
Polyurethanchemie verschiedene Methoden.
Nachfolgend sind einige Möglichkeiten beispielhaft für eine
Endkappe aus zwei Systemen aufgeführt:
PUR 1: Duromersystem Shore D 60
PUR 2: Elastomersystem Shore A 70
PUR 2: Elastomersystem Shore A 70
PUR 1: Duromersystem mit aktiven Füllstoffen gefüllt
PUR 2: Duromersystem ungefüllt
PUR 2: Duromersystem ungefüllt
PUR 1: Duromersystem ungetrieben
PUR 2: Duromersystem leicht getrieben
PUR 2: Duromersystem leicht getrieben
PUR 1: Polyurethansystem Mischungsverhältnis gemäß Index 110
PUR 2: Gleiches System Mischungsverhältnis gemäß Index 80
PUR 2: Gleiches System Mischungsverhältnis gemäß Index 80
PUR 1: Polyol plus kurzkettiges höher funktionelles Isocyanat
PUR 2: Gleiches Polyol plus prepolymeres Isocyanat
PUR 2: Gleiches Polyol plus prepolymeres Isocyanat
Claims (3)
1. Filtereinrichtung mit einem vorzugsweise hohlzylindrischen
zick-zack-förmig gefalteten Filtermaterial, dadurch
gekennzeichnet, daß an mindestens einer der Stirnseiten sich
eine metallfreie Polyurethan Endkappe befindet aus mindestens
zwei Polyurethangießsystemen mit unterschiedlicher Endhärte
und oder Elastizität.
2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den unterschiedlichen Polyurethanphasen in der
Endkappe eine chemische Bindung besteht.
3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Endkappe aus mindestens 75% eines harten Polyurethan-
Duromer-Gießsystems besteht und maximal 25% aus einem
weicheren, elastischeren Polyurethan-Elastomer-Gießsystem.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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DE19838401A DE19838401A1 (de) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | Filtereinrichtung |
Publications (1)
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DE19838401A1 true DE19838401A1 (de) | 1999-04-29 |
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Country | Link |
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-
1998
- 1998-08-24 DE DE19838401A patent/DE19838401A1/de not_active Withdrawn
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