DE3617420C2 - Filter zum Reinigen von Flüssigkeiten - Google Patents
Filter zum Reinigen von FlüssigkeitenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Filter zum Reinigen von
Flüssigkeiten nach der im Oberbegriff des Anspruchs 1 näher
angegebenen Gattung.
Es ist schon ein solches Filter aus der DE-OS 34 25 347
bekannt, bei dem ein Wickelfilterelement in einem Gehäuse
aus Kunststoff angeordnet ist, das aus einem becherförmigen
Gehäusetopf und einem zugeordneten Gehäusedeckel besteht.
Die beiden Gehäuseteile sind an ihren ineinandergreifenden
Umfangsrändern so profiliert, daß ein im Querschnitt
Z-förmiger Ringspalt entsteht, der radial an den Außenumfang
des Deckelelements heranführt und mit Klebstoff gefüllt ist.
Auf diese Weise ist eine einzige, den Filtereinsatz
ringförmig umspannende Klebestelle geschaffen, die sowohl
beide Gehäuseteile miteinander verbindet, als auch
Schmutz- und Reinseite im Gehäuse voneinander trennt. Bei der
Massenfabrikation von Kraftstoffiltern kann es nun von
Nachteil sein, daß für diese Klebestelle ein fließfähiger
Zweikomponenten-Kleber notwendig ist, der nach dem
Zusammenfügen der Teile kalt aushärtet. Diese Bauweise des
Filters führt ferner zu einer umständlichen Handhabung
seiner Bauelemente. Zudem kann bei einer ungenauen Dosierung
des Zweikomponenten-Klebers in der Gehäusetasche der Fall
eintreten, daß beim Zusammenfügen beider Gehäuseteile zuviel
Klebstoff nach innen drückt und dabei im Wickel verlaufende
Kanäle verengt, so daß dessen Durchfluß beeinträchtigt wird.
Derartige, an sich bekannte Wickelelemente weisen an ihrem
Außenumfang eine Längsnaht auf, die häufig aus einem
Heißschmelzkleber besteht. An der Kreuzungsstelle von
Längsnaht und ringförmig umspannender Klebestelle stoßen
zwei verschiedene Klebstoffarten aufeinander, was bei
ungünstigen Betriebsbedingungen zu Dichtproblemen führen
kann. Im übrigen sind derartige Wickelelemente in der Regel
nicht exakt kreisrund und zudem relativ weiche Gebilde, die
bei der Montage einer besonders vorsichtigen Behandlung
bedürfen.
Ferner ist aus der DE-AS 22 44 594 ein für die
Massenproduktion geeignetes Wegwerffilter bekannt, dessen
zweiteiliges Gehäuse aus Kunststoff ein scheibenförmiges
Filterelement aufnimmt. Eine trichterförmige Gehäusehälfte
weist auf ihrer Innenseite einen ringförmig verlaufenden
Steg auf, der mit dem Umfangsrand des scheibenförmigen
Filterelements durch Ultraschallschweißung fest und dicht
verschmolzen wird. Von Nachteil bei diesem Filter ist, daß
sich diese Bauweise nicht zum Einbau eines
Wickelfilterelements eignet.
Fernerhin ist aus dem DE-GM 75 40 329 ein Filter in
Leitungsfilterbauart bekannt, dessen beide Gehäuseteile
mittels Ultraschallschweißung verbunden sind. In dem Gehäuse
ist ein radial durchströmter Sterneinsatz angeordnet, dessen
eine Stirnseite von einem Faltenteiler abgedichtet wird. Ein
außen am Faltenteiler angeordneter, zentrierender Nocken
liegt nahe der Schweißstelle und wird ebenfalls mit einem
Gehäuseteil verschweißt. Für den Einbau eines axial
durchströmten Wickels ist dieses Gehäuse nicht geeignet.
Weiterhin ist es aus dem DE-GM 70 74 482 bekannt, in einem
Leitungs-Filter den Filtereinsatz mit einem Schulterstück
zwischen ein Gehäuseteil und einen Deckel dicht
einzuspannen, wobei Gehäuseteil und Deckel an äußeren
Ringflanschen miteinander verschweißt sind. Auch hier fehlt
ein axial durchströmtes Filterelement.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filter mit einem
zweiteiligen Gehäuse aus Kunststoff so auszubilden, daß ein
axial durchströmtes Wickelfilterelement möglichst einfach
und günstig in dichter Weise einbaubar ist.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem gattungsbildenden Filter
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
Das erfindungsgemäße Filter zum Reinigen von Flüssigkeiten
hat den Vorteil, daß es ein einfach aufgebautes und billiges
Wegwerffilter mit Wickelfilterelement ermöglicht. Mit dieser
Bauweise läßt sich auch bei einem relativ nachgiebigen
Wickelfilterelement unter Beibehaltung von dessen
Eigenschaften eine leckfreie Abdichtung zwischen
Schmutz- und Reinseite erlangen, welche den chemischen und
physikalischen Anforderungen im Betrieb standhält. Zudem
wird die Stabilität des Wickels gegen Formänderungen erhöht,
wodurch sich seine Handhabung bei der Montage erleichtert.
Ein Aufeinandertreffen von zwei verschiedenen Klebstoffarten
wird vermieden, so daß sich Abdichtprobleme verringern. Die
Bauweise eignet sich zudem besonders gut für eine
automatisierte Massenproduktion. Ein Aufquellen von
Klebstoff durch den zu reinigenden Kraftstoff und damit
verbundene innere Spannungen in der Klebestelle sowie ein
Loslösen der Klebeverbindung und dadurch auftretende
Leckstellen werden weitestgehend verhindert.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind
vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im
Anspruch 1 angegebenen Filters möglich. Vorteilhaft ist eine
Ausbildung nach den Ansprüchen 2 und 3, wobei durch die
Verwendung von getrennten Schweißstellen für die
Gehäuseteile einerseits und für das Filterelement an einem
Gehäuseteil andererseits ermöglicht wird, eine
Dichtheitsprüfung des in einem Gehäuseteil eingeschweißten
Mittelfilterelements vorzunehmen. Besonders zweckmäßig ist
ferner eine Ausbildung nach Anspruch 4, wodurch beide
Ultraschallschweißungen in einem einzigen Arbeitsvorgang
vorgenommen werden können. Weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge
stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbei
spiel des Filters,
Fig. 2 eine Einzelheit nach Fig. 1 in vergrö
ßertem Maßstab und
Fig. 3 einen Teilschnitt durch ein zweites Aus
führungsbeispiel des Filters.
Die Fig. 1 zeigt ein Kraftstoffilter 10, dessen Gehäuse 11 aus ei
nem becherförmigen Gehäusetopf 12 und einem zugehörigen Gehäusede
ckel 13 besteht. Beide Teile des Gehäuses 11 bestehen aus Kunststoff.
Am trichterförmig ausgebildeten Gehäusedeckel 13 ist koaxial ein An
schlußstutzen 14 für den Zulauf angeordnet. An einem Boden 15 des
becherförmigen Gehäuses 12 sind innenliegende Rippen 16 sowie ko
axial zum Zulauf-Anschlußstutzen 14 ein Anschlußstutzen 17 für den
Ablauf angeordnet. Im Innern des Gehäuses 11 ist zwischen die beiden
Anschlußstutzen für Zulauf und Ablauf 14 bzw. 17 ein an sich bekann
tes Wickelfilterelement 18 geschaltet, das axial durchströmt wird.
Bei diesem Wickelfilterelement 18 wird ein im Querschnitt V-förmiger
Filterpapierstreifen unter Zufügung eines Dichtstreifens so spiralig
um ein Mittelrohr 19 aufgewickelt, daß er zwei zu entgegengesetzten
Stirnseiten hin offene, spiralförmige Räume bildet. Das Wickelfil
terelement 18 stützt sich einerseits auf den Rippen 16 und anderer
seits über eine das Mittelrohr 19 verschließende Kappe 21 am Gehäu
sedeckel 13 ab.
Der Gehäusetopf 12 hat ausgehend von seinem Boden 15 einen ersten
zylindrischen Abschnitt 22, der über einen radial verlaufenden Ab
satz 23 in einen aufgeweiteten, zweiten zylindrischen Abschnitt 24
übergeht. An der Innenseite dieses zweiten zylindrischen Abschnitts
24 ist eine schräge Schulter 25 angeordnet, auf der eine ent
sprechende Gegenschulter 26 des Gehäusedeckels 13 aufsitzt. Zu die
sem Zweck ist der in den Gehäusetopf eingesetzte Gehäusedeckel 13 an
seinem äußeren Umfangsrand und der zweite zylindrische Abschnitt 24
an seinem zugeordneten inneren Umfangsrand entsprechend profiliert.
Die beiden Gehäuseteile 12 und 13 sind an ihren Schultern 25, 26
durch eine Ultraschallschweißung 27 dicht und fest miteinander ver
bunden, so daß das Innere des Gehäuses 11 leckfrei nach außen abge
dichtet ist, wie dies Fig. 2 näher zeigt.
Im Bereich des zweiten zylindrischen Abschnitts 24 wird zwischen ei
ner Stirnseite 28 am Gehäusedeckel 13 und dem gegenüberliegenden ra
dialen Abschnitt 23 ein ringnutförmiger Hohlraum 29 gebildet, der
zum Innern des Gehäuses 11 hin offen ist. In diesen Hohlraum 29 hin
ein ragt ein vom Abschnitt 23 ausgehender, ringförmig umlaufender
Steg 31, der zweckmäßig auf einem größeren Durchmesser als derjenige
des ersten zylindrischen Abschnitts 22 angeordnet ist. Vorteilhaft
ist der Durchmesser der Spitze dieses Steges gleich oder größer ge
wählt als der Außendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts
22.
Wie Fig. 2 näher zeigt, ragt in den Hohlraum 29 ein am Wickelfil
terelement 18 angeordneter, ringförmiger Bund 32. Dieser Bund 32 be
steht aus reinem Polyamid und ist am Außenumfang des Wickelelements
angespritzt und zudem kreisringförmig so geformt, daß er ebene An
schlagflächen 33 bildet, welche vorzugsweise senkrecht zur Filter
längsachse verlaufen. Der angespritzte Bund 32 bildet eine absolut
dichte Verbindung zwischen ihm und dem Wickelfilterelement 18. Vor
allem ist dieser Bund 32 in seiner Dicke und Breite so gewählt, daß
er in sich im wesentlich formstabil ist und somit auch dem nachgie
bigen Wickelelement eine größere Formstabilität verleiht. Zu diesem
Zweck ist die Breite des Bundes 32 in einer quer zur Längsachse des
Filters verlaufenden Ebene etwa dreimal so groß gewählt wie die
Wandstärke des Gehäusetopfes 12 im Bereich des ersten zylindrischen
Abschnitts 22, während seine Dicke etwa den doppelten Wert beträgt.
Der ringförmige Bund 32 liegt mit einer Anschlagfläche 33 auf dem
ringförmigen Steg 31 auf und ist mit ihm durch eine zweite Ultra
schallschweißung 34 dicht und fest verbunden. Zur Stirnseite 28 hin
und relativ zum zweiten zylindrischen Abschnitt 24 ist der Bund 32
mit geringem Spiel ausgebildet. Der ringförmige Bund 32 ist in sei
nem Innern frei von Lunkern und bildet außen ebene Anschlagflächen
33, so daß bei der Ultraschallschweißung eine einwandfreie und dich
te Verbindung zwischen Wickelfilterelement 18 und becherförmigem Ge
häusetopf 12 entsteht. Die gegenüber der Dicke des Bundes 32 etwa
doppelt so dicke Anspritzfläche 35 gewährleistet eine stabile und
dichte Verbindung beider Bauelemente, wobei die Durchströmquer
schnitte im Wickelfilterelement 18 kaum störend beeinflußt werden.
Bei der Montage des Kraftstoffilters 10 wird so vorgegangen, daß in
den becherförmigen Gehäusetopf 12 das Wickelfilterelement 18 mit
seinem angeformten Bund 32 eingesetzt wird, bis seine Anschlagfläche
33 an der Spitze des Steges 31 aufliegt. Anschließend wird durch die
Ultralschallverschweißung 34 die Abdichtung zwischen Wickelelement
18 und Gehäusetopf 12 vorgenommen. Bei Bedarf kann nun durch einen
anschließenden Blasentest in der Fertigung die Dichtheit der Ultra
schallschweißung 34 überprüft werden. Daraufhin wird der Gehäusede
ckel 13 in den zweiten zylindrischen Abschnitt 24 eingesetzt und in
einem zweiten Arbeitsgang die beiden Schultern 25, 26 durch eine
Ultraschallschweißung 27 dicht und fest miteinander verbunden.
Das Kraftstoffilter 10 wird in an sich bekannter Weise benutzt. Das
zu reinigende Benzin bzw. der Dieselkraftstoff fließt über den Zu
lauf-Anschlußstutzen 14 auf die Schmutzseite des Filters, durch
strömt axial den Wickelfiltereinsatz 18 und gelangt gereinigt von
der Reinseite 16 aus in den Ablauf-Anschlußstutzen 17. Dabei dichtet
die Ultraschallschweißung 27 die Schmutzseite nach außen hin ab,
während die zweite Ultraschallschweißung 34 die Schmutzseite von der
Reinseite im Filter 10 trennt.
Die Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungs
beispiel eines Kraftstoffilters 40, das sich von demjenigen nach
Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche Bauelemente mit
gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Beim zweiten Filter 40 entfällt am radialen Abschnitt 23 ein in den
Hohlraum 29 ragender Steg, so daß der Absatz 23 eine ebene Stütz
fläche 41 bildet, auf welcher der Bund 32 mit seiner unteren An
schlagfläche 33 aufliegt. Das Filter 40 weist ferner einen Gehäuse
deckel 42 auf, an dessen Stirnseite 28 nun ein in den Hohlraum 29
ragender Steg 43 angeordnet ist. Der Steg 43 stützt sich auf einer
oberen Anschlagfläche 44 des Bundes 32 ab und bildet dort eine
Ultraschallschweißung 45, welche im Innern des Gehäuses 11 die
Schmutzseite von der Reinseite trennt.
Das zweite Filter 40 hat den Vorteil einer einfacheren Montage. Das
Wickelfilterelement 18 wird in das becherförmige Gehäuseteil 12 ein
gesetzt, wobei es sich von selbst zentriert. Die ebene Anschlag
fläche 33 des Bundes 32 kommt dabei auf der ringförmigen, ebenen
Stützfläche 41 satt zur Anlage. Anschließend wird der zweite Gehäu
sedeckel 42 in den Gehäusetopf eingeführt und in einem einzigen Ar
beitsgang die beiden Ultraschallschweißungen 45 und 27 gleichzeitig
hergestellt. Vom Steg 43 auf den Bund 32 hierbei ausgeübte Kräfte
werden vom Bund 32 auf den Absatz 23 übertragen, so daß keine stö
renden Kräfte in das Wickelfilterelement 18 eingeleitet werden.
Selbstverständlich sind Änderungen an den gezeigten Filtern möglich,
ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So ist die erfindungs
gemäße Bauart auch auf einen Filter anwendbar, bei dem anstelle der
gezeigten Leitungsfilter-Bauart beide Anschlußstutzen für Zulauf und
Ablauf an demselben Gehäuseteil angeordnet sind. Auch ist es mög
lich, die in Fig. 1 bis 3 gezeigten Anschlagflächen 33, welche quer
zur Längsachse des Filters verlaufen, mit einer schrägen Ab
flachung auszubilden. Dabei kommt es vor allem darauf an, den Bund
32 als formstabiles Element auszubilden, der geeignete, ebene An
schlagflächen für eine einwandfreie Ultraschallschweißung ermög
licht. Anstelle von reinem Polyamid für den angespritzten Bund kann
auch ein anderer, geeigneter, schmelzbarer Kunststoff gewählt werden.
Claims (9)
1. Filter zum Reinigen von Flüssigkeiten, insbesondere von Benzin
und Dieselkraftstoff, mit einem aus zwei Teilen bestehenden Gehäuse
aus Kunststoff, das in seinem Innern ein Wickelfilterelement auf
nimmt und dessen beide Teile an ihrem Umfangsrand über ineinander
passende Profilierungen miteinander leckdicht verbunden sind, und
mit einer das Wickelfilterelement ringförmig umspannenden Dichtstel
le, welche Schmutz- und Reinseite im Innern des Gehäuses voneinander
trennt sowie mit einem im Bereich der Dichtstelle liegenden, im Ge
häuse umlaufenden, hochstehenden Steg, dadurch gekennzeichnet, daß
an dem Wickelfilterelement (18) ein formstabiler, ringförmiger Bund
(32) aus schmelzbarem Kunststoff angeformt ist, der in einen von den
beiden Teilen (12, 13) im Bereich ihrer profilierten Ränder gebilde
ten, ringnutförmigen und zum Innern des Gehäuses (11) hin offenen
Hohlraum (29) ragt und daß die Dichtstelle zwischen Schmutz- und
Reinseite von einer Ultraschallschweißung (34, 45) des Steges (31,
43) mit dem Bund (32) gebildet wird.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden
Gehäuseteile (12, 13) an aneinanderstoßenden Schultern (25, 26)
durch eine Ultraschallschweißung (27) dicht und fest miteinander
verbunden sind.
3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Steg (31) an einem auskragenden Absatz (23) eines becherförmigen
Gehäusetopfes (12) angeordnet ist.
4. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Steg (43) an der den Hohlraum (29) begrenzenden Stirnseite (28) des
Gehäusedeckels (42) angeordnet ist.
5. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die radial zur Längsachse des Filters (10, 40)
verlaufende Breite des Bundes (32) größer ist als die Wandstärke des
becherförmigen Gehäusetopfes (22), und insbesondere das 1 1/2- bis
3-fache der Wandstärke beträgt.
6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (32)
im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweist und ebene
Anschlagflächen (33) hat.
7. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Steg (31, 43) auf einem Durchmesser liegt,
der gleich oder größer ist als der Außendurchmesser des becherförmi
gen Gehäusetopfes (12) im Bereich seines ersten zylindrischen Ab
schnitts (22).
8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bund (32) aus Polyamid besteht.
9. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Ultraschallschweißungen (27, 45) am Gehäu
sedeckel (42) ausgebildet und in einem Arbeitsgang hergestellt sind.
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