DE10026536A1 - Filter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Filter zur Reinigung eines Fluids, insbesondere von Öl. Der Filter umfasst ein Filtergehäuse 10 mit einem Fluideinlass 14 und einem Fluidauslass 15 und ein Filterelement 11. Das Filterelement 11 trennt den Fluideinlass 14 dichtend von dem Fluidauslass 15 und weist ein Filtermedium 16, eine erste Endscheibe 17, eine zweite Endscheibe 18 und einen Stützkörper 19 auf. Der Stützkörper 19 ist mit einem Filmscharnier 21 an die erste Endscheibe 17 angeformt und zwischen der ersten Endscheibe 17 und der zweiten Endscheibe 18 angeordnet. Die Endscheibe 18 kann ebenfalls mit einem Filmscharnier 21 an den Stützkörper 19 angeformt sein. Das Filtermedium 16 stützt sich bei einem von innen nach außen durchströmten Filter am Stützkörper 19 ab.

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Wie allgemein bekannt ist, wird ein Filter zur Reinigung eines Fluides durch ein Fil­ terelement und ein Filtergehäuse mit einem Fluideinlass und Fluidauslass gebildet. Dieser Filter kann zylindrisch aufgebaut sein, wodurch das Fluid das Filterelement entweder von außen nach innen oder von innen nach außen durchströmt. Das zy­ lindrische Filterelement ist derart in das Filtergehäuse eingebracht, dass es eine Rohseite von einer Reinseite dichtend trennt. Hierzu weist das Filterelement ein Fil­ termedium auf, welches Verunreinigungen aus dem Fluid entfernt, wobei das Filter­ medium dichtend zwischen zwei Endscheiben eingebracht ist und von einem Stütz­ körper gehalten wird.

Zur Montage des Filterelementes sind somit die zwei Endscheiben, der Stützkörper und das Filtermedium erforderlich. Diese vier Bauteile müssen jedoch separat gefer­ tigt, gelagert und der Montage zugeführt werden. Dies bedeutet einen großen logisti­ schen Aufwand. Außerdem sind der Stützkörper und die Endscheiben in die Richtige Montagelage zu bringen, wodurch die Montage des Filterelementes große Sorgfalt erfordert.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Filters, welcher aus möglichst wenig Einzelteilen zusammengefügt und einfach montierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Filter dient der Reinigung eines Fluides wie z. B. Luft oder Öl und weist ein Filtergehäuse und ein Filterelement auf, wobei er von außen nach in­ nen oder von innen nach außen durchströmt sein kann. Das Filtergehäuse besitzt einen Fluideinlass, durch welchen das Fluid in das Filtergehäuse einströmen und einen Fluidauslass durch welchen das Fluid aus dem Filtergehäuse ausströmen kann. In das Filtergehäuse ist das Filterelement dichtend eingebracht, wodurch eine Rohseite, welche mit dem Fluideinlass korrespondiert, von einer Reinseite, welche mit dem Fluidauslass korrespondiert, dichtend getrennt wird. Das Filterelement weist ein Filtermedium, einen Stützkörper, eine erste Endscheibe und eine zweite End­ scheibe auf, wobei der Stützkörper das Filtermedium zumindest teilweise umschließt und zwischen die beiden Endscheiben eingebracht ist. Damit das Filtermedium dichtend zwischen die Endscheiben einbringbar ist, können stirnseitig Dichtelemente, wie z. B. Klebefolien oder Schaumdichtungen angeordnet sein. Weiterhin kann auch ein Klebstoff, insbesondere ein Heißkleber verwendet werden. Das Filtermedium kann z. B. durch ein Filtervlies oder ein zick-zack-förmig gefaltetes Filterpapier gebil­ det sein.

Der Stützkörper ist zylindrisch ausgebildet, wobei er für das Fluid durchlässig sein muss. Dies kann z. B. durch ein entsprechend poröses Material oder Durchbrüche ermöglicht sein. Weiterhin kann der Stützkörper mehrteilig ausgeführt sein, wobei zumindest ein Teil des Stützkörpers mit einem Filmscharnier an die erste Endscheibe angeformt ist. Die Breite des Filmscharniers hängt von der Geometrie und dem ge­ wählten Werkstoff ab, wobei der Stützkörper sicher mit der ersten Endscheibe ver­ bunden sein muss. Zu breit darf das Filmscharnier jedoch nicht gewählt werden, da sonst die Montage erschwert oder unmöglich wird. Bei der Montage wird der Stütz­ körper relativ zu der ersten Endscheibe um dieses Filmscharnier gedreht und an der ersten Endscheibe befestigt.

Es ist vorteilhaft, dass die erste Endscheibe mit dem angeformten Stützkörper aus thermoplastischem Kunststoff besteht, wobei die erste Endscheibe mit dem Stützkör­ per in einem Werkzeug gefertigt ist. Durch die Verwendung von thermoplastischem Kunststoff kann die erste Endscheibe mit dem angeformten Stützkörper schnell und preiswert hergestellt werden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Stützkörper geteilt aus­ geführt, wobei mindestens eine Hälfte des Stützkörpers an die erste Endscheibe an­ geformt ist. Hierbei kann der Stützkörper längs oder quer zu seiner Zylinderachse geteilt ausgeführt sein.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist der Stützkörper an der zweiten End­ scheibe abgestützt. Dies kann durch einen Abschlussring an dem Stützkörper reali­ siert werden, welcher an der zweiten Endscheibe anliegt und so stabilisiert wird. Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist der Stützkörper Gitterstäbe auf, welche in Aussparungen in der zweiten Endscheibe eingreifen. Hierbei können die Aussparungen die zweite Endscheibe vollständig durchdringen, wodurch Längs­ toleranzen ausgeglichen werden können, indem die Gitterstäbe durch die zweite Endscheibe hindurch ragen können.

Es ist vorteilhaft, einen geteilten Stützkörper mit Schnapphaken zu verbinden. Ein in zwei oder mehr Teile geteilter Stützkörper kann zur Montage vorteilhaft sein, jedoch verliert er dadurch an Stützkraft. Damit auch ein geteilter Stützkörper eine optimale Abstützung bietet, ist es vorteilhaft die Stützkörperteile miteinander zu verbinden. Um keine zusätzlichen Elemente zu benötigen, können die Stützkörperteile derart aus­ gebildet sein, dass sie im montierten Zustand eine Verschnappung bilden.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht eine Verbindung der ersten Endscheibe mit der zweiten Endscheibe vor. Diese Verbindung kann parallel zu einer Zylinder­ achse durch einen von dem Stützkörper gebildeten Innenraum verlaufen. Als Verbin­ dungselemente können z. B. Rastverbindungen oder Schrauben verwendet werden. Dadurch wird das Filtermedium und der Stützkörper ohne weitere Komponenten zwi­ schen der ersten und der zweiten Endscheibe fixiert.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist das Filmscharnier zwischen der ersten Endscheibe und dem Stützkörper bei der Montage zerstörbar. Dadurch können auch spröde Materialien zur Herstellung der ersten Endscheibe mit dem Stützkörper verwendet werden. Bei der Montage wird der Stützkörper aus seiner Ausgangslage in seine Endlage gedreht, wobei das Filmscharnier als Sollbruchstelle dient. Nach der Montage ist das Filmscharnier gebrochen, was jedoch keine Auswir­ kungen auf die Stützeigenschaft des Stützkörpers hat, da der Stützkörper mit einer von dem Filmscharnier unabhängigen Verbindung zwischen der ersten Endscheibe und der zweiten Endscheibe fixiert ist.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist eine zumindest teilweise Anfor­ mung des Stützkörpers an die zweite Endscheibe. Hierbei sind diverse Ausgestal­ tungen denkbar.

Bei einer Ausführung ist der zylindrische Stützkörper parallel zu seinen kreisförmigen Stirnseiten geteilt, wodurch sich zwei kürzere zylindrische Stützkörperteile ergeben, von denen ein Stützkörperteil an die erste Endscheibe mit einem Filmscharnier an­ geformt ist und das zweite Stützkörperteil an die zweite Endscheibe angeformt ist. Das zweite Stützkörperteil kann in seiner Endlage direkt, ohne Filmscharnier an die zweite Endscheibe angeformt sein, oder analog zu der ersten Endscheibe mit einem Filmscharnier angeformt sein. Die beiden Stützkörperteile können miteinander ver­ bindbar sein, wodurch die Stützkraft des geteilten Stützkörpers der eines ungeteilten Stützkörpers entspricht.

Eine weitere Ausführung sieht eine Teilung des Stützkörpers parallel zu seiner Zylin­ derachse vor, wodurch der Stützkörper z. B. in zwei halbkreisförmige Stützkörperteile geteilt ist. Ein erstes Stützkörperteil ist an der ersten Endscheibe und ein zweites Stützkörperteil ist an der zweiten Endscheibe angeformt, wobei die zweite Endschei­ be mit dem Stützkörperteil identisch zu der ersten Endscheibe mit dem Stützkörper­ teil ausgeführt sein kann und mittels einer Verschnappung an der ersten Endscheibe und deren Stützkörperteil fixiert ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist mindestens eine End­ scheibe eine Aufnahme auf, in welche ein Dichtelement einbringbar ist. Das Dicht­ element ist zwischen dem Filtermedium und der ersten bzw. zweiten Endscheibe an­ geordnet, wodurch eine Leckage zwischen dem Filtermedium und den Endscheiben verhindert wird. Die Aufnahme der ersten bzw. zweiten Endscheibe ist derart gestal­ tet, dass das Dichtelement form- oder kraftschlüssig in der Aufnahme fixiert ist, wo­ durch das Dichtelement bei der Montage nicht verrutschen kann. Mögliche Ausges­ taltungen der Aufnahme werden z. B. durch eine Hinterschneidung, einen Wulst oder Zahle gebildet. Die Hinterschneidung der Aufnahme kann umlaufend, schwalben­ schwanzartig ausgebildet sein, wodurch das Dichtelement im montierten Zustand gegen unkontrolliertes Herausfallen gesichert ist.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen her­ vor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von schematischen Ausfüh­ rungsbeispielen beschrieben.

Hierbei zeigt

Fig. 1 einen Filter im Schnitt,

Fig. 2 eine erste Endscheibe mit einem angeformten Stützkörper im Schnitt,

Fig. 3 eine erste Endscheibe mit einem angeformten Stützkörper in der Drauf­ sicht,

Fig. 4 ein Filterelement in der Hauptansicht und

Fig. 5 eine erste Endscheibe mit einem geteilten Stützkörper und

Fig. 6 eine erste Endscheibe im Schnitt.

In Fig. 1 ist ein Filter im Schnitt dargestellt. Der Filter weist ein zylindrisches Filter­ gehäuse 10 und ein zylindrisches Filterelement 11 auf. Das Filtergehäuse 10 wird durch einen Gehäusedeckel 12 und einen Behälter 13 gebildet, wobei der Gehäuse­ deckel 12 dichtend mit dem Behälter 13 verschraubt ist. Der Gehäusedeckel 12 be­ sitzt einen Fluideinlass 14, welcher zentral angeordnet ist und einen Fluidauslass 15, welcher in einem Außenbereich angeordnet ist, wobei der Fluideinlass 14 durch das Filterelement 11 dichtend von dem Fluidauslass 15 getrennt ist. Bei dieser Ausfüh­ rung ist der Filter von innen nach außen durchströmt.

Das Filterelement 11 weist ein Filtermedium 16, eine erste Endscheibe 17, eine zweite Endscheibe 18 und einen einteiligen Stützkörper 19 auf. Das Filtermedium 16 ist durch zick-zack-förmig gefaltetes Filterpapier gebildet, welches ringförmig zu­ sammengeschlossen ist. Es sind aber auch andere Filtermedien wie z. B. Filtervliese denkbar, wobei zur inneren Abstützung des Filtermediums ein inneres Stützrohr (nicht dargestellt) vorgesehen sein kann. Die erste Endscheibe 17 ist kreisförmig ausgebildet, wobei sie in ihrem Zentrum eine kreisförmige Öffnung 20 aufweist, in welche der Fluideinlass 14 eingreift. Der Stützkörper 19 ist mit einem Filmscharnier 21 an die erste Endscheibe 17 angeformt. In dieser Darstellung ist der Stützkörper 19 im Bereich des Filmscharniers 21 im Verhältnis zu seiner Fertigungslage um 90° ge­ dreht montiert. Der Stützkörper 19 ist bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen zylindrischen Mantel gebildet, welcher Durchbrüche 22 aufweist. Durch diese Durch­ brüche 22 kann das filtrierte Fluid zu dem Fluidauslass 15 strömen. Der Stützkörper 19 ist mit der ersten und der zweiten Endscheibe 17, 18, nachdem das Filtermedium 16 in das Filterelement 11 eingebracht ist, verklebt, wodurch das Filterelement 11 formstabil ist. Außerdem ist das Filtermedium 16 mit der ersten und der zweiten End­ scheibe 17, 18 dichtend verklebt.

In Fig. 2 ist eine erste Endscheibe 17 mit einem durch ein Filmscharnier 21 ange­ formten Stützkörper 19 im Schnitt dargestellt. Der zylindrische Stützkörper 19 ist in der Fertigungslage dargestellt, wobei er achsparallel zu der Endscheibe gefertigt ist. Bei der Montage wird der Stützkörper 19 um das Filmscharnier 21 gedreht, wodurch er in seine Einbaulage gebracht wird. Die erste Endscheibe 17 und der Stützkörper 19 sind im Kunststoffspritzguss hergestellt. Je nach Materialauswahl kann das Film­ scharnier 21 durch die Drehung des Stützkörpers 19 verformt oder zerstört werden.

In Fig. 3 ist eine erste Endscheibe 17 mit einem angeformten Stützkörper 19 gemäß Fig. 2 in der Draufsicht dargestellt. Die erste Endscheibe 17 ist mittels einem Film­ scharnier 21 mit dem Stützkörper 19 verbunden. Das Filmscharnier 21 weist eine Breite B auf, welche derart gewählt ist, dass der Stützkörper 19 ausreichend stabil mit der ersten Endscheibe 17 verbunden ist, aber das Drehen des Stützkörpers 19 bei der Montage möglich ist.

In Fig. 4 ist ein Filterelement 11 in der Hauptansicht dargestellt. Das Filterelement 11 weist ein zick-zack-förmig gefaltetes Filtermedium 16, eine erste Endscheibe 17, eine zweite Endscheibe 18 und einen Stützkörper 19 auf. Bei dieser Ausführung wird der Stützkörper 19 durch zwei zylindrische Stützkörperhälften 23 gebildet, welche mit rechtwinkelig zueinander verlaufenden Gitterstäben 24 das Filtermedium abstützen. Die Gitterstäbe 24 ragen mit ihren Enden etwas in die erste und zweite Endscheibe 17, 18 hinein, wodurch der Stützkörper 19 größere Kräfte aufnehmen kann. Die bei­ den Stützkörperhälften 23 sind mit Schnapphaken 25 miteinander verbunden. Bei dieser Ausführung ist die zweite Endscheibe 18 identisch zur ersten Endscheibe 17 ausgeführt, wodurch die Teilevielfalt der Baugruppe reduziert wird.

In Fig. 5 ist eine erste Endscheibe 17 mit einem geteilten Stützkörper 19 dargestellt. Der Stützkörper 19 ist bei dieser Ausführung in zwei halbkreisförmige Stützkörper­ hälften 23 geteilt, wobei beide Stützkörperhälften 23 an die erste Endscheibe 17 an­ geformt sind. Der Stützkörper 19 ist durch senkrecht zueinander verlaufende Gitter­ stäbe 24 gebildet, welche bei der Montage entlang Montagepfeilen 27 einerseits in Aussparungen 26 in der ersten Endscheibe 17 und andererseits in Aussparungen 26 in der zweiten Endscheibe 18 (nicht dargestellt) eingreifen. Damit der Stützkörper 19 radiale Kräfte aufnehmen kann, sind die Stützkörperhälften 23 im montierten Zustand mit Schnapphaken 25 verbunden.

In Fig. 6 ist eine erste Endscheibe 17 im Schnitt dargestellt, wobei die erste End­ scheibe 17 über eine Aufnahme 28 für ein Dichtelement 29 verfügt. Die Aufnahme 28 ist kreisförmig ausgebildet, wobei eine Hinterschneidung 30 vorgesehen ist, an wel­ cher sich das Dichtelement 29 abstützt. Das Dichtelement 29 ist kreisringförmig aus­ gebildet, wodurch die Aufnahme 28 mittig hindurch ragt. Nachdem das Dichtelement 29 in der Aufnahme 8 fixiert ist, kann es bei der Montage des Stützkörpers 19 nicht mehr verrutschen. Somit kann das Filtermedium 16 (nicht dargestellt) einer Warmbe­ handlung zur Veränderung der Werkstoffeigenschaften unterzogen werden kann.

Claims (10)

1. Filter zur Reinigung eines Fluides, insbesondere von Flüssigkeiten, aufweisend ein Filtergehäuse (10) mit einem Fluideinlass (14) und einem Fluidauslass (15) und ein Filterelement (11), welches ein ringförmig geschlossenes Filtermedium (16), eine erste Endscheibe (17), eine zweite Endscheibe (18) und einen Stütz­ körper (19) umfasst, wobei der Stützkörper (19) zwischen der ersten Endscheibe (17) und der zweiten Endscheibe (18) angeordnet ist und das Filtermedium (16) zumindest teilweise umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Stützkörpers (19) mittels eines Filmscharniers (21) an die erste End­ scheibe (17) angeformt ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Endscheibe (17) mit dem angeformten Stützkörper (19) aus thermoplastischem Kunststoff be­ steht, wobei die erste Endscheibe (17) mit dem Stützkörper (19) in einem Werk­ zeug gefertigt ist.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (19) geteilt ausgeführt ist, wobei mindestens eine Hälfte des Stützkörpers (19) an die erste Endscheibe (17) angeformt ist.

4. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (19) an der zweiten Endscheibe (18) abgestützt ist.

5. Filter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (19) Gitterstäbe (24) aufweist, welche in Aussparungen (26) in der zweite Endscheibe (18) eingreifen.

6. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hälften des Stütz­ körpers (19) mit Schnapphaken (25) miteinander verbunden sind.

7. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Endscheibe (18) mit der ersten Endscheibe (17) verbunden ist.

8. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filmscharnier (21) zwischen der ersten Endscheibe (17) und dem Stützkörper (19) bei der Montage zerstörbar ist.

9. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Stützkörpers (19) an die zweite Endscheibe (18) an­ geformt ist.

10. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Endscheibe (17, 18) über eine Aufnahme (28) verfügt, in welche ein Dichtelement (29) einbringbar ist.