DE19746751A1

DE19746751A1 - Ringzarge mit Klemme für Papiersternenden

Info

Publication number: DE19746751A1
Application number: DE19746751A
Authority: DE
Inventors: Hans Gebert; Claude Gebler; Dieter Noack; Horst Schneider; Hans Waibel
Original assignee: Knecht Filterwerk GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 1997-10-23
Filing date: 1997-10-23
Publication date: 1999-04-29
Also published as: WO1999021636A1; EP1024874B1; ES2177105T3; EP1024874A1; DE59804080D1; US6368506B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter, insbesondere einen Ölfil ter, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es sind Ölfilter für Brennkraftmaschinen bekannt, die ein Fil terelement in Form eines zick-zack-förmig gefalteten Bahnenma terials und eine als Stützkörper fungierende Trägerzarge auf weisen. Das Filterelement bildet einen Faltenstern, der die hohlzylindrische Trägerzarge umschließt. Die Endfalten des Fil terelements liegen aneinander und werden durch Kleben oder Zu sammenheften miteinander verbunden, um Fehlströme zwischen der Schmutzseite und der Reinseite des Filterelements zu verhin dern.

Hierbei besteht das Problem, daß die Dichtigkeit der Verbindung beider Endfalten infolge von Fertigungstoleranzen beim Kleben oder Heften nicht sicher gewährleistet werden kann, so daß un gereinigtes Strömungsmedium von der Schmutzseite in die Rein seite gelangen kann.

Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß bei der Fertigung des Filters die Endfalten zunächst verbunden werden, anschließend das Bahnenmaterial zu einem Faltenstern gerafft werden muß und schließlich das Filterelement in Anlage an die Mantelfläche der Trägerzarge gebracht und in dieser Position fixiert werden muß. Diese Vielzahl an Prozeßschritten erhöht die Fertigungsdauer und auch die Zahl möglicher Fehlerquellen bei der Montage des Filters.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen gattungsgemäßen Filter auszubilden, der mit hoher Betriebssicherheit in Großse rie gefertigt werden kann.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des An spruches 1 gelöst.

Die Klemmleiste gewährleistet, daß die Endfalten mit einer de finierten Klemmkraft aneinander gehalten sind, die so bemessen ist, daß Fehlströme zwischen Schmutz- und Reinseite verhindert werden. Die Fertigungsgeschwindigkeit kann erhöht werden, weil die Endfalten lediglich in die Klemmleiste eingesteckt werden müssen; darüberhinaus sind für einen dichten Abschluß der bei den Endfalten keine weiteren Maßnahmen erforderlich, so daß der Filter besonders vorteilhaft für die Großserienfertigung geeig net ist.

Die an der Trägerzarge angeordnete Klemmleiste vereinfacht den Zusammenbau der einzelnen Filterelemente. Das Filterelement ist automatisch mit der Trägerzarge verbunden, sobald die Endfalten in die Klemmleiste eingesteckt werden. Zusätzliche, das Filte relement stützende Bauteile können entfallen oder zumindest vereinfacht ausgebildet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung weist die Klemmleiste etwa die gleiche axiale Länge auf wie die Trägerzarge, so daß die Endfalten des Filterelements über die gesamte axiale Bauhöhe des Filters sicher zusammengehalten sind.

Die Klemmleiste besteht zweckmäßig aus zwei axial verlaufenden Klemmwänden, zwischen denen ein Klemmraum zur Aufnahme der End falten des Filters gebildet ist. Die vorteilhaft spiegelsymme trisch ausgebildeten Klemmwände weisen auf der dem Klemmraum zugewandten Seite jeweils eine Klemmnase auf, über die der für eine dichte Verbindung erforderliche Klemmdruck aufgebracht wird. Die Klemmwände können einen kleinen, sich radial nach au ßen öffnenden Winkel einschließen, um das Einstecken der End falten zu erleichtern.

In den Filterfalten des Filterelements können Ausprägungen vor gesehen sein, die dafür sorgen, daß die Wandungen der sternför mig um die Trägerzone gruppierten Filterfalten nicht unmittel bar aneinanderliegen, sondern radial aufgefächert angeordnet sind und eine Durchströmung des zu reinigenden Mediums ermögli chen. Zur Aufnahme der Ausprägungen in den Endfalten sind in den Klemmwänden in Längsrichtung verlaufende Ausnehmungen vor gesehen. Die Seitenflächen der beiden in die Klemmleiste einge steckten Endfalten können dadurch mit geringstmöglichem Abstand aneinanderliegen.

Die Stirnseiten der Trägerzarge, der Klemmleiste und des Filte relements sind zweckmäßig von Endscheiben abgedeckt, um die Schmutzseite von der Reinseite zu separieren und um eine axia le, auf den Filter wirkende Belastung auf die stabile Träger zarge zu übertragen. Ein dichter Abschluß kann durch Einplasti fizieren der Stirnseiten in die Endscheibe erzielt werden. Um das Einplastifizieren zu erleichtern ist vorgesehen, daß die Stirnseiten von Trägerzarge und Klemmleiste jeweils einen Pla stifizierungsrand aufweisen, dessen Wandstärke gegenüber der Wandstärke von Trägerzarge und Klemmleiste reduziert ist. Zweckmäßig entspricht die Dicke des Plastifizierungsrands der Dicke der Filterfalten, so daß beim Eindrücken der Stirnseite in die plastisch verformbare Endscheibe die Klemmleiste und die Trägerzarge etwa den gleichen, reduzierten Widerstand bieten wie das Filterelement; dies gewährleistet ein gleichmäßiges Eindrücken in die Endscheibe rechtwinklig zur Längsachse des Fil ters.

Der verjüngte Plastifizierungsrand garantiert außerdem eine defi nierte Eindrücktiefe in die Endscheibe. Zwischen dem Plastifizie rungsrand und der jeweiligen Stirnseite der Wandung von Trägerzarge bzw. Klemmleiste ist eine Schulter gebildet, die die maximale Ein drücktiefe markiert. Sobald die Schulter die Endscheibe berührt, er höht sich sprunghaft der für ein Eindrücken erforderliche Druck. Bei einem vorgegebenen, konstanten Plastifizierungsdruck wird dadurch sichergestellt, daß nur bis zur Anlage an die Schulter eingedrückt werden kann.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entneh men. Es zeigen:

Fig. 1 einen Filter in einem Schnitt nach Linie I-I in Fig. 3,

Fig. 2 die Trägerzarge mit Klemmleiste des Filters nach Fig. 1 in der gleichen Schnittdarstellung wie in Fig. 1 angegeben,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Filter,

Fig. 4 eine Ansicht der Trägerzarge und Klemmleiste mit Plastifi zierungsrand,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Trägerzarge und Klemmleiste mit Pla stifizierungsrand,

Fig. 6 einen Schnitt gemäß Schnittlinie VI-VI aus Fig. 5,

Fig. 7 die Trägerzarge und Klemmleiste in einer weiteren Ausfüh rung.

Der in Fig. 1 dargestellte Ölfilter 1 für Brennkraftmaschinen weist ein Filterelement 3 auf, das von einer hohlzylindrischen Trägerzarge 2 gehalten ist. Das Filterelement 3 besteht aus zick-zack-förmig ge faltetem Bahnenmaterial aus Kunststoffvlies und umschließt in Form eines Faltensterns die Mantelfläche der Trägerzarge 2. Das Filterelement 3 wird radial von außen von dem zu reinigenden Medium angeströmt. Die Trägerzarge 2 weist Ausnehmungen in der Mantelfläche auf, so daß das Medium, das das Filterelement 3 passiert hat, in den zylindrischen Reinraum 15 im Inneren der Trägerzarge 2 einströmen und der weiteren Verwendung zugeführt werden kann.

Der Filter 1 kann gegebenenfalls auch als Kraftstoffilter ein gesetzt werden.

An der Mantelfläche der Trägerzarge 2 ist eine Klemmleiste 6 angeordnet, die die Endfalten 4 des Filterelements 3 aufnimmt und diese miteinander verbindet, um Fehlströme des zu reinigen den Mediums zu verhindern. Die Klemmleiste 6 besteht zweckmäßig wie die Trägerzarge 2 aus Kunststoff und ist an der Trägerzarge 2 unverlierbar gehalten, insbesondere angespritzt. Die Klemm leiste 6 weist die gleiche axiale Länge auf wie die Trägerzarge 2 und ist über die axiale Länge durchgehend ohne Durchbrechun gen ausgebildet.

Wie der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 2 zu entnehmen, be steht die Klemmleiste 6 aus zwei näherungsweise parallelen, zur Mantelfläche 5 der Trägerzarge radial ausgerichteten Klemmwän den 7, die zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet sind. Die beiden Klemmwände 7 bilden ein einteiliges Bauteil und sind im Bereich der Mantelfläche 5 der Trägerzarge 2 miteinander ver bunden. Die Klemmwände 7 begrenzen einen zwischenliegenden Klemmraum 8 zur Aufnahme der Endfalten des Filterelements. Jede Klemmwand 7 weist im Bereich der Einschuböffnung für die End falten eine Klemmnase 9 auf, die einen Klemmbereich für die Endfalten bildet. Die beiden gegenüberliegenden Klemmnasen 9 fixieren die zwei in den Klemmraum 8 eingesteckten Endfalten über die gesamte Länge der Klemmleiste 6.

Jede Klemmwand 7 weist zwischen der Klemmnase 9 und dem beide Klemmwände verbindenden Abschnitt im Bereich der Mantelfläche s eine Ausnehmung 10 auf, die sich ebenso wie die Klemmnasen 9 über die axiale Länge der Klemmleiste erstreckt. Die Ausnehmung 10 dienen der Aufnahme von Ausprägungen in den Filterfalten, wobei die Breite der Ausnehmungen der Breite der Ausprägungen entspricht.

Es kann zweckmäßig sein, die Klemmwände 7 geringfügig winklig mit einem sich radial nach außen öffnenden Winkel anzuordnen; hierdurch wird bei der Montage das Einstecken der Endfalten er leichtert.

Wie Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 3 zu entnehmen, besteht die Trägerzarge 2 aus einzelnen, übereinanderliegenden Ringelemen ten 17, die über vier jeweils um 90° versetzte Längsstege 16 miteinander verbunden sind. Die Mantelfläche 5 der Trägerzarge bzw. der Ringelemente 17 ist geriffelt ausgebildet, um ein Ab rutschen des Filterelements an der Trägerzarge zu verhindern.

In Fig. 3 ist weiterhin dargestellt, daß die Trägerzarge 2, die Klemmleiste 6 und das Filterelement 3 an beiden Stirnseiten des Filters jeweils von einer Endscheibe 12, die eine zentrale, dem Reinraum 15 zugewandte Öffnung aufweist, abgedeckt sind. Die Endscheibe 12 besteht aus einem plastifizierbaren Kunststoff und wird bei der Herstellung des Filters auf der den Filterele menten zugewandten Seite angeschmolzen. Die Endscheibe 12 wird anschließend mit seiner in den Reinraum 15 einragenden Ring schulter 18 auf die Trägerzarge 2 aufgesteckt, bis die Stirn seiten von Trägerzarge 2, Klemmleiste 6 und Filterelement 3 ge ringfügig in die plastisch verformbare Seite der Endscheibe 12 einragen. Nach dem Aushärten der Endscheibe 12 ist der Reinraum 15 dicht von der Schmutzseite des Filters abgeschlossen, so daß Fehlströme verhindert werden.

Bei der in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Ausführung wird das Einplastifizieren der Stirnseiten von Trägerzarge 2 und Klemm leiste 6 in die Endscheibe 12 unterstützt. Die Trägerzarge 2 und die Klemmleiste 6 weisen jeweils an ihrer Stirnseite einen Plastifizierungsrand 13, 14 auf, der in die Endscheibe einpla stifiziert wird.

Der Plastifizierungsrand 13 der Trägerzarge 2 ist als umlaufen de Ringwandung ausgebildet, deren Dicke geringer ist als die Wandstärke eines Ringelements 17 der Trägerzarge 2, so daß eine Auflageschulter 19 im Bereich der Stirnseite gebildet ist.

Die Außenseite des Plastifizierungsrands 13 liegt im Ausfüh rungsbeispiel in der Mantelfläche 5 der Trägerzarge. Gemäß ei ner nicht dargestellten Ausführung kann der Plastifizierungs rand 13 auch mit dem Innenmantel der Trägerzarge abschließen oder mittig auf der Stirnseite der Trägerzarge angeordnet sein, so daß beidseitig des Plastifizierungsrands eine umlaufende Auflageschulter gebildet ist.

Auf der Stirnseite jeder Klemmwand 7 der Klemmleiste 6 ist ein Plastifizierungsrand 14 vorgesehen, der sich über die gesamte Breite der Klemmwand bis zum Plastifizierungsrand 13 der Trä gerzarge 2 erstreckt. Der Plastifizierungsrand 13 schließt mit der Außenseite der Klemmwand 7 ab. Die Dicke des Plastifizie rungsrands 13 ist geringer als die Wandstärke der Klemmwand 7, so daß ein Auflageabschnitt 20 im Bereich der Stirnseite der Klemmwand 7 gebildet ist, der nach innen gerichtet ist.

Die Dicke der beiden Plastifizierungsränder 13 und 14 ist etwa gleich groß und entspricht der Dicke einer Filterfalte des Fil terelements. Die axiale Erstreckung der Trägerzarge und der Klemmleiste einschließlich der jeweiligen Plastifizierungsrän der 13, 14 ist etwa gleich wie die axiale Länge des Filterele ments. Dies hat den Vorteil, daß beim Einplastifizieren die Trägerzarge, die Klemmleiste und das Filterelement gleichmäßig in die Endscheibe eingedrückt werden können, bis die Auflage schulter 19 bzw. der Auflageabschnitt 20 zur Anlage an die End scheibe gelangt.

In der Ausführung nach Fig. 7 weist die an der Trägerzarge 2 befestigte Klemmleiste 6 zwei zueinander im wesentlichen paral lele Klemmwände 7 auf, zwischen denen die Endfalten 4 des Fil terelements aufgenommen sind. Der Klemmbereich an den Klemmwän den 7 umfaßt einzelne Klemmblöcke 21, die wechselweise versetzt an jeder Klemmwand 7 vorgesehen sind; der Klemmbereich ist also durchbrochen ausgebildet. Die Breite jedes Klemmblocks 21 über steigt geringfügig die Hälfte der lichten Breite des Klemmraums 8, so daß die versetzt angeordneten Klemmblöcke 21 in Längs richtung der Klemmleiste gesehen sich teilweise überschneiden. Dementsprechend nehmen die im Klemmraum 8 festgesetzten Endfal ten 4 eine Wellenform ein.

Claims

1. Filter, insbesondere Ölfilter, mit einer einen Reinraum (15) begrenzenden Trägerzarge (2) und einem die Trägerzarge (2) um schließenden Filterelement (3), das aus zick-zack-förmig gefal tetem Bahnenmaterial besteht, wobei die Endfalten (4) des Fil terelements (3) aneinanderliegend zusammengehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß an der äußeren Mantelfläche (5) der Trägerzarge (2) eine die Endfalten (4) des Filterelements (3) fixierende Klemmleiste (6) angeordnet ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmleiste (6) etwa die gleiche axiale Länge wie die Trägerzarge (2) aufweist.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmleiste (6) zwei Klemmwände (7) aufweist, die einen zwischenliegenden Klemmraum (8) begrenzen.

4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Klemmwände (7) etwa radial zur hohlzylin drisch ausgebildeten Trägerzarge (2) verläuft.

5. Filter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmwände (7) spiegelsymmetrisch ausgebildet sind. 6. Filter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmwände (7) auf der dem Klemmraum (8) zugewandten Seite eine Klemmnase (9) aufweisen.

7. Filter nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmwände (7) eine in Längsrichtung verlaufende, sich über die Länge der Klemmwand (7) erstreckende Ausnehmung (10) zur Aufnahme von Ausprägungen in den Filterfalten aufweisen.

8. Filter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmwände (7) einen kleinen, sich radial nach außen öffnenden Winkel einschließen.

9. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmbereich der Klemmwände (7) durchgehend ausgebildet sind.

10. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmbereich der Klemmwände (7) durchbrochen ausgebil det sind.

11. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite der Trägerzarge (2), der Klemmleiste (6) und des Filterelements (3) von einer Endscheibe (12) verschlossen ist.

12. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheibe (12) aus einem plastifizierbaren Kunststoff besteht.

13. Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stirnseite von Trägerzarge (2) und Klemmleiste (6) ein im Querschnitt verjüngter Plastifizierungsrand (13, 14) vorgesehen ist.

14. Filter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Plastifizierungsrands (13, 14) etwa der Dicke der Filterfalten des Filterelements (3) entspricht.

15. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerzarge (2) und die Klemmleiste (6) aus Kunststoff bestehen.

16. Filter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Klemmbereiche der Klemmwände (7) in Umfangs- und Axialrichtung eine Anordnung besitzen, durch die die aufge nommenen Endfalten (4) einen wellenförmigen Verlauf einnehmen.