DE102004063346A1

DE102004063346A1 - Konzentrisches Filterelement

Info

Publication number: DE102004063346A1
Application number: DE102004063346A
Authority: DE
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2006-07-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein konzentrisches Filterelement, bestehend aus einem gefalteten Filtermedium aus Papier oder Vlies, welches an den Stirnseiten Endscheiben aufweist, die mit dem Filtermedium verklebt, verschweißt oder verschmolzen sind. Innerhalb des Filtermediums befindet sich ein Stützkörper. Dieser ist nach Art einer Feder aufgebaut und als Kunststoff- oder Metallhelix gestaltet.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein konzentrisches Filterelement nach den Merkmalen des Oberbegriffes des unabhängigen Anspruches 1.

Ein solches Filterelement ist aus der EP 1185353 B zu entnehmen. Dieses Filterelement besteht aus einer sternförmig gefalteten Filtermaterialbahn mit an beiden Stirnseiten angeordneten Endscheiben. Zur Stabilisierung der Filtermaterialbahn ist sowohl innerhalb des Filterelementes als auch außerhalb am Außenumfang jeweils eine sogenannte Rohrzarge angeordnet. Diese Rohrzarge besteht aus einem sehr steifen Material und weist Öffnungen zum Durchtritt des zu filternden Mediums auf. Ein Nachteil bei der Verwendung dieser Rohrzarge liegt in dem hohen Materialverbrauch sowie in dem Erfordernis, diese Rohrzarge mit Öffnungen zu versehen, die eingestanzt oder in anderer Art und Weise eingebracht werden. Die Rohrzarge muss ferner auf die erforderliche axiale Länge eingestellt werden. Eine Längentoleranz führt dazu, dass eine zuverlässige Verbindung zwischen Rohrzarge und Endscheibe bzw. zwischen Endscheibe und zwischenliegender Filtermaterialbahn gewährleistet ist.

Es ist ferner aus der US 4058996 eine Einrichtung zum Herstellen von Metallrohren bekannt, die aus einem dünnen Metallstreifen bestehen.

Diese Metallstreifen werden in einer entsprechend gestalteten Vorrichtung zu einem Rohr geformt und an den sich überlappenden Kanten miteinander verbunden.

Ebenso zeigt die EP 353622 A eine Einrichtung zum Herstellen von Metallzargen für Filterelemente. Auch hier handelt es sich um ein Bandmaterial, das in einer entsprechenden Vorrichtung gewickelt wird. Dieses Bandmaterial weist bereits Einprägungen für einen Fluiddurchgang auf. Die Verbindung zwischen den einzelnen Windungen erfolgt durch einen Bördelvorgang.

Die Verfahren zur Herstellung solcher Rohrzargen sind sehr aufwendig und kostenintensiv.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein konzentrisches Filterelement zu schaffen, welches innerhalb des Filtermediums einen Stützkörper aufweist, wobei dieser Stützkörper eine Kunststoff- oder Metallhelix ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Offenbarung der Erfindung

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Stützkörper nach Art einer Druckfeder hergestellt werden kann. Die Federwindungen weisen einen bestimmten, vordefinierten Abstand auf. Diese Feder kann in einer einfachen Federwickeleinrichtung endlos produziert und bei Bedarf auf die entsprechende Länge abgeschnitten werden. Aufgrund der feder wirksamen Eigenschaften kann eine gewisse Längentoleranz des Filtermediums überbrückt werden, so dass eine optimale Anpassung des Stützkörpers an die Länge des Filtermediums gewährleistet ist.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Materialverbrauch für den Stützkörper sehr gering ist. Es sind im Stützkörper keine Durchbrüche für das Fluid erforderlich. Die Abstützung des Filtermediums wird durch eine entsprechend gewählte Steigung definiert.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Kunststoff- oder Metallhelix einen runden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt auf. Im Extremfall kann der Querschnitt derart gestaltet sein, dass es sich um ein Flachmaterial handelt, dessen Materialstärke um ein Vielfaches geringer ist als die Breite des gewickelten Materials. Die Verwendung einer Helix mit einem ovalen Querschnitt hat den Vorteil, dass bei entsprechender Anordnung die Anlagefläche der Helix an das Filtermedium gegenüber einem runden Querschnitt vergrößert werden kann.

Weiterbildungsgemäß ist die Kunststoff- oder Metallhelix an den Stirnseitenenden mit den Endscheiben verbunden oder in die Endscheiben eingebettet. Die Verbindung erfolgt beispielsweise über eine Klebeverbindung. Die Einbettung kann auch bei dem Herstellprozess zur Herstellung der Endscheibe erfolgen. Falls diese Endscheibe ein thermoplastisches Kunststoffteil ist, kann eine Metallhelix bereits beim Fertigungsvorgang der Endscheibe an ihrem Ende in den Kunststoff eingebettet werden. Neben der punktuellen Befestigung der Helix an der Endscheibe besteht auch die Möglichkeit, diese über eine oder mehrere anliegende Endwindungen über einen größeren Winkelbereich, insbesondere größer 90° mit der Endscheibe zu verbinden. Damit wird eine höhere Stabilität zwischen Stützkörper und Endscheibe erzielt. Sofern eine Kunststoffhelix zur Anwendung gelangt, kann diese im Extrudierverfahren hergestellt werden. Beim Extrudiervorgang wird Kunststoff aus einer Düse auf einen Übergabezylinder gespritzt, in einem kontinuierlichen Prozess wird dabei dieser Stützkörper hergestellt.

In einer alternativen Ausgestaltung befindet sich ein Stützkörper am Außenumfang des Filtermediums. Dieser dient dazu, nach außen wirkende Kräfte, beispielsweise bei einer Durchströmung des Filtermediums von innen nach außen, aufzufangen. Er kann aber auch als Griffschutz oder Sicherungselement zur Vermeidung der Beschädigung des Filterelementes dienen.

Das Filterelement wird in einer bevorzugten Anwendung in eine Filtereinrichtung eingebaut und dient zur Filtrierung von Flüssigkeit oder Gasen, wobei die Filtereinrichtung aus einem konzentrischen Gehäuse besteht und das Filterelement in diesem Gehäuse angeordnet ist, und wobei das Filterelement einen inneren und/oder äußeren Stützkörper in Form einer gewickelten Kunststoff- oder Metallhelix aufweist.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, 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.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
1 die Schnittdarstellung eines konzentrischen Filterelementes,
2 die Variante eines konzentrischen Filterelementes, und
3 eine Filtereinrichtung mit einem Filterelement in einer Schnittdarstellung.
Ausführungsformen) der Erfindung
Die Darstellung gemäß 1 zeigt ein Filterelement 10, bestehend aus einem zickzackförmig gefalteten und kreisförmig angeordneten Filtermedium 11, das an den beiden Stirnseiten mit jeweils einer Endscheibe 12, 13 abgeschlossen ist. Die Endscheiben tragen an der konzentrischen, inneren Öffnung jeweils einen Dichtring 14, 15. Es besteht auch die Möglichkeit, eine Endscheibe zu verschließen. Das zu reinigende Medium, beispielsweise Öl oder Luft, strömt von außen radial durch das Filterme dium 11, sammelt sich in der inneren Öffnung und strömt durch eine konzentrische Öffnung einer Endscheibe 13 bzw. 14 ab. Die Abstützung des Filtermediums 11 erfolgt über einen Stützkörper 16. Es handelt sich hier um eine Kunststoff- oder Metallhelix 17, die an ihren Enden jeweils in eine der Endscheiben 12, 13 eingebettet ist. Diese Metallhelix wird in einem Wickelprozess in endloser Form gewickelt und bei Bedarf auf das entsprechende Maß bzw. die Höhe des Filtermediums geschnitten.
2 zeigt eine Variante eines Filterelementes. Dieses besteht ebenfalls aus einem Filtermedium 20, das mit thermoplastischen Kunststoffendscheiben 21, 22 verbunden und an den Stirnseiten abgedichtet ist. Die Endscheibe 22 ist geschlossen, die Endscheibe 21 weist eine innere konzentrische Öffnung auf. Ein an der Endscheibe 21 angeordneter Abdichtstutzen 23 greift über einen Rohranschluss 24. Durch diesen Rohranschluss wird die von dem Filterelement gereinigte Flüssigkeit oder das gereinigte Gas abgeleitet. Zur Abstützung befindet sich innerhalb des Filtermediums ebenfalls eine Helix 25, die jedoch im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Helix an den stirnseitigen Enden abgeplattet ist und im Kontaktbereich zu den Endscheiben mit diesen verklebt, verschweißt oder auf andere Art und Weise verbunden ist. Es besteht auch die Möglichkeit, den Stützkörper am Umfang des Filtermediums anzuordnen. Auch hier wird er zwischen den beiden Endscheiben fixiert und sorgt dafür, dass das Filterelement nicht beschädigt werden kann bzw. bei einer Durchströmung von innen nach außen sich nicht aufweitet.
3 zeigt eine komplette Filtereinrichtung zur Filtrierung von Flüssigkeiten. Diese besteht aus einem konzentrischen Gehäuse, das auf einer Anschlussplatte 31 angeordnet ist. Die Anschlussplatte 31 weist einen Zugang 32 zum Zuführen des zu reinigenden Mediums auf sowie einen Auslass 33 für das gereinigte Medium. Das Gehäuse 30 ist mit einem lösbaren Deckel 34 verschlossen. Die Verbindung zwischen Deckel 34 und Gehäuse 30 erfolgt mit einer Schraubverbindung und entsprechender Abdichtung über das Dichtmaterial 35. Innerhalb des Gehäuses befindet sich gehäusefest, d. h. mit einem Flansch in der Öffnung für den Auslass 33 positioniert, eine Helix 37, welche auch an ihrer Oberseite mit einer Abschlussplatte 38 versehen ist. Das Filterelement 39 weist lediglich ein Filtermedium sowie zwei Endscheiben 40, 41 auf. Ein Stützkörper ist an diesem Filterelement nicht vorgesehen. Die Abstützung erfolgt allein durch die gehäusefeste Helix 37. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, anstelle einer gehäusefesten Helix das Filterelement – wie in 2 gezeigt – mit dem entsprechenden Stützkörper auszustatten, so dass lediglich am Auslass 33 ein Aufsteckflansch für das Filterelement erforderlich ist.

Claims

Konzentrisches Filterelement, bestehend aus einem gefalteten Filtermedium aus Papier, Vlies oder Meltblown (mehrlagig) welches zylinderförmig angeordnet ist und wobei an den stirnseitigen Enden Endscheiben vorgesehen sind, welche mit dem Filtermedium verbunden (Bsp. verklebt, verschweißt oder verschmolzen) sind und wobei sich innerhalb des Filtermediums in einer zylindrischen Öffnung ein Stützkörper befindet, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Stützkörper eine nach Art einer Feder gewickelte Kunststoff- oder Metallhelix ist.
Konzentrisches Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff- oder Metallhelix vorzugsweise einen runden, ovalen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.
Konzentrisches Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Helix an den stirnseitigen Enden mit den Endscheiben verbunden oder in die Endscheiben eingebettet ist.
Konzentrisches Filterelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Helix im Bereich der Endscheibe durch Stauchung über einen Wickelbereich > 90° mit der Endscheibe verbunden ist.
Konzentrisches Filterelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffhelix im Extrudierverfahren hergestellt ist.
Konzentrisches Filterelement, bestehend aus einem gefalteten Filtermedium aus Papier oder Vlies, welches zylinderförmig angeordnet ist und wobei an den stirnseitigen Enden Endscheiben vorgesehen sind, welche mit dem Filtermedium durch Kleben, Schweißen, Aufschmelzen verbunden sind und wobei sich innerhalb des Filtermediums in einer zylindrischen Öffnung ein Stützkörper befindet, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Stützkörper eine nach Art einer Feder gewickelte Kunststoff- oder Metallhelix ist.
Filtereinrichtung, insbesondere zur Filtrierung von Flüssigkeit oder Gasen, bestehend aus einem konzentrischen Gehäuse, einem in dem Gehäuse angeordneten Filterelement, wobei das zu reinigende Medium von außen über einen Einlass zugeführt wird und innerhalb des Filterelements ein konzentrischer Auslass zum Ableiten des gereinigten Mediums ist, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Gehäusestruktur oder einer Deckelstruktur ein sich in die zylindrische Öffnung des Filterelements erstreckender Stützkörper in Form einer gewickelten Kunststoff- oder Metallhelix angeordnet ist.