DE102006054447A1

DE102006054447A1 - Filtereinrichtung

Info

Publication number: DE102006054447A1
Application number: DE102006054447A
Authority: DE
Inventors: Alfons Schwinghammer
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2008-05-21

Abstract

Eine Filtereinrichtung weist in einem Filtergehäuse ein von dem zu filtrierenden Fluid zu durchströmendes Filterelement auf, das mit axialen Endscheiben versehen ist, wobei an mindestens einer Endscheibe ein Dichtungselement angeordnet ist. Die Endscheibe und das Dichtungselement sind jeweils als Gießteil aus Polyurethan gefertigt und an die Stirnseite des Filterelementes angegossen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung, insbesondere zur Filtration von Gasen oder Flüssigkeiten in Fahrzeugen, Industrieanlagen und insbesondere Erodiermaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
In der DE 196 05 425 C2 wird ein Flüssigkeitsfilter beschrieben, der in einem von einem Deckel verschließbaren Filtergehäuse ein hohlzylindrisches Filterelement aufweist, welches von der zu filtrierenden Flüssigkeit radial von außen nach innen durchströmt wird. Über den innen liegenden Hohlraum im Filterelement wird das gereinigte Fluid axial abgeleitet. Das Filterelement umfasst einen gefalteten Papierfilter mit sich über den Umfang erstreckenden Filterlamellen. An beiden axialen Stirnseiten ist der Papierfilter von axialen Endscheiben eingefasst, die dem Papierfilter zum einen Stabilität verleihen und zum andern axiale Fehlströme über die Stirnseiten verhindern. In das Innere des Papierfilters ist außerdem ein Stützgerüst eingebracht.
Das Filterelement wird in eine Aufnahmeöffnung im Filtergehäuse eingesetzt, wobei über ein Dichtungselement zwischen einer der axialen Endscheiben des Filterelements und der Innenwand des Filtergehäuses ein versehentlicher Übertritt zwischen Roh- und Reinseite des Filterelementes verhindert wird.
Offenbarung der Erfindung
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Maßnahmen ein leicht herstellbares Filterelement bzw. eine Filtereinrichtung zu schaffen, das bzw. die sich ohne Einschränkung der Funktionstüchtigkeit durch ein geringes Eigengewicht auszeichnet, wobei vorteilhaft auch die Montage der Filtereinrichtung vereinfacht sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung, die sich beispielsweise zur Filtration von Gasen oder Flüssigkeiten in Fahrzeugen eignet, insbesondere zur Ölfilterung oder Kraftstofffilterung oder ggf. auch zur Luftfilterung, weist ein in einem Filtergehäuse angeordnetes, von dem zu filtrierenden Fluid zu durchströmendes Filterelement auf, das mit axialen Endscheiben versehen ist, wobei an mindestens einer axialen Endscheibe ein Dichtungselement vorgesehen ist. Die Endscheibe und das Dichtungselement sind jeweils als Gießteil gefertigt, bestehen aus Polyurethan (PUR) und sind an die Stirnseite des Filterelementes angegossen.
Diese Ausführung weist gegenüber bekannten Filtereinrichtungen aus dem Stand der Technik verschiedene Vorteile auf. Zum einen ist das Gewicht des Filterelementes und damit auch der gesamten Filtereinrichtung reduziert, da die mindestens eine Endscheibe aus Polyurethan gefertigt ist, das sich trotz hoher Stabilität durch eine geringe Dichte auszeichnet. Auch das Dichtungselement besteht aus Polyurethan, insbesondere einem weichen Polyurethan mit einer Shore-Härte zwischen 13 und 22, und weist ein relativ geringes Eigengewicht auf. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Filterelement, die Endscheibe und das Dichtungselement ein vorgefertigtes Modul bilden, das in das Gehäuse der Filtereinrichtung einsetzbar ist. Diese Vorgehensweise vereinfacht erheblich die Montage der Filtereinrichtung, weil das Dichtungselement fester Bestandteil des Filterelementes ist und nicht separat eingesetzt werden muss.
Schließlich ist es auch von Vorteil, dass das Verfahren zur Herstellung eines derartigen Filterelementes leicht durchführbar ist. Hierzu wird zunächst in den Boden einer Gießform flüssiges Polyurethan eingebracht, das anschließend zweckmäßigerweise angehärtet wird. Danach wird auf das weiche Polyurethan ein unausgehärtetes Hart-Polyurethan in Scheibenform eindosiert, wobei das Anhärten des Weich-Polyurethans ein Vermischen zwischen den beiden Polyurethanen verhindert. In einem dritten Schritt wird das Filterelement mit einer Stirnseite in die Gießform soweit eingesetzt, bis die Stirnseite in das noch flüssige Hart-Polyurethan eintaucht. Danach wird das gesamte Polyurethan ausgehärtet, so dass die Stirnseite des Filterelementes in das scheibenförmige Hart-Polyurethan eingegossen ist und außerdem auf dem scheibenförmigen Hart-Polyurethan das Dichtungselement in Form des weichen Polyurethans aufliegt. Filterelement, Endscheibe und Dichtungselement bilden somit ein vorgefertigtes, in das Gehäuse einsetzbares Modul.
Gemäß zweckmäßiger Ausführung sind beide Stirnseiten des Filterelementes mit einer derartigen Endscheibe aus Hart-PUR und einem Dichtungselement aus weichem PUR versehen, die jeweils nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der Stirnseite des Filterelementes unlösbar verbunden werden. Ein zusätzlicher Kleber für die Verbindung zwischen Stirnseite des Filterelementes und Endscheibe bzw. zwischen Endscheibe und Dichtungselement ist nicht erforderlich.
Zweckmäßigerweise ist in das Filterelement ein Kunststoff-Stützgerüst eingesetzt, das den axial verlaufenden Innenraum des Filterelementes begrenzt und dem Filterelement die erforderliche Stabilität verleiht. Mit dem Stützgerüst ist eine Verschlussscheibe stirnseitig verbunden, deren Außenrand ebenfalls in die PUR-Endscheibe eingegossen werden kann. Hierbei kann die stirnseitige Verschlussscheibe entweder einteilig mit dem Stützgerüst ausgebildet sein oder auch ein hiervon separates Bauteil bilden, das mit dem Stützgerüst verbunden ist. Es ist auch möglich, einen stirnseitigen Abschnitt des Stützgerüstes unmittelbar in die PUR-Endscheibe einzugießen. Ebenso kann das Dichtungselement aus weichem PUR unmittelbar mit dem Stützgerüst bzw. einem mit dem Stützgerüst direkt verbundenen Bauteil verbunden werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführung ist auf die Außenseite des Filterelementes ein umlaufender Verstärkungsfaden aufgebracht, der eine zusätzliche Faltenstabilisierung des Faltenfilters bewirkt. Außerdem bildet der Verstärkungsfaden einen Griffschutz. Der Verstärkungsfaden ist insbesondere spiralförmig umlaufend auf die Außenseite des Filterelementes aufgebracht, insbesondere aufgeklebt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, in der ein Filterelement für eine Filtereinrichtung im Schnitt dargestellt ist.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Das in der Figur dargestellte Filterelement wird zur Filtration von Gasen oder Flüssigkeiten in Fahrzeugen, Industrieanlagen und insbesondere Erodiermaschinen eingesetzt und besteht aus einem hohlzylindrischen, aus Papier gefertigten Faltenfilter 2, dessen Filterlamellen sich in Radialrichtung erstrecken und über den Umfang verteilt angeordnet sind. Das Filterelement 1 ist radial, insbesondere von außen nach innen von dem zu reinigenden Fluid zu durchströmen, wobei der axiale Innenraum im Filterelement den Reinraum bildet, über den das gereinigte Fluid abzuleiten ist. Das Filterelement 1 wird in ein Filtergehäuse einer Filtereinrichtung eingesetzt, über das das zu reinigende Fluid zu- und abgeleitet wird.
In das Filterelement 1 ist ein Kunststoff-Stützgerüst 3 eingesetzt, welches den axial verlaufenden Innenraum im Filterelement begrenzt und dem Filterelement Stabilität verleiht. Der Boden des Stützgerüstes 3 ist von einer Verschlussscheibe 4 bedeckt, in die eine Befestigungsöffnung 5 eingebracht ist, die die Aufgabe hat, eine Befestigungsgewindestange aufzunehmen, um die Montage im Seriengehäuse gewährleisten zu können.
Beide axialen Stirnseiten des Filterelementes 1 sind von ringförmigen Endscheiben 6 bedeckt, die aus Hart-Polyurethan (PUR) bestehen. Auf den Endscheiben 6 befindet sich jeweils ein ringförmiges Dichtelement 7 aus weichem PUR, das vorteilhafterweise eine Shore-Härte zwischen 13 und 22 aufweist, d.h. eine Härte die für eine Dichtung geeignet ist. Die Endscheiben 6 sind mit den axialen Stirnseiten des Papier-Faltenfilters 2 unlösbar verbunden, ebenso sind die ringförmigen Dichtungselemente 7 fest mit den Außenseiten der Endscheiben 6 verbunden. Des Weiteren ist vorgesehen, dass der Außenrand der Verschlussscheibe 4 am Boden des Stützgerüstes 3 in die untere Endscheibe 6 eingegossen ist.
Zur Herstellung des Filterelementes 1 wird in eine Vertiefung im Boden einer Gießform flüssiges Weich-PUR zur Bildung des Dichtungselementes eingebracht, das anschließend geringförmig angehärtet wird. Anschließend wird in den Boden der Gießform flüssiges Hart-PUR zur Bildung der Endscheibe eingebracht. Danach wird eine Stirnseite des Papierfaltenfilters in die Gießform soweit eingesetzt, bis die Stirnseite in das noch flüssige Hart-PUR einragt. Im darauf folgenden Aushärteprozess wird die Stirnseite des Faltenfilters unlösbar mit der Endscheibe verbunden, außerdem verbindet sich das Dichtungselement fest mit der Endscheibe, ohne dass sich die beiden Materialien von Dichtungselement und Endscheibe vermischen.
Nach der Herstellung der Endscheibe einschließlich Dichtungselement an einer Stirnseite des Faltenfilters wird das Verfahren an der gegenüberliegenden Stirnseite wiederholt, um auch an der zweiten Stirnseite eine einteilige Verbindung zwischen Faltenfilter, Endscheibe und Dichtungselement zu erreichen.

Claims

Filtereinrichtung, insbesondere zur Filtration von Gasen oder Flüssigkeiten insbesondere in Fahrzeugen, mit einem in einem Filtergehäuse angeordneten, von dem zu filtrierenden Fluid zu durchströmenden Filterelement (1), das axiale Endscheiben (6) aufweist, wobei an mindestens einer axialen Endscheibe (6) ein Dichtungselement (7) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe (6) und das Dichtungselement (7) jeweils als Gießteil aus Polyurethan (PUR) gefertigt und an die Stirnseite des Filterelements (1) angegossen sind.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (7) aus weichem PUR besteht und eine Shore-Härte zwischen 13 und 22 aufweist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheibe (6) aus Hart-PUR besteht.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (7) ringförmig ausgebildet ist und auf der außen liegenden Stirnseite der Endscheibe (6) aus Hart-PUR aufliegt.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) hohlzylindrisch ausgebildet und radial von dem zu filtrierenden Fluid zu durchströmen ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Außenseite des Filterelements (1) ein umlaufender Verstärkungsfaden aufgebracht ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in das Filterelement (1) ein den inneren Hohlraum begrenzendes Stützgerüst (3) eingebracht ist, das bevorzugt aus Kunststoff besteht.
Filtereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützgerüst (3) ein stirnseitige Verschlussscheibe (4) aufweist, deren Außenrand in die PUR-Endscheibe (6) eingegossen ist.
Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (1) für eine Filtereinrichtung, insbesondere für eine Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem zunächst in den Boden einer Gießform weiches, unausgehärtetes Polyurethan eingebracht wird, anschließend auf das weiche Polyurethan unausgehärtetes Hart-Polyurethan in Scheibenform eindosiert und schließlich die Stirnseite des Filterelements (1) in die Gießform eingesetzt wird, bis die Stirnseite in das Hart-Polyurethan eintaucht, und danach das Polyurethan ausgehärtet wird.