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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Filterelements, beispielsweise zum Filtern von Öl für Motoren in Kraftfahrzeugen.
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Stand der Technik
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Filterelemente, wie beispielsweise Ölfilterelemente, weisen meist einen sternförmig gefalteten Endlosfaltenbalg auf, der zwischen zwei Endscheiben angeordnet ist. Um einen derartigen Endlosfaltenbalg zu bilden, sind ein erster Endabschnitt eines Filtermediums und ein zweiter Endabschnitt des Filtermediums miteinander verbunden.
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Die
DE 10 2005 010 437 A1 offenbart ein Filterelement mit einer Endscheibe für ein ringförmig um eine Zylinderachse gefaltetes Filtermedium, wobei die Endscheibe über einen Bereich in einer Stirnseite des Filtermediums einplastifiziert ist und an ihrer radialen Innenseite einen Kautschukring aufweist. Der Kautschukring ist dabei anvulkanisiert und bildet eine dichte und lösbare Verbindung zu einem im Zentrum angeordneten Anschlusselement. Bei anderen Filterelementen nach dem Stand der Technik sind häufig zusätzliche Dichtungen an der Endscheibe erforderlich.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Filterelement anzugeben.
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Demgemäß wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids mit einem Filtermedium, welches um eine Längsachse des Filterelements herum angeordnet ist, und mit mindestens einer materialeinstückigen Endscheibe vorgeschlagen. Die materialeinstückige Endscheibe ist stirnseitig an das Filtermedium angebracht, und die Endscheibe ist aus einem Endscheibenmaterial gefertigt, welches eine sich in radialer Richtung verändernde mechanische Eigenschaft, insbesondere eine verändernde Steifigkeit, Härte und/oder Elastizität, aufweist.
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Beispielsweise verändert sich die mechanische Eigenschaft des Endscheibenmaterials vom äußeren Rand her hin zu einem inneren Bereich der Endscheibe. Man kann sagen, dass die Endscheibe radial von innen nach außen einen Gradienten hinsichtlich ihrer Härte, Steifigkeit oder Elastizität hat. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise auf Grund von an das Filterelement anzukoppelnden Stutzen, Rohren oder Anschlusselementen eine auf diese Ankopplung abgestimmte Festigkeit vorliegt. Beispielsweise kann beim Vorliegen einer Durchtrittsöffnung in der Endscheibe auf weitere Dichtungen, beispielsweise gegenüber einem Mittelrohr, verzichtet werden.
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Die sich in radialer Richtung verändernde Materialeigenschaft kann beispielsweise von einem Vernetzungsgrad eines Polymere aufweisenden Endscheibenmaterials abhängen.
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Vorzugsweise nimmt eine Steifigkeit, Härte und/oder Elastizität des Endscheibenmaterials in radialer Richtung nach außen hin zu. Insbesondere nimmt eine Härte von innen nach außen hin zu. Insofern kann in einem inneren Bereich eine ausreichende Flexibilität oder Elastizität der Endscheibe erzielt werden, um beispielsweise Dichtfunktionen zu vollziehen.
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In Ausführungsformen des Filterelements ist die Endscheibe wenigstens teilweise aus einem Endscheibenmaterial gefertigt, welches mit Hilfe eines Energieeintrags, insbesondere durch eine Wärmewirkung, aushärtbar ist. Zum Beispiel kann das Endscheibenmaterial ein vernetzbares Polymer aufweisen, wie beispielsweise ein PUR-Material. Durch eine Wärmeeinwirkung vernetzen die Polymere des Ausgangsendscheibenmaterials und verfestigen sich. Dadurch erfährt mit zunehmender Aushärtung, durch beispielsweise Wärmeeinwirkung, das Endscheibenmaterial eine veränderbare Härte.
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Hinsichtlich der Bestimmung einer sich ändernden Elastizität der Endscheibe von einem inneren zu einem äußeren Bereich kann ein Elastizitätsmodul verwendet werden. Man spricht auch von einem Young-Modul. Die Materialhärte der Endscheibe kann mittels bekannter Härteprüfverfahren ermittelt werden. Denkbar ist die Bestimmung einer Brinellhärte nach DIN ISO 6506-1-4, einer Vickershärte nach DIN EN ISO 6507-1-4, einer Rockwellhärte nach DIN EN ISO 6508-1 oder andere. Insbesondere geeignet ist jedoch eine Shore-Härteprüfung nach DIN EN ISO 868 und DIN IN ISO 7619-1. Zum Beispiel kann das Endscheibenmaterial ein Elastomer aufweisen, sodass eine Shore-Härte mit Shore-A als Einheit für die Härte dienen kann. Grundsätzlich sind auch andere Messverfahren denkbar.
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Grundsätzlich ist gewünscht, dass sich die Materialeigenschaft, also Steifigkeit, Härte und/oder Elastizität relativ entlang radialer Richtung verändert. Das heißt, die Endscheibe hat, beispielsweise bei einer zylindrischen Geometrie des Filterelements, im Bereich der Längs- oder Symmetrieachse eine andere Steifigkeit, Härte und/oder Elastizität im Vergleich zu einem Endscheibenbereich, der an die Mantelfläche des Zylinders angrenzt.
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Vorzugsweise ist die Härte mit einer geeigneten Einheit, wie die Shore-A-Härte, innen um wenigstens 2% geringer, vorzugsweise 5% und noch bevorzugter 10% geringer als außen.
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In Ausführungsformen sind die Endscheibe und das Filtermedium fest miteinander verbunden. Insbesondere sind Endscheibe und Filtermedium fluiddicht miteinander verbunden und lassen sich nicht zerstörungsfrei voneinander entfernen.
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In Ausführungsformen umfasst die Endscheibe eine Öffnung zum axialen Einführen eines Mittelrohrs. Das Mittelrohr dient beispielsweise zur Fluidzuführung oder -abfuhr. Dadurch, dass beispielsweise im Bereich der Öffnung die Endscheibe eine höhere Elastizität oder geringere Steifigkeit oder Härte umfasst als im äußeren Bereich, lässt sich das Mittelrohr dann leicht einfügen und radial sicher abdichten. Ferner ist eine verbesserte Robustheit gegenüber Vibrationen gegeben als bei durchgängig starren Endscheiben. In Ausführungsformen umfasst das Filterelement ein Mittelrohr, und die Endscheibe umfasst oder umgreift direkt mit einem gegenüber einem äußeren Randbereich elastischeren, weicheren und/oder flexibleren Materialabschnitt das Mittelrohr. Dadurch wird eine besonders günstige Dichtwirkung gegenüber dem Mittelrohr erzielt.
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Es wird ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements mit einer Längsachse vorgeschlagen, bei dem ein Filtermedium und mindestens eine aus einem Endscheibenmaterial gefertigte Endscheibe axial zusammengefügt werden, und wobei das Endscheibenmaterial derart gewählt und/oder behandelt wird, dass die Endscheibe eine sich in radialer Richtung verändernde Steifigkeit, Härte und/oder Elastizität hat.
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In einer Verfahrensvariante wird ein an eine Stirnseite des Filtermediums angebrachtes Ausgangsendscheibenmaterial von einem äußeren Rand zu einem inneren Bereich zu dem Endscheibenmaterial unterschiedlich ausgehärtet. Eine Aushärtung erfolgt beispielsweise durch einen Energieeintrag, der von innen nach außen unterschiedlich erzeugt wird. Dadurch erhält man einen Aushärtegradienten, beispielsweise von innen nach außen zum Umfang der Endscheibe. Das Ausgangsendscheibenmaterial ist insofern vorzugsweise ein Elastomer, das aufschäumbar und/oder aushärtbar ist. Als geeignet haben sich PUR-Materialien und PUR-Schäume für das Endscheibenmaterial erwiesen, die ausgehärtet werden können.
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In Ausführungsformen des Verfahrens wird die Endscheibe ferner mit einer Öffnung versehen. Beispielsweise verändert sich die mechanische Eigenschaft des Endscheibenmaterials vom äußeren Rand hin zur Öffnung.
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Bei weiteren Ausführungsformen ist das Filtermedium gefaltet. In Ausführungsformen ist das Filtermedium als Faltenbalg aus einer zickzackförmig gefalteten Filtermedienbahn ausgestaltet. Das Filtermedium ist insbesondere so angeordnet, dass der Faltenbalg sternförmig ausgebildet ist. Insbesondere bildet das Filtermedium einen geschlossenen Ring. Alternativ kann das Filtermedium auch ungefaltet und somit glatt sein.
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Das Filterelement findet vorzugsweise in Kraftfahrzeugen, Lastkraftwagen, Baufahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Schienenfahrzeugen, landwirtschaftlichen Maschinen beziehungsweise Fahrzeugen oder Luftfahrzeugen Anwendung. Das Filterelement kann dazu eingerichtet sein, Wasser, Luft, Harnstofflösung, Öl oder Kraftstoffe, wie Dieselkraftstoff, Kerosin oder Benzin zu filtern. Das Filterelement kann beispielsweise ein Ölfilter, ein Kraftstofffilter oder dergleichen sein.
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Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Verfahrensschritte. Dabei wird der Fachmann auch einzelne Aspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigt dabei:
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1: eine schematische perspektivische Ansicht und eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Filterelements;
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2: eine schematische perspektivische Ansicht und eine Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform eines Filterelements;
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3–6: schematische Teildarstellungen von Elementen des Filterelements zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens für ein Filterelement;
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7: Kurve für Energieeinträge zum Aushärten von Endscheibenmaterial;
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8: Härteverlauf für Endscheiben in radialer Richtung; und
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9: Untersuchungsergebnisse zu Härteeigenschaften von Endscheibenmaterialien.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes angegeben ist, mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Filterelements 1 (links) und eine schematische Schnittansicht des Filterelements (rechts). Das Filterelement 1 ist zum Beispiel geeignet, Wasser, Luft, Harnstofflösung, Öl oder Kraftstoffe, wie Dieselkraftstoff, Kerosin oder Benzin zu filtern. Insbesondere findet das Filterelement 1 in Kraftfahrzeugen, Lastkraftwagen, Baufahrzeugen, Wasserfahrzeugen, Schienenfahrzeugen oder Luftfahrzeugen Anwendung. Weiterhin kann das Filterelement 1 auch in Gebäuden Anwendung finden. Beispielsweise kann das Filterelement 1 ein Luftfilter, ein Ölfilter, ein Kraftstofffilter oder dergleichen sein.
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Das Filterelement 1 umfasst einen Faltenbalg 3 mit einer Längsachse L, insbesondere einen Endlosfaltenbalg. Der Faltenbalg 3 ist aus einem Filtermedium 2 gefertigt. Dabei ist das Filtermedium 2 als Faltenpack 3 aus plissiertem Filtermaterial ausgebildet. Das Filterelement 1 hat eine zylindrische Geometrie mit einer Längsachse L und einer radialen Ausdehnung R senkrecht zur Längsachse L. Der Faltenbalg 3 bildet entlang der axialen Richtung A eine äußere Mantelfläche um den Innenraum 6 des Filterelements 1 aus.
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Häufig werden Kunststoffvliesmaterialien zickzackförmig gefaltet als Filtermaterialien verwendet. Das Filtermedium 2 umfasst beispielsweise ein Filtergewebe, ein Filtergelege oder ein Filtervlies. Insbesondere kann das Filtermedium 2 in einem Spinnvlies- oder Meltblown-Verfahren hergestellt sein. Weiterhin kann das Filtermedium 2 verfilzt oder vernadelt sein. Das Filtermedium 2 kann Naturfasern, wie Cellulose oder Baumwolle, oder Kunstfasern, beispielsweise aus Polyester, Polyvinylsulfit oder Polytetrafluorethylen, aufweisen. Fasern des Filtermediums 2 können bei der Verarbeitung in, schräg und/oder quer zur Maschinenrichtung orientiert sein.
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An den stirnseitigen Faltenprofilen des gefalteten Filtermediums 2, welches den Faltenbalg 3 bildet, ist in der Orientierung der 1 jeweils an einer Stirn- oder Endseite des Filtermediums 2 oberseitig und unterseitig eine Endscheibe 4, 5 vorgesehen. Das Filterelement 1 weist mindestens eine Endscheibe 4, 5, bevorzugt jedoch zwei Endscheiben 4, 5, auf. Insbesondere sind die Endscheiben 4, 5 fluiddicht mit dem Filtermedium 2 verbunden. Es kann dabei eine Verklebung der Endscheiben 5, 6 mittels beispielsweise einer Klebefolie, die dem Filtermedium 2 zugewandt ist, mit dem Filtermedium 2 erfolgen. Die Endscheiben 4, 5 können auch durch Aufschäumen und Aushärten eines zunächst in Folienform als Ausgangsendscheibenmaterial vorliegenden Kunststoffmaterials, wie PUR, materialeinstückig gefertigt werden. Durch die Endscheiben 4, 5 erfährt das Filterelement 1 eine gewisse Stabilität und kann in einen entsprechenden Fluidkreislauf eingesetzt werden. Das Filtermedium 2 kann auch während der Fertigung in teilweise aufgeschmolzenes oder geschäumtes Endscheibenmaterial der Endscheiben 4, 5 eingedrückt sein.
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Eine Anschlussöffnung 7 ist zum Beispiel Teil der oberen Endscheibe 4. Analog kann die untere Endscheibe 5 ebenfalls eine Anschlussöffnung haben, die wie die Anschlussöffnung 7 der oberen Endscheibe 5 an einem Betriebsmittelanschluss oder einem Mittelrohr anschließbar ist.
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Im Betrieb, beispielsweise als Ölfilter, durchströmt das zu filternde Fluid, wie beispielsweise Öl, das plissierte Filtermedium 2 in Richtung zur Längsachse L. In der Regel werden die Filtermaterialien und Geometrien des Filtermediums 2 oder des Filterelements 1 auf eine vorgegebene Durchströmrichtung angepasst. Beispielsweise ist in der 1 von seitlich das Rohfluid RO und nach oben das filtrierte Reinfluid RE gezeigt. Insofern ist in der Orientierung der 1 eine einem Innenraum 6 des Filterelements 1 zugewandte Fläche des Faltenbalgs 2 die Abströmseite, und die äußere Mantelfläche des zylinderförmigen Faltenbalgs 3 bildet die Anströmseite des Filterelements 1. Innerhalb des Faltenbalgs 3 ist ein optionales Stützelement, insbesondere ein Stützrohr, vorgesehen, welches zwischen den Endscheiben 4, 5 vorliegt. Das Stützelement 10 kann durch eine Öffnung 7 eingeführt und mit den Endscheiben 4, 5 verbunden sein.
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Die Materialeigenschaften der in der 1 dargestellten Endscheibe 4 und in Ausführungsformen auch der Endscheibe 5 verändern sich in radialer Richtung R. Durch eine geeignete Behandlung des Endscheibenmaterials der Endscheibe 4 ergibt sich eine unterschiedliche Härte oder Elastizität von der Längsachse L hin zu dem in radialer Richtung R äußeren Bereich der Endscheibe 4. Dadurch kann in dem Bereich der Öffnung 7 eine günstige Dichtwirkung durch die beispielsweise weichere oder flexiblere Ausgestaltung des Endscheibenmaterials im Bereich der Öffnung 7 vorliegen. Man kann insofern davon sprechen, dass die Endscheibe einen radialen Gradienten hinsichtlich ihrer Härte hat.
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In der 2 ist eine weitere Ausführungsform für ein Filterelement 10 angedeutet. Die Ausführungsform der 2 hat im Wesentlichen dieselben Elemente wie sie hinsichtlich der 1 angedeutet und beschrieben sind. Bei dem Filterelement 10 ist ferner oberseitig die Endscheibe 4 mit einer Kappe 8 versehen. Auf der linken Seite erkennt man, dass in der Art einer Kunststoffkappe die beispielsweise aus PUR-Elastomer gebildete Endscheibe 4 ummantelt ist. Diese Kappe 8 hat in der Orientierung der 2 nach oben Handhabungs- oder Befestigungselemente 9, beispielsweise zum Anschluss an eine Leitung oder einen Stutzen.
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In der Querschnittsansicht der 2 erkennt man, dass ein Mittelrohr 11 durch die Öffnung 7 in der Endscheibe 4 hindurch reicht und durch eine Auskragung 12 an der Endschiebe 4 gesichert ist. Die Kappe 8 und die Endscheibe 4 können dabei miteinander verklebt sein, häufig genügt es jedoch auch durch die Auskragung 12 eine Art Verrastung mit der Unterseite der Endscheibe 4 im Bereich der Öffnung 7 zu erzielen.
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In der 3 ist eine Ausschnittdarstellung einer Endscheibe 4 schematisch im Querschnitt dargestellt. Die in der 3 dargestellte Endscheibe 4 kann zum Beispiel in der Ausführungsform gemäß der 1 oder 2 als obere Endscheibe 4 eingesetzt werden. Die Endscheibe 4 hat dabei eine kreisförmige Geometrie und eine mittige Öffnung 7. Dadurch ergibt sich eine die innere Öffnung 7 umlaufende Kante 44 und eine den Umfang der Endscheibe 4 umlaufende Außenkante 43. Man kann insofern auch von einem inneren Bereich 41 der Endscheibe 4 und einem äußeren Bereich 42 der Endscheibe 4 sprechen. Eine radiale Richtung ist mit R ausgehend von der Öffnung 7 angegeben. Vorzugsweise ist nun der Bereich 41 weicher oder flexibler oder weniger hart als der äußere Bereich 42 der Endscheibe 4. Dadurch wird ermöglicht, dass zum Beispiel ein Mittelrohr 11, wie es in der 2 angedeutet ist, leicht durch die Öffnung 7 einführbar ist und ein guter radialer Dichtschluss aufgrund der Flexibilität und des Anpressdrucks in radialer Richtung auf das eingeführte Mittelrohr 11 entsteht. Im äußeren Bereich 42 hingegen ist die Endscheibe härter, sodass eine ausreichende und gute Stabilität des gesamten Filterelements entsteht.
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In der 4 ist zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens für ein Filterelement, wie es beispielsweise in den 1 oder 2 dargestellt ist, gezeigt, wie ein Filtermedium 2 und eine entsprechende Endscheibe 4 axial zueinander gefügt werden. Die axiale Richtung ist mit A bezeichnet. Außerdem zeigt die 5 beispielhaft eine Draufsicht eines Filterelements beziehungsweise einer Endscheibe 4 mit einer Öffnung 7 und einem als Endlosfaltenbalg ausgebildeten Filtermedium. Das Filtermedium ist dabei zickzackförmig gefaltet und bildet eine sternförmige Faltung aus. In der 5 sind zur Erläuterung äußere Faltkanten 31 und innere Faltkanten 32 angedeutet, welche durch Faltabschnitte 33 verbunden sind. Die äußeren Faltkanten 31 verlaufen dabei im Wesentlichen auf dem Umfang beziehungsweise bilden eine Mantelfläche des zylinderförmigen Filterelements, wie es in der 1 angedeutet ist.
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Zum Beispiel wird nun bei einem Herstellungsverfahren zunächst ein Ausgangsendscheibenmaterial in der Art eines nicht vernetzten PUR-Schaums oder anderen Elastomerschaums verwendet. Das Ausgangsendscheibenmaterial kann auch als flache Folie oder als Kreisstreifen vorliegen und anschließend expandiert Werden. Dazu kann eine Form verwendet werden. In der 6 ist dies beispielhaft angedeutet, wie das mit dem Endscheibenmaterial 4 zusammengefügte Filtermedium 2 in eine Form 13 eingesetzt ist.
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Um nun eine sich radial verändernde Materialeigenschaft, insbesondere eine sich ändernde Härte, der Endscheibe zu erzielen, wird, nachdem das Ausgangsendscheibenmaterial in die Form 13 eingelegt ist und mit dem Faltenbalg beziehungsweise Filtermedium 2 verbunden ist, eine Vernetzung oder Aushärtung des Endscheibenmaterials durchgeführt. Dazu wird beispielsweise mit der als Heizform ausgestalteten Form 13 Wärme in das Ausgangsendscheibenmaterial eingebracht. Dabei wird zum Beispiel außen eine höhere Temperatur als innen eingestrahlt. Es ist auch denkbar, den äußeren Rand der Endscheibe 4 (vgl. 3, Bereich 42) länger mit Wärme zu beaufschlagen, sodass eine stärkere Aushärtung des Ausgangsendscheibenmaterials erfolgt.
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In der 7 ist eine mögliche Kurve für einen Energieeintrag zum Aushärten eines entsprechenden Endscheibenmaterials in Abhängigkeit vom Radius R angedeutet. Man erkennt, dass vom Mittelpunkt bei Radius 0 hin zum äußeren Bereich der Endscheibe, beziehungsweise äußeren Rand bei d/2 der Energieeintrag erhöht ist. In der 7 ist der Energieeintrag in beliebigen Einheiten angedeutet. Zum Beispiel kann dies durch einen bestimmten Temperaturverlauf in der Heizform 13 erzielt werden, bei der die Temperatur von innen nach außen zunimmt. Denkbar ist jedoch auch eine gleichmäßige Temperatureinstrahlung, wobei mit wachsendem Radius eine längere Temperatureinstrahlung erfolgt. Dadurch ergibt sich eine stärkere Aushärtung im äußeren Bereich und eine geringere im inneren Bereich und insbesondere im Bereich der Öffnung 7.
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Zum Beispiel kann sich ein Härteverlauf in Einheiten von Shore-A ergeben, wie es in der 8 angedeutet ist. Auf der x-Achse erkennt man den Radius von einem Mittelpunkt einer Endscheibe aus hin zum äußeren Rand bei d/2. Zum Beispiel ist eine Shore-Härte Shore-A am Mittelpunkt beziehungsweise einer Innenkante 44 (vgl. 3) der Endscheibe 4 bei etwa 80, während sie zum äußeren Umfang hin, also dem Bereich 42 der Endscheibe, auf bis zu 95 Shore-A zunimmt. Dabei sind gestufte Verläufe, aber auch lineare Verläufe denkbar. Ferner können andere Maßeinheiten zur Bestimmung einer Härte Verwendung finden.
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Die Anmelderin hat nun Untersuchungen an möglichen Endscheibenmaterialien durchgeführt. In der 9 sind entsprechende Untersuchungsergebnisse zu Härteeigenschaften zu Endscheibenmaterialien in Abhängigkeit von Aushärtegraden dargestellt. Auf der x-Achse erkennt man einen Aushärtegrad in Einheiten von Prozent. Dazu wurde ein bekanntes PUR-Material als Schaum in der Art einer Folie oder Platte betrachtet, die unter Hitzeeinwirkung aufschäumt und vernetzt wird. Bei den Untersuchungen wurde ein vollständiger Aushärtegrad von 100% nach 58 Sekunden bei einer Temperatur von 150°C angenommen. Insofern ergibt sich die in der 9 angedeutete Skala mit 60% Aushärtung nach 35 Sekunden und 300% Aushärtung nach 174 Sekunden. Auf der linken Skala ist die sich ergebende Shore-A Härte des Endscheibenmaterials angedeutet und auf der rechten Skala der Anteil an polymerisiertem Endscheibenmaterial.
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Man kann davon ausgehen, dass bei 100% Anteil polymerisierte Folienendscheibe alle Polymere miteinander vernetzt sind. Man erkennt nun, dass mit einem zunehmenden Aushärtegrad auch die Shore-A Härte des Endscheibenmaterials zunimmt. Das heißt, bei der Herstellung einer entsprechenden Endscheibe 4, wie sie in den Filterelementen nach den 1 oder 2 benutzt werden, kann durch ein geeignetes Temperaturprofil beispielsweise der Heizschale 13 (vgl. 6) eine unterschiedliche Härte im inneren Bereich gegenüber dem äußeren Bereich der Endscheibe 4 erzielt werden.
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Insofern ermöglichen die vorgeschlagenen Herstellungsverfahren und die Filterelemente, dass einerseits auf zusätzliche Dichtelemente im Bereich der Öffnung verzichtet werden kann, und andererseits, dass eine an die jeweilige Betriebs- oder Anwendungssituation angepasste Endscheibenhärte erzielt werden kann. Dadurch, dass beispielsweise die Endscheibe nach innen hin weicher oder elastischer beziehungsweise weniger hart wird, können auch Vibrationen, die durch Anschlusselemente wie beispielsweise Mittelrohre oder Anschlussstutzen, die in eine Öffnung in der Endscheibe reichen, verursacht werden, besser kompensiert werden. Die mechanische Beanspruchung des gesamten Filterelements wird somit reduziert. Man kann insofern eine einstellbare Gradierung hinsichtlich der Steifigkeit, der Härte oder Elastizität des Endscheibenmaterials in der Endscheibe erzielen.
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Obwohl die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie auch modifizierbar. Beispielsweise können auch andere Mechanismen als Aushärtegrade eine sich verändernde Steifigkeit in radialer Richtung schaffen. Denkbar ist eine Bestrahlung oder eine graduale Veränderung der Zusammensetzung des Endscheibenmaterials von innen nach außen. Unter materialeinstückig ist insofern zu verstehen, dass die jeweilige Endscheibe nicht aus mehrteiligen oder zusammengefügten Elementen besteht. Wenigstens ein zusammenhängender Materialbereich der eingesetzten Endscheibe hat eine sich in radialer Richtung verändernde Materialeigenschaft wie Steifigkeit, Härte oder Elastizität.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 10
- Filterelement
- 2
- Filtermedium
- 3
- Faltenbalg
- 4
- Endscheibe
- 5
- Endscheibe
- 6
- Innenraum
- 7
- Anschlussöffnung
- 8
- Kappe
- 9
- Halteelement
- 11
- Mittelrohr
- 12
- Auskragung
- 13
- Heizform
- 31
- Außenfalte
- 32
- Innenfaltental
- 33
- Faltabschnitt
- 41
- innerer Bereich
- 42
- äußerer Bereich
- 43
- Außenkante
- 44
- Innenkante
- A
- axiale Richtung
- d
- Endscheibendurchmesser
- E
- Energieeintrag
- L
- Längsachse
- R
- radiale Richtung
- RE
- Reinfluid
- RO
- Rohfluid
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005010437 A1 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN ISO 6506-1-4 [0010]
- DIN EN ISO 6507-1-4 [0010]
- DIN EN ISO 6508-1 [0010]
- DIN EN ISO 868 [0010]
- DIN IN ISO 7619-1 [0010]