DE102018002908A1 - Filter element and filter device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Filterelement (1), insbesondere für einen Flüssigkeitsfilter, insbesondere für einen Wasser- oder Harnstofffilter, insbesondere für einen Filter eines Wassereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine. Das Filterelement (1) umfasst einen zumindest teilweise fluiddurchströmbaren Innenstützkörper (11), der bevorzugt in zumindest einem Biegungsabschnitt um eine Längsachse (L) gebogen ist und in Längsrichtung eine vorbestimmte Erstreckung aufweist, wobei der Innenstützkörper (11) dazu ausgebildet ist, ein Filtermedium (12), das den Innenstützkörper (11) auf einer Innen- und/oder Außenmantelfläche des Innenstützkörpers (11) zumindest abschnittsweise bedeckt und dort zumindest abschnittsweise fluiddurchströmbar ist, beabstandet zu halten. Ferner weist das Filterelement (1) einen Abströmstutzen (113) auf, der eine fluidische Verbindung zu einem von dem Innenstützkörper (11) aufgespannten Innenraum aufweist. Erfindungsgemäß ist der Innenstützkörper (11) an zumindest einer Stirnfläche fluiddurchströmbar, wobei die zumindest eine Stirnfläche zumindest abschnittsweise mit dem Filtermedium (12) bedeckt ist. Ferner wird eine Filtereinrichtung offenbart, die ein erfindungsgemäßes Filterelement (1) aufweist. The invention relates to a filter element (1), in particular for a liquid filter, in particular for a water or urea filter, in particular for a filter of a water injection system of an internal combustion engine. The filter element (1) comprises an at least partially fluid-permeable inner support body (11) which is preferably bent in at least one bend portion about a longitudinal axis (L) and has a predetermined extent in the longitudinal direction, wherein the inner support body (11) is adapted to a filter medium ( 12), which at least partially covers the inner support body (11) on an inner and / or outer circumferential surface of the inner support body (11) and there at least partially fluid-flow, to keep spaced. Furthermore, the filter element (1) has a discharge connection (113), which has a fluidic connection to an inner space spanned by the inner support body (11). According to the invention, the inner support body (11) can be flowed through fluidically on at least one end face, wherein the at least one end face is covered at least in sections with the filter medium (12). Furthermore, a filter device is disclosed which has a filter element (1) according to the invention.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement und eine Filtereinrichtung mit einem solchen Filterelement, insbesondere für einen Flüssigkeitsfilter, insbesondere für einen Wasser- oder Harnstofffilter, insbesondere für einen Filter eines Wassereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine.The present invention relates to a filter element and a filter device with such a filter element, in particular for a liquid filter, in particular for a water or urea filter, in particular for a filter of a water injection system of an internal combustion engine.
Filterelemente werden eingesetzt, um in einem Fluid enthaltene Verunreinigungen aus dem Fluid abzutrennen. Typische Filterelemente sind als zylindrische Filterelemente ausgebildet und weisen in der Regel ein längserstrecktes, gitterförmiges Stützelement auf. An dem Stützelement ist ein Filtermedium abgestützt, das von dem Fluid in einer zur Längsachse des Filterelements radialen Richtung durchströmbar ist.Filter elements are used to separate impurities contained in a fluid from the fluid. Typical filter elements are designed as cylindrical filter elements and generally have an elongated, grid-shaped support element. On the support element, a filter medium is supported, which can be flowed through by the fluid in a direction radial to the longitudinal axis of the filter element.
Derartige Filterelemente werden beispielsweise beim Filtern von Kraftstoffen oder auch von Wasser und wässrigen Lösungen, beispielsweise Harnstofflösungen eingesetzt, die zur Reduktion von Stickoxiden im Abgas der Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen verwendet werden. In der letzten Zeit erfahren zudem Wassereinspritzsysteme für Brennkraftmaschinen im Bereich der Kraftfahrzeuge immer größere Verbreitung, da hierüber lediglich für die Kühlung eingesetzte Kraftstoffeinspritzmengen im Volllastbereich vermieden werden können, indem diese mit Wasser zur Kühlung der Komponenten der Brennkraftmaschine in den Brennraum substituiert werden, das in den Brennraum eingebracht wird. Wassereinspritzsysteme haben Bedarf an sauberem Wasser und benötigen daher ein Filter.Such filter elements are used, for example, in the filtering of fuels or of water and aqueous solutions, for example urea solutions, which are used for the reduction of nitrogen oxides in the exhaust gas of internal combustion engines of motor vehicles. In addition, water injection systems for internal combustion engines in the field of motor vehicles are becoming more and more widespread, since fuel injection quantities used only for cooling in the full load range can be avoided by substituting them with water for cooling the components of the internal combustion engine into the combustion chamber Combustion chamber is introduced. Water injection systems have a need for clean water and therefore require a filter.
In der Praxis ist der für das Filterelement zur Verfügung stehende Einbauraum, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, jedoch häufig stark begrenzt und weist nicht zuletzt aufgrund anderer Bauteile eine komplexe Geometrie auf. Ferner sind oben genannte Harnstoff- und/oder Wasserfilter häufig als Intank-Filter konzipiert und sind beispielsweise mit einer im Tank verbauten Pumpe fluidisch verbunden, geeigneterweise im Saugbetrieb. Aus einer derartigen Verbausituation leiten sich weitere Bauraumrestriktionen ab.In practice, however, the installation space available for the filter element, in particular in motor vehicles, is often severely limited and, not least because of other components, has a complex geometry. Furthermore, the above-mentioned urea and / or water filters are often designed as Intank filter and are, for example, fluidly connected to a built-in tank pump, suitably in the suction mode. From such a construction situation, further space restrictions are derived.
Stand der TechnikState of the art
Aus
Ausgehend hiervon ist es daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Filterelement anzugeben, mit dem bei optimaler Bauraumausnutzung, insbesondere für gebogene bzw. nierenförmige Bauräume, eine erhöhte Filterfläche untergebracht kann.Proceeding from this, it is therefore an object of the invention to provide a filter element, with the optimal space utilization, especially for curved or kidney-shaped space, an increased filter surface can be accommodated.
Diese Aufgabe wird durch ein Filterelement mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch eine Filtereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.This object is achieved by a filter element having the features of
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Das erfindungsgemäße Filterelement ist insbesondere für einen Flüssigkeitsfilter, insbesondere für einen Wasser- oder Harnstofffilter, insbesondere für einen Filter eines Wassereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine ausgebildet. Das Filterelement eignet sich jedoch selbstverständlich auch zum Filtern von gasförmigen Medienströmen. Es umfasst einen zumindest teilweise fluiddurchströmbaren Innenstützkörper, der in Längsrichtung eine vorbestimmte Erstreckung aufweist. Der Innenstützkörper ist dazu ausgebildet, ein Filtermedium, das den Innenstützkörper auf zumindest einer Mantelfläche zumindest bereichsweise bedeckt, beabstandet zu halten. Der Innenstützkörper ist hierbei auf der zumindest einen Mantelfläche zumindest bereichsweise fluiddurchströmbar. Ferner weist das Filterelement einen Abströmstutzen auf, der eine fluidische Verbindung zu einem von dem Innenstützkörper aufgespannten Innenraum aufweist. Der Innenstützkörper ist ferner an zumindest einer Stirnfläche fluiddurchströmbar, wobei die zumindest eine Stirnfläche auch mit dem Filtermedium bedeckt ist. Der Innenstützkörper spannt also quasi eine mit Filtermedium bedeckte Hüllfläche auf, in deren Zentrum sich ein Innenraum befindet, der bei einer saugenden Systemanordnung des Filterelements in einer Filtereinrichtung dem Reinraum entspricht. Geeigneterweise sind die mit dem Filtermedium bedeckten Bereiche der Stirn- und/oder Mantelflächen solche Bereiche, in denen eine Fluiddurchlässigkeit vorliegt, beispielsweise durch Öffnungen, Durchbrüche o.ä..The filter element according to the invention is designed in particular for a liquid filter, in particular for a water or urea filter, in particular for a filter of a water injection system of an internal combustion engine. Of course, the filter element is also suitable for filtering gaseous media streams. It comprises an at least partially fluid-permeable inner support body which has a predetermined extent in the longitudinal direction. The inner support body is designed to hold a filter medium, which covers the inner support body at least on a lateral surface at least partially spaced. The inner support body is in this case at least partially overflowed on the at least one lateral surface. Furthermore, the filter element has an outflow nozzle, which has a fluidic connection to an inner space spanned by the inner support body. The inner support body is also fluid-flowable on at least one end face, wherein the at least one end face is also covered with the filter medium. The inner support body thus spans a covering surface covered with a filter medium, in the center of which there is an inner space which, in the case of a sucking system arrangement of the filter element in a filter device, corresponds to the clean space. Suitably, the areas covered by the filter medium of the end and / or lateral surfaces are those areas in which there is a fluid permeability, for example through openings, openings or the like.
Geeigneterweise ist der Innenstützkörper an zumindest zwei Mantelflächen, beispielsweise einer Innen- und Außenmantelfläche, die mit dem Filtermedium bedeckt sind, fluiddurchströmbar. Wenn aufgrund der Struktur des Innenstützkörpers keine Innen-/ Außenseite eindeutig festlegbar ist, können die Attribute innen/außen durch erste/zweite ersetzt werden. Die Fluiddurchströmbarkeit des Innenstützkörpers kann grundsätzlich durch beliebige Maßnahmen erreicht werden, beispielsweise durch Vorsehen einer Mehrzahl Durchströmungsöffnungen, die über eine Hüllfläche des Innenstützkörpers verteilt vorliegen. Bei einer saugenden Durchströmung des Filterelements, d.h. einer Ansaugung durch den Abströmstutzen und Zuströmung in den Innenraum durch das umgebende Filtermedium, befindet sich der Reinraum im Bereich des Innenraums. Die Trennung einer umgebenden Rohseite hiervon geschieht durch das den Innenstützkörper umhüllende Filtermedium. Prinzipiell kann das Filterelement jedoch auch umgekehrt durchströmt werden, wobei der Abströmstutzen die Funktion eines Einströmstutzens übernähme.Suitably, the inner support body on at least two lateral surfaces, for example, an inner and outer circumferential surface, which are covered with the filter medium, fluid-flowable. If due to the structure of the inner support body no Inside / outside is clearly defined, the attributes inside / outside can be replaced by first / second. The fluid flowability of the inner support body can in principle be achieved by any measures, for example by providing a plurality of flow openings, which are distributed over an envelope surface of the inner support body. In a sucking flow through the filter element, ie a suction through the outflow and inflow into the interior through the surrounding filter medium, the clean room is located in the region of the interior. The separation of a surrounding raw side thereof is done by the surrounding the inner support body filter medium. In principle, however, the filter element can also be flowed through in reverse, with the outflow nozzle assuming the function of an inflow nozzle.
Als Filtermedium können Partikelfiltermedien, beispielsweise cellulosebasierte oder vollsynthetische, wasser- und/oder ölabscheidende Medien, insbesondere Siebgewebe oder Koaleszer, verstanden werden. Ferner kann das Filtermedium zumindest eine gasadsorbierende Aktivschicht aufweisen.Particle filter media, for example cellulose-based or fully synthetic, water and / or oil-separating media, in particular screen cloth or coalescer, can be understood as the filter medium. Furthermore, the filter medium may have at least one gas-adsorbing active layer.
Das Filterelement eignet sich, wie bereits erwähnt, grundsätzlich auch für Gasfilter, wobei die zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitte des Innenstützkörpers und des Abströmstutzens individuell an die jeweiligen Mediencharakteristika angepasst werden müssen.As already mentioned, the filter element is also suitable in principle for gas filters, wherein the available flow cross sections of the inner support body and the outflow neck must be adapted individually to the respective media characteristics.
Dadurch, dass der Innenstützkörper an zumindest einer Stirnfläche (zusätzlich zu zumindest einer der Mantelflächen) fluiddurchströmbar ist und in diesem Bereich auch mit dem Filtermedium bedeckt ist, wird im Vergleich zum Stand der Technik bei gleichem Bauvolumen eine deutlich vergrößerte Filterfläche erreicht. Dies kann einerseits dazu verwendet werden, um bei identischen Bauvolumen eine erhöhte Filterstandzeit zu erreichen, andererseits kann bei identischer Filterperformance ein kleineres Bauvolumen umgesetzt werden. Hierdurch lassen sich durch das erfindungsgemäße Filterelement die strengen Bauraumanforderungen, insbesondere im Kraftfahrzeugbereich, noch besser erfüllen.Characterized in that the inner support body on at least one end face (in addition to at least one of the lateral surfaces) can be flowed through and is covered in this area with the filter medium, a significantly enlarged filter area is achieved in comparison to the prior art with the same construction volume. On the one hand, this can be used to achieve an increased filter service life with identical construction volumes; on the other hand, a smaller construction volume can be implemented with identical filter performance. As a result, the strict installation space requirements, in particular in the motor vehicle sector, can be fulfilled even better by the filter element according to the invention.
Das Filterelement bzw. dessen Innenstützkörper, der die Form definiert, hat bevorzugt einen offenen Querschnitt, es sind jedoch Ausführungsformen möglich, die einen geschlossenen Querschnitt aufweisen.The filter element or its inner support body, which defines the shape, preferably has an open cross section, but embodiments are possible which have a closed cross section.
Der Abströmstutzen kann sowohl ein männliches als auch ein weibliches Fluidverbindungselement aufweisen, die beispielsweise radial dichtend ausgeführt sind. Ferner sind Stutzen möglich, die axial dichtend sind. Alternativ oder zusätzlich kann dieser einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.The outflow can have both a male and a female fluid connection element, which are designed, for example, radially sealing. Furthermore, nozzles are possible, which are axially sealed. Alternatively or additionally, this may have a circular cross-section.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Innenstützkörper in zumindest einem Biegungsabschnitt um eine Längsachse gebogen ist, insbesondere kreisbogenförmig ausgebildet ist; dies schließt jedoch nicht aus, dass weitere um dieselbe oder eine andere Achse, ggf. auch mit einer umgekehrten Krümmungsrichtung, gebogene Abschnitte vorhanden sind oder auch ungebogene Abschnitte vorliegen. Insbesondere die zumindest eine Mantelfläche des Innenstützkörpers, die zumindest bereichsweise fluiddurchströmbar ist und zumindest bereichsweise mit dem Filtermedium bedeckt ist, ist hierbei eine Innen- und/oder Außenmantelfläche.According to a particularly preferred embodiment it is provided that the inner support body is bent in at least one bending portion about a longitudinal axis, in particular is formed in a circular arc; However, this does not preclude further bent portions around the same or another axis, and possibly also with a reversed direction of curvature, or there are also unbent portions. In particular, the at least one lateral surface of the inner support body, which is at least partially fluid-flowable and at least partially covered with the filter medium, in this case an inner and / or outer lateral surface.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Innenstützkörper an beiden Stirnflächen zumindest bereichsweise fluiddurchströmbar, und die beiden Stirnflächen sind zumindest bereichsweise mit dem Filtermedium bedeckt, wodurch eine nochmals optimierte Gesamtfilterfläche erhalten wird.In a preferred embodiment, the inner support body is at least partially fluid-flowable at both end faces, and the two end faces are at least partially covered with the filter medium, whereby a further optimized total filter surface is obtained.
Gemäß einer noch weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Innenstützkörper manschettenförmig ausgebildet ist. Unter Manschettenform wird eine gebogene Form mit offenem Querschnitt verstanden, die sich teilumfänglich auf zumindest einem Radius erstreckt. Der Umfangserstreckungswinkel kann dabei zwischen 30 und 340° liegen, bevorzugt zwischen 60 und 300°.According to yet another embodiment, it is provided that the inner support body is formed cuff-shaped. Under cuff shape is understood a curved shape with an open cross-section, which extends partially circumferentially on at least one radius. The circumferential extension angle can be between 30 and 340 °, preferably between 60 and 300 °.
Ferner kann das Filtermedium einstückig ausgebildet sein und über den Innenstützkörper lose gezogen sein. Dies hat den Vorteil, dass aufwändige Verschweißungsschritte, etwa mit beiderseitigen Endscheiben, wie sie beim Stand der Technik nötig sind, entfallen können.Further, the filter medium may be integrally formed and pulled loose over the inner support body. This has the advantage that expensive welding steps, such as with both end plates, as required in the prior art, can be omitted.
Ferner kann das Filtermedium als Schlauchmaterial vorliegen, das besonders vorteilhaft wie o.g. über den Innenstützkörper ziehbar ist. Das Schlauchmaterial kann bei der Herstellung auch aus einem Bahn- bzw. Flachmaterial erzeugt werden; hierzu kann das Flachmaterial mit seinen Rändern miteinander verbunden, beispielsweise verschweißt, verklebt, vernäht werden. Ferner ist es möglich, das Filtermedium bei der Herstellung des Filterelements als vorgefertigtes sockenförmiges Vorprodukt bereitzustellen, was den Montageaufwand nochmals reduziert.Furthermore, the filter medium may be present as a tube material, which is particularly advantageous, as described above. can be pulled over the inner support body. The tube material can also be produced from a web or flat material during production; For this purpose, the flat material with its edges connected to each other, for example, welded, glued, sewn. Furthermore, it is possible to provide the filter medium in the production of the filter element as a prefabricated sock-shaped precursor, which further reduces the assembly effort.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Schlauchmaterial derart über den Innenstützkörper gezogen, dass es an seinen freien Enden bzw. Rändern über den Innenstützkörper hinausragt und an den freien Enden bzw. Rändern miteinander verbunden ist, beispielsweise verschweißt. Da das Filtermedium lediglich mit sich selbst verschweißt werden muss, ist die Herstellung des Filterelements deutlich einfacher und kostengünstiger möglich. Ein Verschweißungswerkzeug, um die (flachen) Filtermedienlagen miteinander zu verschweißen, ist zudem deutlich einfacher aufgebaut, da es keine komplexen Geometrien widerspiegelt.According to a very particularly preferred embodiment, the tube material is pulled over the inner support body in such a way that it projects beyond the inner support body at its free ends or edges and is connected to one another at the free ends or edges, for example welded. Since the filter medium only needs to be welded to itself, the production of the filter element is much easier and cheaper possible. A welding tool, In order to weld the (flat) filter media layers together, it is also much simpler since it does not reflect complex geometries.
Die Verschweißung der freien Enden des Schlauchmaterials miteinander kann an einander abgewandten Umfangsenden oder Längsenden des Innenstützkörpers vorliegen, wobei jedoch die Verschweißung an den Umfangsenden bevorzugt wird, da hier die einfachstmögliche Schweißgeometrie zu finden ist.The welding of the free ends of the tubing together may be present at opposite circumferential ends or longitudinal ends of the inner support body, but the welding is preferred at the circumferential ends, since the simplest possible weld geometry can be found here.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Abströmstutzen an den Innenstützkörper angeformt ist, bevorzugt einstückig mit dem Innenstützkörper ausgebildet ist. Hierdurch ist eine Relativposition des Abströmstutzens bezüglich des Innenstützkörpers optimal festgelegt; eine zuverlässige Montagekrafteinleitung von dem Innenstützkörper auf den Abströmstutzen ermöglicht eine unkomplizierte Montage des Filterelements in eine Filterelementaufnahme eines Filtersystems unter Kopplung des Abströmstutzens mit einem in der Filterelementaufnahme vorliegenden korrespondierenden Einströmstutzen. Die Kopplung des Abströmstutzens des Filterelements mit dem Einströmstutzen der Filtereinrichtung kann zudem zur mechanischen Befestigung des Filterelements dienen. Alternativ oder zusätzlich können jedoch auch separate Halteelemente an dem Filterelement vorliegen, beispielsweise Befestigungspins, Schnapphaken und dergleichen.According to a further embodiment it can be provided that the outflow nozzle is integrally formed on the inner support body, preferably formed integrally with the inner support body. As a result, a relative position of the discharge nozzle with respect to the inner support body is optimally determined; a reliable installation of force from the inner support body to the outflow allows easy installation of the filter element in a filter element receptacle of a filter system with coupling of Abströmstutzens present in the filter element receiving corresponding inflow. The coupling of the Abströmstutzens the filter element with the inflow of the filter device can also serve for mechanical attachment of the filter element. Alternatively or additionally, however, separate holding elements may also be present on the filter element, for example fastening pins, snap hooks and the like.
Der Abströmstutzen kann sich in Radialrichtung, bevorzugt nach radial innen, oder in Längsrichtung von dem Innenstützkörper weg erstrecken.The outflow nozzle can extend away from the inner support body in the radial direction, preferably radially inward, or in the longitudinal direction.
Das Filtermedium kann mit dem Abströmstutzen mittelbar oder unmittelbar fluiddicht verbunden sein, bevorzugt verschweißt sein, stärker bevorzugt ultraschallverschweißt.The filter medium may be directly or indirectly fluid-tightly connected to the outflow nozzle, preferably welded, more preferably ultrasonically welded.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann der Abströmstutzen einen zwickelförmig zulaufenden Verbindungsbereich aufweisen, der bevorzugt einen graduellen Übergang von einer Krümmung des Abströmstutzens auf eine Krümmung des Innenstützkörpers aufweist, wobei das Filtermedium in dem Verbindungsbereich mit dem Abströmstutzen verbunden ist. Hierdurch kann insbesondere eine Verschweißung des Filtermediums mit dem Abströmstutzen mit einem geringeren apparativen Aufwand erfolgen. Insbesondere ist es hierdurch ausreichend, eine Schweißeinrichtung mit lediglich einer Schweißrichtung einzusetzen, wohingegen bei einem runden/kreisförmigen Querschnitt zumindest zwei Schweißrichtungen zu bedienen sind.According to a particularly preferred embodiment, the outflow nozzle may have a gore-shaped connecting region which preferably has a gradual transition from a curvature of the outflow nozzle to a curvature of the inner support body, wherein the filter medium is connected to the outflow nozzle in the connection region. In this way, in particular, a welding of the filter medium to the outflow nozzle can be carried out with a lower outlay on equipment. In particular, it is thereby sufficient to use a welding device with only one welding direction, whereas at least two welding directions are to be used in the case of a round / circular cross section.
Der Abströmstutzen kann, wie bereits erwähnt, entweder in dem Biegungsabschnitt des Innenstützkörpers vorliegen oder in einem geraden, ungebogenen Abschnitt. Der Radienübergang durch den zwickelförmigen Verbindungsbereich kann daher auf eine Krümmung des Biegungsabschnitts erfolgen oder entsprechend auf den ungebogenen Abschnitt. Unter einem zwickelförmigen Abschnitt wird hierin ein sanfter Übergang von einem vergleichsweise kleinen Radius des Abströmstutzens auf einen vergleichsweise großen Radius des Innenstützkörpers verstanden, der endständig spitz zuläuft. Der zwickelförmige Verbindungsbereich kann dabei eine Krümmungsumkehr aufweisen.The outflow can, as already mentioned, either present in the bending portion of the inner support body or in a straight, unbent portion. The radius transition through the gore-shaped connection region can therefore be effected on a bend of the bending section or correspondingly on the unbent section. A gore-shaped section is here understood to mean a smooth transition from a comparatively small radius of the outflow nozzle to a comparatively large radius of the inner support body, which tapers to a terminal end. The gore-shaped connection region can have a curvature reversal.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass der Innenstützkörper eine Mehrzahl Stützrippen aufweist, von denen zumindest eine innere Stützrippe auf einem inneren Radius und eine äußere Stützrippe auf einem hiervon verschiedenen äußeren Radius vorliegt. Die Stützrippen verlaufen dabei bevorzugt zumindest teilweise in Längsrichtung. Die Stützrippen sind dazu ausgebildet, das Filtermedium abzustützen und zu verhindern, dass dieses durch eine negative Druckdifferenz, die durch den Abströmstutzen induziert wird, sich zusammenlegt und dadurch die effektive Filterfläche vermindert wird. Das Filtermedium ist mit den Stützrippen bevorzugt nicht verbunden, sondern liegt lediglich lose daran an.In a further embodiment, it can be provided that the inner support body has a plurality of support ribs, of which there is at least one inner support rib on an inner radius and an outer support rib on a different outer radius thereof. The support ribs preferably run at least partially in the longitudinal direction. The support ribs are adapted to support the filter medium and to prevent it from collapsing due to a negative pressure difference induced by the outflow nozzle, thereby reducing the effective filter area. The filter medium is preferably not connected to the support ribs, but is only loosely attached thereto.
Alternativ oder zusätzlich kann der Innenstützkörper zumindest einen zumindest teilumfänglich verlaufenen Bogensteg aufweisen, der bevorzugt mit den Stützrippen verbunden ist. Der zumindest eine Bogensteg kann insbesondere einstückig mit den Stützrippen ausgebildet sein. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante kann der Innenstützkörper zumindest zwei in Längsrichtung beabstandete Bogenstege aufweisen, die durch die Stützrippen verbunden sind. Der bzw. die Bogensteg(e) stützen das Filtermedium bezüglich der Höhenrichtung, schränken jedoch die Durchströmbarkeit in diesem Bereich nicht ein, da das Filtermedium bevorzugt mit den Bogenstegen nicht verbunden ist, sondern nur lose daran anliegt.Alternatively or additionally, the inner support body may have at least one at least partially curved sheet web, which is preferably connected to the support ribs. The at least one arch web may in particular be formed integrally with the support ribs. According to a particularly preferred embodiment variant, the inner support body may have at least two longitudinally spaced arch webs, which are connected by the support ribs. The sheet or web (s) support the filter medium with respect to the height direction, but do not limit the flow through in this area, since the filter medium is preferably not connected to the sheet webs, but only loosely applied thereto.
Schließlich kann der zumindest eine Bogensteg des Innenstützkörpers zumindest eine Durchströmungsöffnung aufweisen, die bevorzugt als ein insbesondere kreisringförmiger Durchströmungsspalt ausgebildet ist. Die Durchströmungsöffnung des zumindest einen Bogenstegs stellt hierbei die Fluiddurchströmbarkeit an einer Stirnfläche des Innenstützkörpers zumindest mit bereit.Finally, the at least one arch web of the inner support body can have at least one through-flow opening, which is preferably designed as a particular annular flow-through gap. The throughflow opening of the at least one sheet web in this case provides at least one fluid throughflow capability on an end face of the inner support body.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere Wasser- oder Harnstofffiltereinrichtung, insbesondere einen Filter eines Wassereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine. Diese umfasst zumindest ein Gehäuse, dessen Außenkontur im Bereich einer Filterelementaufnahme zumindest abschnittsweise um eine Längsachse gebogen ist, wobei in der Filterelementaufnahme ein erfindungsgemäßes Filterelement aufgenommen ist und ein Einströmstutzen vorliegt, der mit einem Abströmstutzen des Filterelements fluidisch verbunden ist. In dem Gehäuse der Filtereinrichtung kann insbesondere eine Pumpe angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Filtereinrichtung als vollintegrierte Intank-Filtereinrichtung ausgebildet sein.Another aspect of the invention relates to a filter device, in particular water or urea filter device, in particular a filter of a water injection system of an internal combustion engine. This comprises at least one housing whose outer contour is bent at least in sections around a longitudinal axis in the region of a filter element receptacle, wherein a filter element according to the invention is accommodated in the filter element receptacle and there is an inlet connection which is fluidically connected to a discharge connection of the filter element. In particular, a pump can be arranged in the housing of the filter device. Alternatively or additionally, the filter device can be designed as a fully integrated Intank filter device.
Die vorliegend in Bezug zum Filterelement genannten technischen Effekte und deren Vorteile sind jeweils auf die Filtereinrichtung übertragbar und vice versa. Merkmale und Merkmalskombinationen, die in Zusammenhang mit dem Filterelement offenbart sind, gelten daher auch für die Filtereinrichtung als offenbart und umgekehrt.The presently mentioned in relation to the filter element technical effects and their advantages are each applicable to the filter device and vice versa. Features and feature combinations disclosed in connection with the filter element therefore also apply to the filter device as disclosed and vice versa.
Bei dem hierin beschriebenen Abströmstutzen mit zwickelförmig zulaufendem Verbindungsbereich handelt es sich um eine eigenständige Erfindung, die nicht den merkmalsmäßigen Beschränkungen des erfindungsgemäßen Filterelements unterliegt und auch für andere Filtertypen einsetzbar ist. Zudem eignet sich ein derartig ausgebildeter Verbindungsbereich nicht nur für Abströmstutzen, sondern auch für Zuströmstutzen, grundsätzlich für beliebige Stutzentypen. Vorteilhaft ist ein derartiger Stutzen mit zwickelförmig zulaufendem Verbindungsbereich für alle Filtrationsanwendungen, bei denen zwei Filtermedienlagen fluiddicht mit einem Stutzen versehen werden, beispielsweise beliebige Beutel- oder Sackfilter, geeignet.The bleed-off bleed port described herein is an independent invention that is not subject to the limitations of the inventive filter element and is applicable to other types of filters. In addition, such a trained connection area is not only suitable for outflow, but also for inflow, basically for any nozzle types. Advantageously, such a nozzle with a gusset-shaped connecting region is suitable for all filtration applications in which two filter media layers are provided with a connection in a fluid-tight manner, for example any bag or bag filter.
Ein solcher Abströmstutzen für ein Filterelement, insbesondere für einen Flüssigkeitsfilter, insbesondere für einen Wasser- oder Harnstofffilter, insbesondere für einen Filter eines Wassereinspritzsystems einer Brennkraftmaschine, verfügt beispielsweise über einen hohlzylindrischen Fluidanschlussbereich, von dem sich zumindest einseitig ein zwickelförmig zulaufender Verbindungsbereich radial weg erstreckt, der einen graduellen Übergang von einer Krümmung des hohlzylindrischen Fluidanschlussbereichs auf einen im Wesentlichen ungekrümmten Endabschnitt des Verbindungsbereichs ermöglicht. In dem Verbindungsbereich kann eine Hüllkurve des Querschnitts insbesondere einen Vorzeichenwechsel der Krümmung aufweisen. Mit dem Verbindungsbereich ist zumindest eine flache Filtermediumlage verbindbar, insbesondere verschweißbar. Der Verbindungsbereich selbst kann eine vorbestimmte Längserstreckung haben, die auch kürzer sein kann als eine Längserstreckung des hohlzylindrischen Fluidanschlussbereichs. Bevorzugt erstreckt sich beiderseits des hohlzylindrischen Fluidanschlussbereichs jeweils ein zwickelförmig zulaufender Verbindungsbereich, der bevorzugt spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Ein Beutel- oder Sackfilter, der einen solchen Abströmstutzen aufweist, kann aus flachen Medienlagen mit wenigen Herstellschritten erhalten werden: Bereitstellen zweier Medienlagen, übereinander Anordnen, Einlegen des zwickelförmig zulaufenden Verbindungsbereichs des Abströmstutzens zwischen die Medienlagen in einen Randbereich der Filtermedienlagen, umlaufend Verschweißen der Filtermedienlagen in dem Randbereich, dabei auch Verschweißen der Filtermedienlagen mit dem zwickelförmig zulaufenden Verbindungsbereich des Abströmstutzens in lediglich einer Schweißrichtung. Hierdurch wird ein beutelförmiges Gebilde erhalten, bei dem der Abströmstutzen eine Rein- von einer Rohseite trennt. Vorteilhaft kann der Beutelfilter im Saugbetrieb betrieben werden, wobei eine Ansaugung durch den Filtermediumbeutel und eine Abströmung durch den Stutzen erfolgt, beispielsweise zur Verwendung als Intank-Filter.Such a discharge nozzle for a filter element, in particular for a liquid filter, in particular for a water or urea filter, in particular for a filter of a water injection system of an internal combustion engine, for example, has a hollow cylindrical fluid connection region from which at least one side a zwikelförmig tapered connection region extends radially away, the allows a gradual transition from a curvature of the hollow cylindrical fluid port region to a substantially non-curved end portion of the connecting region. In the connection region, an envelope of the cross section may in particular have a sign change of the curvature. At least one flat filter medium layer can be connected to the connection region, in particular can be welded. The connection region itself may have a predetermined longitudinal extension, which may also be shorter than a longitudinal extent of the hollow cylindrical fluid connection region. In each case, on both sides of the hollow-cylindrical fluid connection region, in each case a gore-shaped connection region, which is preferably mirror-symmetrical, extends. A bag or bag filter having such a discharge nozzle, can be obtained from flat media layers with few manufacturing steps: providing two media layers, one above the other, inserting the zwipelförmig tapered connecting portion of the Abströmstutzens between the media layers in an edge region of the filter media layers, circumferentially welding the filter media layers in the edge region, while also welding the filter media layers with the gore-shaped converging connection region of the outflow in only one welding direction. As a result, a bag-shaped structure is obtained in which the outflow pipe separates a clean from a raw side. Advantageously, the bag filter can be operated in the suction mode, wherein a suction through the filter medium bag and an outflow through the nozzle, for example, for use as Intank filter.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
-
1 eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen gebogenen Filterelements mit transparentem Filtermedium; -
2 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Filterelements, wobei der zwickelförmig zulaufende Verbindungsbereich des Abströmstutzens erkennbar ist, -
3 eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen gebogenen Filterelements; -
4 eine isometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen nicht gebogenen Filterelements; -
5 eine isometrische Ansicht eines Innenstützkörpers des Filterelements aus4 .
-
1 an isometric view of a curved filter element according to the invention with transparent filter medium; -
2 a top view of the filter element according to the invention, wherein the gore-shaped converging connection region of the Abströmstutzens is recognizable, -
3 an isometric view of a bent filter element according to the invention; -
4 an isometric view of a non-curved filter element according to the invention; -
5 an isometric view of an inner support body of the filter element4 ,
In
Der Innenstützkörper
Der Innenstützkörper weist in der gezeigten Ausführungsform eine Mehrzahl Stützrippen
Die hierin verwendeten Bezeichnungen oben und unten sind lediglich exemplarisch zu verstehen und wurden aufgrund einer konkreten Verbausituation gewählt. In anderen Ausführungsformen kann selbstverständlich auch die andere der Bogenstreben
Der Innenstützkörper
Bei der Herstellung des Filterelements
Eine für die direkte Verschweißung des Filtermediums
Der Abströmstutzen
In
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- 2018-04-06 DE DE102018002908.6A patent/DE102018002908A1/en not_active Ceased
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