DE29904204U1

DE29904204U1 - Filterelement zur Filtrierung von flüssigen oder gasförmigen Medien

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Publication number: DE29904204U1
Application number: DE29904204U
Authority: DE
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2009-03-10
Also published as: JP2002537987A; WO2000053285A1; KR20010108313A; EP1165206A1; US20020036165A1

Description

1365-DE 05. März 1999

Filterelement zur Filtrierung von flüssigen oder gasförmigen Medien

Die Neuerung betrifft ein Filterelement zur Filtrierung von flüssigen oder gasförmigen Medien.

Aus der DE 42 25 144 C2 ist ein Filterelement bekannt. Dieses besteht insbesondere aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filterbahnmaterial, das an den Stirnseiten jeweils durch Verbindungen mit dem Filtermaterial dicht abdeckende platten- oder folienförmiges Dichtmaterial aufweist. Auf diesem Dichtmaterial ist eine Ringscheibe aus aufschmelzbarem verformbaren Material durch eine Schmelzverbindung dicht aufgebracht. Diese Ringscheibe ist ein Vlies, welches das Dichtmaterial radial innen oder außen ringförmig überragt. Ein Nachteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß die Ringscheibe hinsichtlich der Abdichtung einen undefinierbaren Zustand einnehmen kann. So besteht die Gefahr, daß bei einem Einbau des Filterelements in ein entsprechendes Gehäuse das Vlies verkantet und somit keine oder nur eine unzureichende Filterwirkung erzielt wird.

Aus der DE 44 16 577 ist ein Filtereinsatz für ein Filter zur Filtrierung von flüssigen oder gasförmigen Medien bekannt. Dieser Filtereinsatz weist zwei Stirnscheiben auf, zwischen denen ein im wesentlichen hohlzylindrischer Filterkörper aus Papier, Baumwolle oder Filz angeordnet ist. Die Stirnscheiben sind als Kunststoff spritzgußteile aus thermisch verwertbarem Kunststoff ausgeführt. Mindestens eine der Stirnscheiben ist mit einer zentralen Durchbrechung versehen, mit der der Filtereinsatz dichtend auf einem Mediumzuleitungsstutzen oder -ableitungsstutzen axial aufsteckbar ist. Zum Wechseln des Filtereinsatzes kann dieser von dem Stutzen abgezogen werden. An der Stirnscheibe ist eine ringförmige Dichtung mit rechteckigem Querschnitt aus einem flexiblen, thermisch verwertbaren Material verschweißt oder verklebt und überragt die Stirnscheibe radial innen in Richtung zur zentralen Durchbrechung. Die Dicke der Dichtung ist dabei so groß gewählt, daß die Dichtung nach dem Aufstecken des Filtereinsatzes auf den Stutzen in ihrem radial

inneren Bereich gestaucht und verdichtet ist. Ein Nachteil dieser Einrichtung liegt darin, daß bei dieser Dichtungsform sehr hohe Dichtungskräfte auf die ringförmige Dichtung wirken. Dies führt dazu, daß Schwerkräfte zwischen Dichtung und Stirnscheibe entstehen, die dazu führen können, daß sich die Dichtung von der Stirnscheibe löst. Außerdem führt die Befestigung der ringförmigen Dichtung dazu, daß nur im unmittelbaren Bereich der Kontaktfläche zwischen Stirnscheibe und Dichtung eine einigermaßen zuverlässige Abdichtung zwischen dem Stutzen und der Dichtung erfolgt. Im Bereich, der von der Kontaktfläche entfernt liegt, ist aufgrund der Verformbarkeit und des Ausweichens der Dichtung nur eine mangelhafte oder eine unvollständige Dichtwirkung erzielbar.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und ein Filterelement zu schaffen, welches zuverlässig arbeitet, d. h. welches eine hohe Dichtungsqualität aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Neuerung liegt darin, daß das Dichtungselement, welches an wenigstens einer Stirnscheibe angeordnet ist, eine Verbindungsstruktur aufweist, die über die gesamte wirksame Dichtungslänge einen nahezu einheitlichen Anpreßdruck erzeugt. Damit läßt sich einerseits die wirksame Dichtungslänge reduzieren, andererseits trotz geringerem Bauteileaufwand eine höhere Dichtungsgüte erzielen.

Ein besonders zuverlässiges Dichtungssystem wird dadurch erzielt, daß gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Neuerung das Dichtungselement ein Einlegeteil ist, welches beim Herstellen der Stirnscheibe im Spritzgießverfahren mit diesem verbunden wird. Außerdem verringert diese Anordnung den Montageaufwand erheblich. Zusätzliche Nachbearbeitungen an dem Filterelement können damit entfallen.

Eine alternative Ausgestaltung der Neuerung sieht vor, das Dichtungselement mit der Stirnseite zu verkleben, zu verschweißen oder zu verrasten. Diese Montagearten

können dann gewählt werden, wenn das Einlegen eines Dichtungselements im Spritzgießverfahren einen zu hohen Handlingaufwand erfordern würde.

Eine weitere Ausgestaltung der Neuerung sieht vor, das Dichtungselement in einer Kammer der Stirnscheibe anzuordnen. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, das Dichtungselement als Einlegeteil derart zu gestalten, daß im Spritzgießverfahren dieses von dem thermoplastischen Kunststoff gekammert wird. Diese Kammer kann das Dichtungselement an drei Seiten umschließen und verhindert eine Beschädigung oder ein Lösen der Dichtung.

Anstelle der Anordnung eines Einlegeteils oder der nachträglichen Aufbringung eines Dichtungselements besteht auch die Möglichkeit, dieses Dichtungselement im Zweikomponenten-Spritzgießverfahren mit der Stirnscheibe zu bilden. Im Zweikomponenten-Spritzgießverfahren kann das Dichtungselement beispielsweise aus einem Elastomerwerkstoff oder einem aufgeschäumten Polyurethan oder einem anderen Werk- bzw. Kunststoff gebildet werden. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß weder ein Einlegeteil erforderlich ist, noch eine nachträgliche Montage des Dichtungselements erfolgen muß. Beide Komponenten werden in einem Arbeitsgang in der Spritzgießmaschine hergestellt.

Weiterbildungsgemäß wird das Filterelement in einer Filtereinrichtung verwendet. Diese Filtereinrichtung weist im Bereich einer Öffnung zum Ableiten des gefilterten Mediums einen Dichtrand auf. Dieser Dichtrand wirkt mit dem Dichtungselement zusammen derart, daß beim Einbau des Filterelements in das Gehäuse eine dichte Verbindung zwischen Dichtraum und Dichtelement erfolgt. Der wesentliche Vorteil des Aufbaus des Filterelements liegt darin, daß Druckkräfte zwischen Dichtrand und Dichtungselement unmittelbar auf die Stirnscheibe übertragen werden, und zwar wiederum in Form von Druckkräften ohne oder nur geringe Schwerkraftwirkung. Damit läßt sich eine sehr hohe Dichtwirkung erzielen.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Neuerung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Neuerung und auf

anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine Filtereinrichtung mit einem Filterelement,

Figur 2 die Detaildarstellung eines Dichtungselements,

Figur 3 und
Figur 4 und
Figur 5 weitere Varianten von Dichtungselementen.

In Figur 1 ist ein Gehäuse 10 dargestellt. Dieses weist eine Öffnung 11 zur Zuführung des ungefilterten Mediums auf, sowie eine Öffnung 12 zum Ableiten des gefilterten Mediums. Das Gehäuse ist mit einem Deckel 13 verschlossen. Die Öffnung 12 ist mit einem sich nach innen in das Gehäuse erstreckenden Dichtrand 14 versehen. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Filterelement 15, bestehend aus einem zick-zack-gefalteten Filterpapier 16. Das Filterelement 15 ist an der einen Stirnseite mit einer Stirnscheibe 17 aus thermoplastischem Kunststoff verschlossen und an der gegenüberliegenden Stirnseite ebenfalls mit einer Stirnscheibe 18 versehen. Diese Stirnscheibe 18 trägt ein Dichtungselement 19, wobei das Dichtungselement 19 sowohl an der Auflagefläche 20 als auch an der Anlagefläche 21 unlösbar mit der Stirnscheibe 18 verbunden ist. Das Dichtungselement 19 liegt an dem Dichtrand 14 an und dichtet damit den Rohluftbereich 22 von dem Reinluftbereich 23 des in diesem Beispiel dargestellten Luftfilters ab. Die Lagesicherung des Filterelements 15 im Bereich des Deckels 13 erfolgt über Stabilisatoren 24, die sternförmig an dem Deckel 13 angeordnet sind. Selbstverständlich ist jede andere Art von Lagesicherung denkbar. Die radial gerichteten Druckkräfte, welche das Dichtungselement 19 aufgrund des Anpreßdruckes an den Dichtrand 14 aufnehmen muß, übertragen sich im wesentlichen unmittelbar auf die Anlagefläche 21, zum Teil auch auf die Auflagefläche 20.

Eine Weiterbildung der Dichtungselementaufnahme zeigt Figur 2. Dort ist die Dichtung an drei Seiten durch die Stirnscheibe 18 gekammert. Es versteht sich von selbst, daß durch diese Kammerung sehr hohe Kräfte aufgenommen werden können, was zu einer hohen Betriebszuverlässigkeit des Filterelements führt.

Figur 3 zeigt in einer weiteren Ausführung eine Variante des Dichtungselements 25. Dieses ist an seinem dem Dichtrand 14 zugewandten Ende mit einem Wulst 26 versehen. Aufgrund der Kammerung des Dichtungselements 15 besteht die Möglichkeit, dieses mit einer geringen Höhe auszustatten. Zur Erzielung einer optimalen Dichtwirkung ist dieses im Dichtungsbereich wulstartig verdickt. Der Vorteil dieses Beispiels liegt in einem relativ niedrigen Materialverbrauch und einer geringen Bauhöhe, wobei die geringe Bauhöhe unmittelbar der Erhöhung der wirksamen Filterfläche zugute kommt.

Figur 4 zeigt eine Variante, bei welcher das Dichtungselement 27 ebenfalls eine geringe Höhe aufweist. Dies führt dazu, daß das Dichtungselement beim Aufschieben auf den Dichtrand umknickt. Durch das Umknicken entsteht ebenfalls eine relativ lange wirksame Dichtungslänge, ohne die Bauhöhe unnötig zu vergrößern. Das Dichtungselement 27 kann sowohl nach innen als auch nach außen - wie gestrichelt dargestellt - umknicken. In beiden Fällen wird eine wirksame Abdichtung des Filterelements an dem Dichtrand erzielt.

Figur 5 zeigt das Profil eines Dichtungselements 28, welches sich im wesentlichen nach innen in den Bereich des Filterelements 15 erstreckt. Durch die doppelte Kammerung wird einerseits eine hohe Sicherheit gegen das unbeabsichtigte Entfernen des Dichtungselements 28 erzielt. Die Ausbildung zweier Dichtungsringwulste 29, 30 führt zu einer guten Dichtungswirkung, ohne die Einbaubzw. Ausbaukräfte unnötig zu erhöhen. Jedes der dargestellten Dichtungselemente kann im Zweikomponenten-Spritzgießverfahren beim Herstellen der Stirnscheibe gebildet werden. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, die Dichtungselemente nachträglich an der Stirnscheibe anzuordnen und zu verschweißen oder zu verkleben.

Claims

Schutzansprüche

1. Filterelement zur Filtrierung von flüssigen oder gasförmigen Medien mit folgenden Merkmalen: einem zick-zack-gefalteten Filterpapier oder Vlies, welches an den offenen Stirnseiten mit Stirnscheiben (17, 18) versehen ist und diese Stirnscheiben insbesondere aus thermoplastischen Kunststoffen bestehen und wobei wenigstens eine Stirnscheibe mit einem Dichtungselement (19) versehen ist und das Dichtungselement an wenigstens zwei Seitenflächen mit der Stirnscheibe (18) verbunden ist.

2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (19) ein Einlegeteil ist, welches beim Herstellen der Stirnscheibe (18) im Spritzgießverfahren mit diesem verbunden wird.

3. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (19) mit der Stirnscheibe (18) verklebt, verschweißt oder verrastet ist.

4. Filterelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (19) sich in eine Kammer der Stirnscheibe (18) erstreckt.

5. Filterelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (19) im Zweikomponenten-Spritzgießverfahren mit der Stirnscheibe gebildet ist.

6. Filtereinrichtung mit einem Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse vorgesehen ist, in welchem das Filterelement (15) angeordnet ist, mit einer Öffnung (11) zur Zuführung des ungefilterten Mediums und mit einer Öffnung (12) zum Abführen des gefilterten Mediums, wobei an einer der Öffnungen (1) ein Dichtrand angeordnet ist und dieser

Dichtrand mit dem Dichtungselement (19) zusammenwirkt derart, daß beim Einbau des Filterelements (15) in das Gehäuse eine dichte Verbindung zwischen Dichtraum und Dichtelement erfolgt, wobei Druckkräfte, die aufgrund der Dichtwirkung in dem Dichtungselement (19) entstehen, von der Stirnscheibe (18) abstützend aufgefangen werden.