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Endscheibe für ein ringförmiges, radial durchströmbares Filter - Dokument DE19813320A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19813320A1 30.09.1999
Titel Endscheibe für ein ringförmiges, radial durchströmbares Filter
Anmelder Knecht Filterwerke GmbH, 70376 Stuttgart, DE
Erfinder Gebert, Hans, 74080 Heilbronn, DE;
Schneider, Horst, 71336 Waiblingen, DE;
Waibel, Hans, 71686 Remseck, DE
Vertreter Patentanwalts-Partnerschaft Rotermund + Pfusch, 70372 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 26.03.1998
DE-Aktenzeichen 19813320
Offenlegungstag 30.09.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.09.1999
IPC-Hauptklasse B01D 27/06
Zusammenfassung Eine Endscheibe für ein ringförmiges, radial durchströmbares Filter, die radial innen und/oder außen mit einem radial wirkenden Dichtring aus einem gegenüber dem Material der Endscheibe elastischeren Material versehen ist, soll bei guter Dichtfunktion des Dichtringes einfach herstellbar sein.
Zu diesem Zweck zeichnet sich die Endscheibe dadurch aus, daß zumindest einer der Dichtringe über seinen gesamten Umfang jeweils dicht einerseits direkt mit einem axialen Stirnflächenbereich des Filtermaterials und andererseits mit der diesen Bereich freilassenden Endscheibe verbunden ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Endscheibe für ein ringförmiges, radial durchströmbares Filter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Endscheibe ist beispielsweise bekannt aus WO 97/41 939. Dort ist der Dichtring auf einen von der Endscheibe nach axial außen abstehenden Ringbund aufgeschoben.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, auf eine möglichst einfache Weise an einer Endscheibe aus relativ starrem Material eine Dichtung mit radialer Dichtwirkung zu schaffen, bei der die Dichtung insbesondere betriebssicher ausgebildet ist. Eine solche Endscheibe soll bei Filtern eingesetzt werden, mit denen insbesondere Kraftstoff und Schmieröl von Verbrennungsmotoren aus Fahrzeugen gefiltert werden können.

Gelöst wird dieses Problem durch eine Ausführung einer gattungsgemäßen Endscheibe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist Gegenstand des Anspruchs 2.

Die erfindungsgemäße Lösung läßt sich auf sehr gute Weise mit einem Dichtring-Material nach Anspruch 3 verwirklichen.

Ein solches Material wird im Stand der Technik nach DE 44 28 139 A1 bereits für die Herstellung einer Endscheibe eingesetzt. Nachteilig bei dieser bekannten Ausführung ist, daß die gesamte Endscheibe aus elastischem Material besteht und daher nur eine geringe Stabilität gegen Verformung aufweist. Darüber hinaus ist der Dichtringbereich noch durch das Einbringen eines Zusatzmaterials zu verstärken, um eine ausreichende Dichtwirkung zu erzielen.

Auf die zuletzt genannte Verstärkungsmaßnahme kann bei einer aus DE 44 41 608 C2 bekannten Ausführung verzichtet werden, indem eine ganz spezielle Materialzusammensetzung für die Endscheibe gewählt wird. Bei dieser Ausführung müssen allerdings Kompromisse bezüglich einer gewünschten Stabilität der Endscheibe einerseits und einer ausreichenden Dichtwirkung des Endscheibenmaterials im Dichtungsbereich andererseits eingegangen werden. Dieser vorbekannte Stand der Technik ist daher nicht mit der vorteilhaften erfindungsgemäßen Lösung vergleichbar.

Zweckmäßige Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gegenstandes geben die Unteransprüche 4 und 5 an.

Nachfolgend noch näher beschriebene Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1, 2 jeweils einen Längsschnitt durch unterschiedliche Ausführungsformen einer mit einem Filtermaterial verbundenen Endscheibe bei ausschnittsweiser Darstellung des Filterbahnmaterials und einer strichpunktiert angedeuteten Herstellungsform.

In eine Endscheibe 1 aus einem relativ starren Kunststoff ist ein Filterbahnmaterial 2 an seinen gefalteten Längsseiten dicht einplastifiziert. Das Filterbahnmaterial 2 kann aus Papier bestehen. Radial innen ist gleichzeitig an die Endscheibe 1 und das Filterbahnmaterial 2 ein Dichtring 3 angeformt.

Die Endscheibe 1 steht radial innen gegenüber dem Innenumfang des Filterbahnmaterials 2 zurück, so daß der Dichtring 3 einen axial nicht von der Endscheibe 1 abgedeckten Bereich des Filterbahnmaterials 2 erfaßt. Das Material des Dichtringes 3 ist einerseits dicht mit dem Innenumfangsbereich der Endscheibe 1 und andererseits dicht mit dem angrenzenden Filterbahnmaterial 2 verbunden. In das gefaltete Filterbahn material 2 ragt das Material des Dichtringes 3 geringfügig hinein, wodurch eine garantiert feste und dichte Anbindung an das Filterbahnmaterial 2 des Dichtringes 3 gegeben ist.

Die Endscheibe 1 besitzt in dem an den Dichtring 3 angrenzenden Bereich einen axial abstehenden Ringbund 4. Dieser Ringbund 4 ermöglicht bei einer im übrigen flachen Ausbildung der Endscheibe 1 einen Dichtring 3 mit einer ausreichenden axialen Höhe und einer gleichzeitig radialen Abstützung über diese Höhe. Dadurch ist ein radiales Verpressen des Dichtringes 3 gegenüber einer zylindrischen Gegenfläche, gegenüber der eine Dichtung erreicht werden soll, möglich, die auch nach langer Betriebsdauer noch eine ausreichende Dichtfunktion gewährleistet.

Die radiale Anlagefläche des Ringbundes 4 für den Dichtring 3 kann für einen verbesserten Halt aufgerauht, geriffelt oder beispielsweise rilliert sein wie es in Fig. 2 angedeutet ist.

Der Dichtring 3 kann beispielsweise aus Nitrilkautschuk bestehen. Nitrilkautschuk ist ein Material, das in einem ersten relativ verformbaren Ausgangszustand in dem vorgesehenen Bereich des Filterbahnmaterials 2 und der Endscheibe 1 eingebracht und dort durch Wärmezufuhr erweicht werden kann, um in dem Erweichungszustand zu einem elastischen, dauerwirksamen Dichtmaterial auszuhärten. In erweichtem Zustand ist das Dichtmaterial zumindest in einem solchen Maße fließfähig, daß es in das Filterbahnmaterial 2, das heißt speziell in die Faltenzwischenräume des Filterbahnmaterials 2, eindringen kann, um sodann in diesem Zustand auszuhärten.

Ein Verfahren zum Anformen eines Dichtringes 3 an gleichzeitig den radialen Umfang einer Endscheibe 1 und an das von der Endscheibe gedichtete Filterbahnmaterial 2 kann nach beispielsweise dem nachstehend angegebenen Verfahren erfolgen.

In einem ersten Herstellungsschritt wird das zu einem Ring geformte zick-zack-förmige Filterbahnmaterial 2 in eine Kunststoff-Endscheibe 1 dicht eingeformt. Für den Einformvorgang wird das Endscheibenmaterial durch Erwärmung in dem Bereich, in dem die Einformung erfolgt, plastifiziert, das heißt in einen plastischen Zustand versetzt. Die Endscheibe 1 läßt einen radial innen liegenden Stirnbereich des Filterbahnmaterials unbedeckt. In diesem Zustand wird das Filterelement mit der Endscheibe 1 in eine Herstellungsform 5eingelegt. Zuvor ist in diese Form 5 bereits ein Rohling für die Erzeugung des Dichtringes 3 eingesetzt worden. Dieser aus dem Material Nitrilkautschuk bestehende Rohling hat insgesamt Abmessungen, durch die ein Spiel gegenüber der Form 5, dem Filterbahnmaterial 2 sowie der Endscheibe 1 gegeben ist. In dem Nitrilkautschuk befindet sich in an sich bekannter Weise ein Bläh- bzw. Aufschäummittel, wodurch das Rohmaterial bei Wärmezufuhr aufschäumen kann. Um dieses Aufschäumen in der Herstellungs-Form 5 bei eingelegtem Filterelement erzielen zu können, wird die Form 5 erhitzt. Das Rohmaterial für den Dichtring 3 schäumt sodann in der Form 5 auf, in die die Gestalt des Dichtringes 3 eingearbeitet ist. Das aufschäumende Rohmaterial des Dichtringes 3 dringt stirnseitig in die Falten des Filterbahnmaterials 2 ein und verbindet sich dabei dicht mit diesem Filterbahnmaterial. Die axiale Eindringstufe des Dichtringmaterials in die Faltenräume hängt von der voreinstellbaren Aufschäumkapazität des Dichtringrohmaterials ab.


Anspruch[de]
  1. 1. Endscheibe für ein ringförmiges, radial durchströmbares Filter mit insbesondere einem aus zick-zack-förmig gefalteten, an seinen Längsseiten gegenüber der Endscheibe gedichteten Bahnenmaterial als Filtermaterial, die radial innen und/oder außen mit einem radial wirkenden Dichtring aus einem gegenüber dem Material der Endscheibe elastischeren Material versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Dichtringe (3) über seinen gesamten Umfang jeweils dicht einerseits direkt mit einem axialen Stirnflächenbereich des Filtermaterials (2) und andererseits mit der diesen Bereich freilassenden Endscheibe (1) verbunden ist.
  2. 2. Endscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die radiale Anlage des Materials des Dichtringes (3) an der Endscheibe (1) an dieser ein axial abragender Ringbund (4) vorgesehen ist.
  3. 3. Endscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (3) aus einem unter Temperatur aufweichbaren, in aufgeweichtem Zustand aushärtbaren Material mit in ausgehärtetem Zustand elastischen Eigenschaften bestehen.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung einer Endscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material nach Anspruch 3 des Dichtringes (3) in seinem noch nicht ausgehärteten Zustand in dem von der Endscheibe (1) und dem Filtermaterial (2) vorgesehenen Bereich aufgebracht, auf Erweichungstemperatur erwärmt und sodann ausgehärtet wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Erweichen und Aushärten in einer das Material des Dichtringes (3) sowie die angrenzenden Bereiche der Endscheibe (1) und des Filtermaterials (2) einschließenden Form erfolgt.






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