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Filterelement zur Reinigung eines Fluides - Dokument DE202004003326U1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE202004003326U1 16.09.2004
Titel Filterelement zur Reinigung eines Fluides
Anmelder Mann + Hummel GmbH, 71638 Ludwigsburg, DE
DE-Aktenzeichen 202004003326
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 16.09.2004
Registration date 12.08.2004
Application date from patent application 01.03.2004
IPC-Hauptklasse B01D 29/21
IPC-Nebenklasse B01D 29/11   B01D 27/06   B01D 39/16   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Aus der DE 42 06 519 ist eine Filtereinrichtung mit einem Ringfilterelement bekannt. Dieses Ringfilterelement besteht aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermaterial. An den Stirnseiten sind jeweils durch Verbindungen mit dem Filtermaterial dicht abdeckende Platten oder folienförmige Dichtmaterialien angeordnet. Das Dichtmaterial ist in Form einer Radialdichtung gestaltet, das heißt es überragt das Filtermaterial radial innen um einen bestimmten Betrag und bildet mit einem Gehäusestutzen das Dichtelement. Solche Radialdichtungen werden sehr hohen Reißspannungen ausgesetzt. Es besteht die Gefahr, dass das Dichtmaterial beim Einsetzen des Filterelements in das Filtergehäuse reißt und damit nicht nur das Dichtmaterial beschädigt, sondern die Filterwirkung völlig außer Kraft gesetzt wird. Die Veröffentlichung versucht zwar mit einem Stützring ein definiertes Radialdichtungsmaß einzustellen, dieser Stützring muss jedoch, wenn er eine Wirkung erzeugen soll, relativ dickwandig sein und verringert damit den Innendurchmesser des Gehäusestutzens erheblich.

Es ist aus der DE-OS 24 29 474 weiterhin ein Filterelement bekannt, bei dem eine Radialdichtung mittels Dichtlippen gebildet wird, wobei die Radialdichtung ebenfalls in die Stirnseitenabdichtung integriert ist. Ein Nachteil dieser Dichtlippen ist darin zu sehen, dass diese sehr wulstig ausgestaltet sind. Die Dichtlippen verringern damit den Durchmesser des Gehäusestutzens erheblich, beziehungsweise vergrößern den Außendurchmesser des Filterelements.

Die EP 0 559 011 beschreibt ein Ringfilterelement mit einem an den Stirnseiten angeordneten platten- oder folienförmigen Dichtmaterial. Das Dichtmaterial steht in Richtung eines Filtergehäuses über und verformt sich beim Einführen in das Gehäuse derart, dass es nach innen umklappt und sich in diesem verformten Zustand an den Gehäusestutzen anlegt.

Es ist weiterhin aus der EP 0 650 751 ein Filterelement bekannt, welches zur Erhöhung der Reißfestigkeit einen flexiblen Vliesring vorsieht, der in die Endscheibe des Elements eingebettet ist und damit eine zusätzliche Sicherung bildet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Filtereinrichtung zu schaffen, die eine optimale Ausnutzung des vorhandenen Raums gewährleistet und eine hohe Stabilität auch bei extremen Umweltbedingungen, wie hoher Temperatur, hohen Drücken, zuverlässig arbeitet. Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Oberbegriff des Hauptanspruchs durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass neben einer Endscheibe mit einem eingebetteten Dichtelement und damit einer erhöhten Stabilität der Endscheibe, die Fadenstabilisierung am Umfang des Filterelements vorgesehen ist, wobei eine Verklebung zwischen den Faltenspitzen und dem Faden eine sehr hohe Formstabilität bewirkt. Weiterbildungsgemäß bestehen die Endscheiben, beziehungsweise eine Endscheibe, aus Nitrilkautschuk oder Polyurethanschaum. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, das eingebettete Dichtelement als thermoplastisches Vliesmaterial zu gestalten. Damit wird ein Filterelement geschaffen, welches nach Gebrauch rückstandsfrei entsorgt werden kann, da es voll veraschbar ist. Zur Optimierung der Stabilität ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die Fadenspuren, die durch den Stabilisierungsfaden gebildet werden, mit einem Abstand anzuordnen der dem 0,5 bis dreifachen Faltenabstand entspricht. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist das Filtermittel anströmseitig mit einem Stützgitter verbunden.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen

1 das Filterelement einer Filtereinrichtung

1a die Detailansicht der Abdichtung des Filterelements

1b der Aufbau des Filtermediums

2 ein auf ein Mittelrohr aufgeschobenes Filterelement in einer Schnittdarstellung

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das Filterelement gemäß 1 besteht im Wesentlichen aus elastischen Stirnendscheiben 10, 11 zwischen denen ein zickzackförmig gefaltetes Filterpapier oder Filtervlies angeordnet ist. Zur einfacheren Darstellung sind in den Figuren die jeweiligen Gehäuse der Filtereinrichtungen mit Rohflüssigkeitszulauf und Reinflüssigkeitsablauf, sowie das Mittelrohr durch welches der Reinflüssigkeitsablauf erfolgt, nicht dargestellt. Solche Gehäuse sind jedoch allgemein bekannt und zum Beispiel aus dem deutschen Gebrauchsmuster 18 51 221 ersichtlich. Die Filterelemente können auch zum Filtern von Luft, beispielsweise zur Filtrierung von Ansaugluft für eine Verbrennungskraftmaschine oder zum Filtrieren von Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, verwendet werden. Außerdem können solche Filterelemente zum Filtrieren von Kraftstoff oder anderen Flüssigkeiten angewendet werden.

An der Stirnendscheibe ist gemäß 1a ein flexibler Stützring 13 angeordnet. Dieser flexible Stützring ist in die Stirnendscheibe eingebettet und besteht aus einem Vlies. Die Radialabdichtung des Filterelements gegenüber dem gestrichelt gezeichneten Mittelrohr 14 erfolgt im inneren Bereich 15 der Stirnendscheibe 10. Der Stützring/Vliesring 13 verhindert wirksam eine Beschädigung der Radialdichtung, ist aber andererseits flexibel genug um eine zuverlässige Radialabdichtung zu gewährleisten. Zur Stabilisierung der Falten am Umfang ist, wie in 1 dargestellt, ein umlaufender, mit Klebstoff benetzter Faden 23 vorgesehen, wobei der Klebstoff zur Verbindung mit den Faltenspitzen beim Herstellen des Filterelements erwärmt wird und damit seine Klebewirkung entfaltet. Der wesentliche Vorteil dieses Aufbaus mit den elastischen Stirnendscheiben mit flexiblen Stützringen und dem Stabilisierungsfaden ist der hohe nutzbare Temperaturbereich. Solche Filterelemente können in bis zu 150° Celsius heißem Motoröl Anwendung finden. Außerdem ist die Anwendung bei Kraftstofffiltern möglich. Die Funktionstüchtigkeit der Abdichtung ist unter allen Einsatzbedingungen gegeben. Dies bedeutete, dass die Flexibilität der Abdichtung auch unter härtesten Einsatzbedingungen nicht verloren geht und außerdem die Stabilität unter extremen Temperaturen nicht leidet. Weitere Vorteile sind die Entsorgungsfreundlichkeit, das geringe Gewicht, sowie die Korrosionsbeständigkeit.

In 1b ist der Aufbau des Filtermaterials dargestellt. Dieses besteht aus einer ersten filterwirksamen Lage 24 aus synthetischen Fasern. Diese Lage wird auf einer Seite durch eine Lage aus einem gitterartigen Spacermaterial 25 bedeckt, welches im für den Filtrationsprozess relevanten Partikelgrößenbereich keine Filtrationswirkung besitzt. Die Porengröße oder Maschenweite der Kaschierlage (Spacer) ist sehr viel größer als die der Filterlage. Die Kaschierlage ist aus einem synthetischen Material gefertigt und damit praktisch ein grobmaschiges Sieb. Die Materialien, welche zum Gesamtmedium zusammengesetzt werden, sind durch einen Laminationsprozess miteinander verbunden, die Verbindung erfolgt durch Verkleben, Verschweißen, Sintern und zwar flächig oder punktuell.

2 zeigt ein Filterelement auf einem Mittelrohr. Das Filterelement 22 ist zylinderförmig gestaltet, das heißt die beiden Endscheiben des Filterelements 22 weisen gleiche Innendurchmesser auf. Wird das Filterelement 22 auf das Mittelrohr 17 aufgeschoben, so weitet sich die in Montagerichtung gesehene vordere Endscheibe etwas weiter auf. Aufgrund der Flexibilität der Endscheibe passt sich das Filterelement mühelos dem Mittelrohr an.


Anspruch[de]
  1. Filterelement zur Reinigung eines Fluides, bestehend aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermittel, wobei das Filtermittel aus einem synthetischen Material, insbesondere einem Polyestervlies besteht, einem Stützgitter, welches mit dem Filtermittel vollflächig in Kontakt steht, wobei an den Stirnseiten Endscheiben vorgesehen sind, diese Endscheiben aus Kunststoff bestehen und wenigstens eine Endscheibe mit einem eingebetteten Dichtelement versehen ist, wobei die Verbindung zwischen Endscheibe und Filterelement durch Einschmelzen oder Einschäumen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass längs des Umfangs zur Faltenstabilisierung ein mit Klebstoff benetzter Faden vorgesehen ist, wobei der Klebstoff eine Verklebung zwischen den Faltenspitzen und dem Faden bewirkt und wobei sich der Faden von einer Stirnseite zur anderen Stirnseite erstreckt und im wesentlichen parallel verläuft.
  2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endscheiben aus Nitrilkautschuk oder Polyurethanschaum bestehen.
  3. Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eingebettete Dichtelement ein thermoplastisches Vliesmaterial ist.
  4. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Fadenspuren einen Abstand aufweisen, der einen 0,5 bis 1,5 fachen Faltenabstand aufweist.
  5. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermittel anströmseitig mit dem Stützgitter verbunden ist.
  6. Filterelement nach einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die filteraktive Lage aus synthetischen Fasern besteht und das Stützgitter ein Spacermaterial ist, dessen Porengröße oder Maschenweite wesentlich größer ist als die der Filterlage, wobei die beiden Materialien durch einen Laminationsprozess miteinander verbunden werden.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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