CN1833749B - 塑料端部盘 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于一个空心圆柱形的过滤元件的、特别是用于一个流体过滤器的塑料端部盘，其中所述塑料端部盘在一个端面处与一种过滤介质密封地连接，并且由至少两个基本上彼此平面平行设置的塑料层构成。这两个塑料层具有机械上不同的弹性。在这里，一个塑料层是刚性的，另一塑料层是弹性的。在弹性塑料层上设置了一个圆柱形的连接轮廓，所述轮廓对于连接元件产生一种密封的和可折开的连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于一种空心圆柱形的过滤元件的塑料端部盘(Kunststoffendscheibe)。此外本发明还涉及一种空心圆柱形的过滤元件的塑料端部盘的制造方法和一种过滤元件。
背景技术
这类塑料端部盘的任务是形成一个使一种过滤介质可密封地嵌入到其中的、多数为环形的区域。此外，该塑料端部盘还必须具有一种适于与一个连接元件产生一种密封的、和可折开的连接的连接轮廓。例如DE 19919289公开了这样一种端部盘。其中描述了用于与一种过滤介质密封地封闭的塑料板的制造情况。为此使用了具有不同的热特性的、且重叠设置的塑料盘。这样这些塑料盘通过感应处理可有选择地进行加热。该端部盘的任务也是一方面使过滤元件产生机械刚性，另一方面相对于连接元件达到尽可能弹性的密封轮廓。在所述端部盘中只有通过附加的密封元件、例如弹性体环或者毛毡环才能满足这些要求。这样材料和安装的花费就很大，因此生产这种端部盘既费事，也费钱。
发明内容
本发明的任务是提供一种具有足够刚性的端部盘，这种端部盘能避免上述缺点、能简单制造，并且可经济和可靠地与过滤介质连接，并且具有一个有足够弹性的密封轮廓。
这个任务通过用于一种空心圆柱形的过滤元件的塑料端部盘来完成。其中塑料端部盘在一个端面上与一种过滤介质密封地连接，并且由至少两个塑料层构成，这两个塑料层基本上平面地彼此连接，并且具有不同的弹性。根据本发明，带有提高的径向弹性的塑料层为了对于过滤介质进行密封而设置在面向过滤介质的一侧，并且通过使所述带有提高的径向弹性的塑料层热熔化并使其再硬化，使得所述过滤介质和所述弹性的塑料层固定地连接在一起，并且带有提高的径向弹性的塑料层比较少弹性的、刚性的塑料层具有较低的热熔点。
本发明以这种构思为依据：通过使用不同的材料满足对于塑料端部盘的不同要求。为此两个作为坯件预制的塑料层例如通过红外焊接、接触热(Kontaktwaerme)焊接或者激光焊接平面地彼此连接。由此使一个机械刚性层与一个机械弹性层合并成一个端部盘。也存在使用一个2-K-成分-压注件的可能性。为了将弹性层与过滤介质的一个端面以及刚性层连接起来，将弹性层熔化，并且与这两个连接对象进行焊接。刚性层承担支架功能，弹性层完成所述过滤元件相对于一个连接元件的密封功能。所述连接元件例如可以是一个轴向的或者径向的壳体棱边，该棱边与端部盘的圆周轮廓相对应。例如聚酰胺、聚丙烯、聚甲醛(POM)或者聚丁烯对苯二酸酯(PBT)适合用作端部盘的刚性层的材料。为了附加的稳定性可向这些材料中添加例如玻璃纤维。例如聚酰胺12(PA12)、聚酰胺612(PA612)、热塑性的弹性体(TPE)、聚乙烯(PE)、或者所有的柔软的热塑性塑料适合用作弹性层的材料。所述端部盘可以用在用于过滤几乎所有流体的和气态的介质，例如空气、油、燃料或者水的过滤元件中。
通过弹性塑料层改善了在接触表面上与连接元件的封闭接触，并且因此使密封性最佳化。在根据本发明的端部盘中可以放弃附加的密封元件，如弹性体环或者毛毡环，这样就创造了可经济生产并且成本有利的端部盘。
在本发明的另一种方案中，弹性层的熔点比刚性层的熔点低。这样，用于熔化弹性的塑料端部盘所必需的热能例如可通过刚性层借助于接触热进行传递。这就允许以一个目标温度值仅熔化弹性层，而排除对于刚性层所不希望的软化。
根据另一变型方案，所述弹性层的连接轮廓是一个径向密封装置。这个径向密封装置例如与一个壳体壁的一个圆周轮廓相对应。因此该过滤元件就可以插入到一个壳体中，并且在整个插入深度上都产生密封。除了密封以外它还有下述优点，即在从壳体取下过滤元件时通过它可将在径向密封装置处积累起来的粗颗粒擦掉。
在一种进一步改进的实施例中，使弹性塑料层与过滤介质或者与刚性塑料层同心地超出刚性塑料层。这样在刚性塑料层的一个棱边和连接元件的一个接触表面之间出现一个径向的间隙，径向弹性的连接轮廓可以在该间隙上延伸。通过这一措施可以有利地将连接轮廓和连接元件之间的公差搭接起来，并且通过弹性塑料层对连接元件的接触 表面产生预应力。这可通过下述措施实现：在拆开状态时弹性层的连接轮廓具有一个比作为连接元件使用的管套要小的直径。这样使密封性最佳化，并且可降低所要求的安装力。
本发明的另一方案是，所述连接轮廓是端部盘内部的一个圆形的同心开口。在一个空心圆柱形的过滤元件上，该端部盘通常被一个作为圆柱形管套构成的连接元件所贯穿。通过这种布局，在所述连接轮廓和连接元件之间的密封装置可以用作在末过滤的原始侧和已过滤的纯净侧之间的、密封的隔开装置使用。所述连接元件也可以穿过该过滤元件的两个端部盘，并且同时用于固定所述过滤元件。
根据本发明的一种实施方式，在弹性层的连接轮廓上如此地形成一个密封轮廓，即提高这个密封轮廓的径向弹性。这例如可用一个在轴向长度上延伸的、并且向密封棱边逐渐变小的密封唇来实现。通过这一措施进一步减少安装力，并且提高可能的公差。这特别也对于这种地方是有利的：由于空间情况狭窄使得过滤元件对于安装来说难以接触，或者只能成斜角地进行安装。
在另一种有利的方案中，所述弹性层的连接轮廓如此地成形为一个密封唇：在安装过滤元件时便于装入到连接元件中。该连接轮廓例如可通过一个与过滤器轴线成斜角的引入阶段(Einfuehrungs-phase)、或者通过成斜角的密封唇来实现，其中密封唇还附加地具有一种径向弹性。除了便于安装外，通过这种结构还使得通过连接元件损坏弹性密封轮廓的危险最小化。
为了使得在另一结构形式中的端部盘的特性最佳化，也可在刚性塑料层上形成用于简化安装的轮廓。在此，这例如可以通过一个与过滤器轴线成斜角的安装斜面来实现。为了使该轮廓具有足够的尺寸，可以在此区域中例如成形一个径向超出端部盘的环形凸缘。该环形凸缘同时也用作面对一个支承轮廓的支承面。这种结构使过滤元件的安装快速且可靠，并且利用刚性塑料层的机械上坚固的表面用于保护机械上较软的密封轮廓。
根据另一方案，所述刚性的端部盘由一种聚酰胺构成。因此使用一种材料，该材料能满足对许多可能的待过滤的介质在机械的、化学的和热上的要求。
在另一种实施方式中，所述弹性层的材料由一种热塑性弹性体构 成，例如为此可以使用热塑性的共聚酯弹性体(TPE-E)或者聚醚-块(Block)-酰胺(TPE-A)。这样就保证了持久和稳定的密封性。这些材料价格有利地提供使用，并且具有高的热、化学和机械稳定性。
在本发明的另一部分中建议一种方法，该方法用于生产一种空心圆柱形的过滤元件的塑料端部盘。其中该端部盘具有一个刚性的塑料层和一个弹性的塑料层，该弹性的塑料层与刚性的塑料层相比具有较低的热熔点。根据本发明，所述制造方法包括下述步骤：
(1)、将刚性的塑料层以及弹性的塑料层放入到一个容纳机构中，并且将所述刚性的塑料层与弹性的塑料层通过热熔化连接起来，
或者将具有弹性的以及刚性的塑料层的双成分塑料件放入到一个容纳机构中，
(2)、通过热源来熔化弹性的塑料层，
(3)、将一种过滤介质放入到已熔化的塑料层中，
(4)、使该塑料端部盘硬化。
为此将一个作为坯件存在的刚性层置入到一个容纳机构中。也可将一个2-K-部件(2-成分-压注件)用作坯件。在下一步骤中将一个也是作为坯件存在的弹性层放置到该刚性层上。在这种情况下，这两个层彼此间的定位、或者相对于容纳机构的定位可通过该容纳机构和/或各个层的轮廓来完成。为了这两个层的彼此间的连接，它们在下一步骤中在彼此面对的侧面上通过热能进行熔化。例如可通过激光束、接触热或者红外辐射提供热学的加热过程。建议在用红外辐射进行加热时利用隔板屏蔽住不应熔化的密封轮廓。在下一步骤中，将一种过滤介质置入到已熔化的弹性层中。借助一种压力、或者一个位置定位装置将该过滤介质固定在现在已连接的端部盘中，直到实现一种连接。在硬化阶段之后可将该过滤元件从容纳机构中取出。
熔化弹性层是有利的。弹性层应具有低的熔点。
本发明的另一部分是一种过滤元件。该过滤元件具有至少一个上述类型的端部盘。在这种情况下，将一个最好为曲折地和空心圆柱形地折叠的过滤介质焊接在两个端部盘之间。为此至少一个端部盘配设一个圆柱形的开口，该开口用于密封地并且可拆开地与一个连接元件相连接。
本发明还涉及其它优选改进方案，其特征参见下文和附图，其中 这些单个的特征可在本发明的实施方式中和其它领域中分别单个地实现，或者以小组合的形式多个地实现，并且可以是优选的、以及本身能保护的方案，因此在此申请保护。
附图说明
下面借助一个附图对本发明的一个实施例进行说明。该附图以全截面的形式表示一个空心圆柱形的过滤元件10的布局。
具体实施方式
在该附图中，在一个上端部盘11a和一个下端部盘11b之间将一种过滤介质12在它的两个端面上熔化到端部盘11a、11b之中。上端部盘11a由一个上支承层13和一个上弹性层14组成，它们彼此焊接。在弹性层14上，一个上连接轮廓15超出所述过滤介质12，并在其径向内侧超出上支承层13，并且与一个连接元件19的一个圆柱形的密封表面20接触。在所示实施例中上连接轮廓15和圆柱形的密封表面20之间的表面是平面形状的，这个表面可替换地也可凸起地成形，或者具有密封棱边。
下端部盘11b由一个下支承层17和一个下弹性层16组成，这两个层16、17与过滤介质12之间的连接如同上端部盘11a一样通过熔焊产生。在下弹性层16上，以与圆柱体轴线成一个角度地设置一个下连接轮廓18。并且该连接轮廓从这个下弹性层16凸出一个轴向长度。通过下连接轮廓18的这种结构保证提高径向弹性。下连接轮廓18和圆柱形的密封表面20相接触，其中，这种接触发生在下连接轮廓的一个棱边上。在下支承层17上，朝向径向内侧设置一个安装斜面22。在将过滤元件10插入到连接元件19中时该安装斜面作为安装辅助装置使用。为了保护下连接轮廓18，在径向内侧处使下支承板17超出过滤介质12。一个设置的环形凸缘21用作连接元件19的支承凸缘23对面的支承面。
Claims (13)
1.用于一种空心圆柱形的过滤元件(10)的塑料端部盘(11a，11b)，其中塑料端部盘(11a，11b)在一个端面上与一种过滤介质(12)密封地连接，并且由至少两个塑料层(13，14/16，17)构成，这两个塑料层基本上平面地彼此连接，并且具有不同的弹性，其特征在于，带有提高的径向弹性的塑料层(14，16)为了对于过滤介质(12)进行密封而设置在面向过滤介质(12)的一侧，并且通过使所述带有提高的径向弹性的塑料层热熔化并使其再硬化，使得所述过滤介质(12)和所述弹性的塑料层固定地连接在一起，并且带有提高的径向弹性的塑料层(14，16)比较少弹性的、刚性的塑料层(13，17)具有较低的热熔点。
2.按照权利要求1所述的塑料端部盘，其特征在于，所述塑料端部盘(11a，11b)用于一种流体过滤器。
3.按照权利要求1或2所述的塑料端部盘，其特征在于，所述塑料端部盘(11a，11b)的刚性的塑料层(13，17)由聚酰胺、聚甲醛或者聚丁烯对苯二酸酯构成。
4.按照权利要求1或2所述的塑料端部盘，其特征在于，所述塑料端部盘(11a，11b)的弹性的塑料层(14，16)由一种软的聚酰胺制成。
5.按照权利要求4所述的塑料端部盘，其特征在于，所述软的聚酰胺是聚酰胺12或者聚酰胺612。
6.按照权利要求1所述的塑料端部盘，其特征在于，所述塑料端部盘(11a，11b)的弹性的塑料层(14，16)具有如此的连接轮廓(18)，即在一个连接元件(19)的对面形成一个径向密封装置。
7.按照权利要求1所述的塑料端部盘，其特征在于，所述径向弹性的塑料层(14，16)在连接轮廓(18)处同心地超出刚性的塑料层(13，17)。
8.按照权利要求6或者7所述的塑料端部盘，其特征在于，所述塑料端部盘(11a，11b)的连接轮廓(18)是一个与过滤元件(10)同心设置的圆形的开口。
9.按照权利要求7所述的塑料端部盘，其特征在于，所述塑料端部盘(11a，11b)的面对连接元件(19)的连接轮廓(18)构造 为在轴向长度上延伸的、并且向密封棱边逐渐变小的密封唇，从而在几何形状上提高其所述径向弹性。
10.按照权利要求7所述的塑料端部盘，其特征在于，所述塑料端部盘(11a，11b)的连接轮廓(18)使得易于与连接元件(19)进行装配，其中该连接轮廓(18)构造成一个与过滤器轴线成斜角的引入阶段、或者构造成呈斜角的密封唇。
11.按照权利要求1、2、6、7、9或10中任一项所述的塑料端部盘，其特征在于，所述塑料端部盘(11a，11b)的刚性的塑料层(13，17)具有使得易于与连接元件(19)进行装配的轮廓，该轮廓构造为与过滤器轴线呈斜角的安装斜面。
12.按照权利要求1或2所述的塑料端部盘，其特征在于，所述塑料端部盘(11a，11b)的弹性的塑料层(14，16)由一种热塑性的弹性体制成。
13.具有至少一个按照权利要求1所述的塑料端部盘的过滤元件。
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