DE10152552A1

DE10152552A1 - Filterelement, insbesondere für die Filtrierung von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE10152552A1
Application number: DE10152552A
Authority: DE
Inventors: Walter Binder; Helmut Luka; Norbert Strasenberger; Gerhard Vislmaier; Renate Gottwald-Grill; Matthaeus Huber
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2003-05-08
Also published as: EP1306117A1; ATE320840T1; US20030146149A1; DE50206123D1; EP1306117B1

Abstract

Es wird ein Filterelement beschrieben, insbesondere für die Filtrierung von Flüssigkeiten. Dieses Filterelement besteht aus einem konzentrischen Stützkörper, einem insbesondere zickzack-förmig gefalteten und an dem konzentrischen Stützkörper angeordneten Filtermedium sowie an den Stirnseiten des Filtermediums angeordneten Endscheiben, wobei die Endscheiben mit dem Filtermedium verklebt oder verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stützkörper im Bereich einer oder beider Endscheiben ein Dichtungsträger vorgesehen ist, welcher eine formschlüssig mit diesen verbundenen Dichtung, insbesondere eine Elastomerdichtung, aufweist, und wobei der Dichtungsträger radialelastisch gestaltet ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Filterelement, insbesondere für die Filtrierung von Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1, sowie ein Filtersystem nach dem nebengeordneten Anspruch 6.

Ein Filterelement ist aus der GB 2 119 674 A bekannt. Dieses weist einen Stützkörper auf an dem ein zick-zack-förmig gefaltetes Filtermedium angeordnet ist. Das Filtermedium ist an den Stirnseiten mit Endscheiben verschlossen. Auf den Endscheiben sind Gummiprofildichtungen angeordnet. Ein Nachteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, dass die Profildichtungen lediglich einen geringen Toleranzausgleich bewirken können und bei unsachgemäßem Einbau oder bei größeren Toleranzen des Gehäuses die zuverlässige Abdichtung nicht gewährleistet ist.

Es ist ferner aus der US PS 5 556 440 ein Filtersystem mit einer Dichtung bekannt, diese Dichtung ist ebenfalls als Profildichtung aufgebaut und unmittelbar in die Endscheibe integriert. Die Dichtkräfte dieser Radialdichtung wirken sich unmittelbar auf das Filtermedium aus und verursachen unter Umständen ein Aufreisen oder ein Lösen der Endscheibe an dem Filtermedium.

Zur Vermeidung einer solchen unbeabsichtigten Zerstörung ist es aus der US PS 5 484 466 bekannt, das Dichtungsprofil der Endscheibe so elastisch auszubilden, dass genügend Abstand zum Ausweichen der Dichtung vorgesehen ist. Dies führt allerdings dazu, dass das gewählte Dichtprofil eine sehr große Distanz überbrücken muss und unter Umständen keine ausreichende Zentrierung des Filterelements in einem Gehäuse erfolgt.

Aus der US PS 5 685 985 ist eine weitere Dichtungsstruktur für ein Filterelement bekannt, es handelt sich dabei ebenfalls um eine Radialdichtung die sich in axialer Richtung über das Filterelement erstreckt und an einem Dichtring anliegt. Auch dort besteht die Gefahr, dass die zentrische Führung des Filterelements durch die relativ labile Dichtung nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Filterelement, insbesondere für die Filtrierung von Flüssigkeiten, zu schaffen welches eine zuverlässige Abdichtung zwischen Rohflüssigkeits- und Reinflüssigkeitsbereich gewährleistet.

Diese Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffs durch die kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass einerseits an dem Stützkörper im Bereich einer oder beider Endscheiben ein Dichtungsträger vorgesehen ist, welcher eine formschlüssig mit diesem verbundene Dichtung, insbesondere eine Elastomerdichtung trägt und der Dichtungsträger radial elastisch gestaltet ist. Durch diese Gestaltung wird die Elastizität der Dichtung erhöht, andererseits aber die zuverlässige Fixierung des Filterelements gewährleistet.

Gemäß einer Ausgestaltung besteht der Dichtungsträger aus zwei ineinandergreifende einseitig eingespannte Zungen. Über diese Zungen ist die Elastomerdichtung mit dem Stützkörper verbunden. Die Zungen haben Federeigenschaften, welche eine Nachgiebigkeit der Dichtung bewirken.

Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, den Dichtungsträger membranförmig zu gestalten. Auch durch diesen Aufbau ist eine höhere Elastizität des Dichtungssystems gewährleistet.

Weiterbildungsgemäß ist die Dichtung mit einem axialdichtungsfähigen Bereich versehen, damit zusätzlich zu der radialen Fixierung eine axiale Fixierung des Filterelements vorgenommen werden kann.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, die Endscheibe aus Nitrilkautschuk herzustellen. Dieses Material hat eine hohe Temperatur- und Alterungsbeständigkeit und ist leicht verarbeitbar. Mit diesem Nitrilkautschuk kann sowohl die Stirnseite des Filtermediums als auch die Stirnseite des Stützkörpers umschlossen und abgedichtet werden.

Die Erfindung betrifft ferner ein Filtersystem, insbesondere zur Filtrierung von Flüssigkeiten. Dieses besteht aus einem Filtergehäuse, einem Zulauf für die Rohflüssigkeit, einem Ablauf für die Reinflüssigkeit und einem in dem Filtergehäuse angeordneten Filterelement. Das Filterelement weist ebenfalls einen radialelastischen Dichtungsträger auf, an welchem die Dichtung formschlüssig angeordnet ist. Das Filterelement ist an einem Anschlußstutzen, der sich am Reinflüssigkeitsablauf befindet lösbar befestigt.

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 schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen
Fig. 1a-c verschiedene Varianten eines Dichtungssystems,
Fig. 2a-b weitere Varianten eines Dichtungssystems,
Fig. 3a-c eine weitere Variantenreihe eines Dichtungssystems,
Fig. 4 ein komplettes Filtersystem in einer Schnittdarstellung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1a zeigt in einer Schnittdarstellung ein Filterelement, bestehend aus einem konzentrischen Stützkörper 10, einem auf dem Stützkörper angeordneten zick-zack-förmig gefalteten Filtermedium, insbesondere Filterpapier 11. Dieses Filterpapier ist an den Stirnseiten mit Kunststofffolien 12, 13 abgedichtet. Die Kunststofffolien werden umfaßt von Endscheiben 14, 15 aus thermoplastischen Kunststoff. An der Endscheibe 15 befinden sich Schnappelemente 16, 17, 18 mit welchen das Filterelement an einem hier nicht dargestellten Träger eingerastet werden kann. Die Endscheibe 14 ist mit einem axialgerichteten Steg 19 versehen. An diesen Steg ist eine Dichtung, insbesondere eine Elastomerdichtung 20 formschlüssig angespritzt. Der Steg 19 weist konzentrische Durchbrüche 21 auf, diese werden bei dem Herstellungsprozess der Dichtung mit ausgefüllt und bilden somit eine zuverlässige Verbindung zwischen Steg und Elastomerdichtung. An der Gegenüberliegenden Endscheibe ist ein radial nach innen gerichteter Steg 22 vorgesehen.
Auch dieser ist mit konzentrischen Öffnungen 23 ausgestattet und wird von einer Elastomerdichtung 24 umschlossen.
Fig. 1b zeigt eine Variante eines Dichtungsträgers 25. Dieser Steg umfaßt eine Profildichtung 26, die damit ebenfalls formschlüssig in dem Dichtungsträger angeordnet ist. Der Dichtungsträger 25 ist radial nachgiebig und kann somit bei sehr hohen Dichtungsdrücken ausweichen. Außerdem ist die Profildichtung 26 mit Aussparungen 27, 28 versehen und zeigt damit gute elastische Eigenschaften.
Fig. 1c zeigt eine weitere Dichtungsträgervariante. Der Dichtungsträger ist ein Steg 29 der ebenfalls Öffnungen aufweist damit die Profildichtung 30 zuverlässig befestigt werden kann.
Fig. 2a zeigt in einem Teilschnitt einen Stützkörper 31 der wiederum ein Filterelement 32 trägt. Das Filterelement ist über entsprechende Klebverbindungen mit Kunststoffendscheiben 33, 34 an den Stirnseiten abgedichtet. Die Kunststoffendscheiben tragen radial gerichtete Dichtungsaufnahmen 35, 36. Diese Dichtungsaufnahmen sind mit den Dichtungen 37, 38 umspritzt.
Fig. 2b zeigt eine Detaildarstellung der Dichtungsaufnahme 37 diese weist, am Umfang verteilt, Durchbrüche 39 auf sowie die Durchbrüche begrenzende Stege 40. Beim Umspritzen der Stege und der Durchbrüche mit der Dichtungsmasse 41 ergibt sich eine formschlüssige Verbindung zwischen der Dichtungsaufnahme 35 und der Dichtungsmasse. Durch entsprechende Ausgestaltung der Stege 40 können diese die Radialelastizität der Dichtung verbessern.
Fig. 3a zeigt in einem Teilschnitt einen Stützkörper 31 der wiederum ein Filterelement 32 trägt. Das Filterelement ist über entsprechende Klebverbindungen mit Kunststoffendscheiben 33, 34 an den Stirnseiten abgedichtet. Die Kunststoffendscheiben tragen radial gerichtete Dichtungsaufnahmen 35, 36. Diese Dichtungsaufnahmen sind mit den Dichtungen 37, 38 umspritzt.
Fig. 3b ist eine Detaildarstellung einer Dichtungsaufnahme, diese besteht aus zwei einseitig frei schwingende Zungen 42, 43. Auf diesen Zungen ist die Elastomerdichtung 44 angeordnet. Durch die Ausbildung als Zungen besteht der Vorteil, dass die Dichtung eine sehr hohe Radialelastizität aufweist.
Fig. 3c zeigt einen Dichtungsträger 45 der membranförmig gestaltet ist und ebenfalls radialelastische Eigenschaften aufweist. Die Elastomerdichtung 24 wird auf diesem Dichtungsträger im Zweikomponentenspritzgießverfahren aufgebracht.
Fig. 4 zeigt ein komplettes Filtersystem in einer Schnittdarstellung. Ein Filterelement 50 ist in einem Gehäuse 51 angeordnet, dieses Gehäuse 51 ist mit einem Deckel 52 versehen. Das Filterelement 50 weist eine untere Endscheibe 53 auf. Diese Endscheibe ist mit einem konzentrischen Steg 54 versehen, welcher mit einem Elastomer 55 umspritzt ist. Die durch das Elastomer 55 gebildete Dichtung liegt mit einem ersten Dichtrand 56 und einem zweiten Dichtrand 57 an einem Stutzen 58 an. An der Gegenüber liegenden Seite des Filterelements 50 befindet sich eine Endscheibe 59. Diese ist mit einem radial nach Innen gerichteten Steg 60 versehen. Auch dieser Steg ist mit einem Elastomer 61 umspritzt und dichtet über eine Zylinderwand 62 am Deckel 52 ab. An der Endscheibe 59 befinden sich Rastelemente 63, diese greifen in Rastöffnungen 64 des Deckels ein und schaffen so eine lösbare Verbindung von Deckel 52 und Filterelement 50. Der Deckel 52 ist über ein Schraubgewinde mit dem Gehäuse 51 verbunden. Beim Öffnen des Deckels, daß heißt beim Abschrauben des Deckels wird das Filterelement aus dem Gehäuse mit herausgezogen. Nach dem vollständigen Öffnen kann das Filterelement aus dem Deckel ausgeklipst werden und ein neues Filterelement läßt sich in das Gehäuse einsetzen. Selbstverständlich besteht die Möglichkeit, beispielsweise innerhalb des zylindrischen Dichtelements 62 ein Überdruck oder Umgehungsventil anzuordnen, dies ist jedoch allgemein bekannt und wird hier nicht näher erläutert.

Claims

1. Filterelement, insbesondere für die Filtrierung von Flüssigkeiten, bestehend aus einem konzentrischen Stützkörper, einem insbesondere zick-zack-förmig gefalteten und an dem konzentrischen Stützkörper angeordneten Filtermedium sowie an den Stirnseiten des Filtermediums angeordneten Endscheiben, wobei die Endscheiben mit dem Filtermedium verklebt oder verschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stützkörper im Bereich einer oder beider Endscheiben ein Dichtungsträger vorgesehen ist, welcher eine formschlüssig mit diesen verbundenen Dichtung, insbesondere eine Elastomerdichtung, aufweist, und wobei der Dichtungsträger radialelastisch gestaltet ist.

2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsträger aus zwei ineinander greifende einseitig eingespannte Zungen aufweist.

3. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsträger membranförmig gestaltet ist.

4. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung einen axialdichtungsfähigen Bereich aufweist.

5. Filterelement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Endscheibe aus Nitrilkautschuk besteht und den Stützkörper an der Stirnseite umschließt.

6. Filtersystem, insbesondere zur Filtrierung von Flüssigkeiten, bestehend aus einem Filtergehäuse, einem Zulauf für die Rohflüssigkeit, einem Ablauf für die Reinflüssigkeit, einem in dem Filtergehäuse angeordneten Filterelement, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stützkörper im Bereich einer oder beider Endscheiben ein Dichtungsträger vorgesehen ist, welcher eine formschlüssig mit diesen verbundenen Dichtung, insbesondere eine Elastomerdichtung, aufweist, und wobei der Dichtungsträger radialelastisch gestaltet ist, wobei das Filterelement an einem am Reinflüssigkeitsablauf angeordneten Anschlußstutzen lösbar befestigt ist.