DE102004009963A1

DE102004009963A1 - Extrudiertes Kunststoff-Mittelrohrprofil und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE102004009963A1
Application number: DE102004009963A
Authority: DE
Inventors: Ledu Q. Nguyen
Original assignee: ArvinMeritor Technology LLC
Current assignee: Mann and Hummel Purolator Filters LLC
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2004-12-16
Also published as: US7108139B2; US20040173520A1; JP2004290966A; CN1530160A

Abstract

Ein Filter für ein Fluidsystem umfasst ein Gehäuse mit einem Hohlraum in seinem Inneren. Ein Filtermedium ist in dem Gehäuse angeordnet und begrenzt eine mittige Öffnung. Ein Mittelrohr ist in der mittigen Öffnung angeordnet und umfasst mehrere wendelförmige Rippen, die sich von einem Mittelteil des Mittelrohres radial nach außen erstrecken. Die wendelförmigen Rippen enden in einem äußeren Abschnitt, der an das Filtermedium angrenzt. Das Mittelrohr stellt die gewünschte konstruktionsmäßige Stabilität bereit und lässt dabei Fluid durch das Mittelrohr strömen. Das Mittelrohr der vorliegenden Erfindung wird durch ein Kunststoffextrusionsverfahren hergestellt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter zur Verwendung in Fluidsystemen, und die Erfindung betrifft insbesondere ein bei Filtern normalerweise verwendetes Mittelrohr.

Filter sind normalerweise aus einem Gehäuse einer oder mehrerer aneinander befestigter Komponenten konstruiert. Ein Filtermedium, normalerweise ein gefaltetes Filtermedium, ist in dem Hohlraum im Inneren des Gehäuses angeordnet. Das Filtermedium ist normalerweise von zylindrischer Form, wobei die Außenseite des Filtermediums eine Eingangsseite bildet, durch die schmutziges Fluid hineingelangt. Die Innenseite des Filtermediums bildet eine Auslassseite, die das saubere Fluid aufnimmt.

Ein Mittelrohr ist normalerweise in Bezug auf das Filtermedium mittig in dem Filter angeordnet, um die Form des Filtermediums zu halten und dem Filter Stabilität zu verleihen. Das Mittelrohr ist normalerweise aus Metall konstruiert. Mittelrohre mit unterschiedlichen Durchmessern und Längen werden für Filter verschiedener Größen hergestellt. Infolgedessen ist für die verschiedenen Filter ein großes Inventar an Mittelrohren erforderlich. Ferner sind zahlreiche individuelle Düsen, Walzen und Dichtungsvorrichtungen erforderlich, um jedes der Mittelrohre für die verschiedenen Filter herzustellen.

Man braucht daher ein Mittelrohr, das Fluid hindurchströmen lässt, aber dennoch den für die verschiedenen Filter benötigten unterschiedlichen Durchmessern und Längen Rechnung tragen kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG UND VORTEILE

Ein Filter für ein Fluidsystem umfasst ein Gehäuse mit einem Hohlraum in seinem Inneren. Ein Filtermedium ist in dem Gehäuse angeordnet und begrenzt eine mittige Öffnung. Ein Mittelrohr ist in der mittigen Öffnung angeordnet und umfasst mehrere wendelförmige Rippen, die sich von einem Mittelteil des Mittelrohres radial nach außen erstrecken. Die wendelförmigen Rippen enden in einem äußeren Abschnitt, der an das Filtermedium angrenzt. Das Mittelrohr stellt die gewünschte konstruktionsmäßige Stabilität bereit, während es Fluid durch das Mittelrohr strömen lässt.

Das Mittelrohr der vorliegenden Erfindung wird durch ein Kunststoffextrusionsverfahren hergestellt. Insbesondere wird eine Kunststoffextrudiermaschine bereitgestellt, die eine Platte aufweist, die eine gewünschte Form bildet. Bei einer Ausführungsform kann die gewünschte Form eine Sternform sein, um das Mittelrohr mit den oben genannten wendelförmigen Rippen bereitzustellen. Die Platte wird gedreht, und Kunststoff wird durch die Platte extrudiert, um die Wendelform zu erzeugen. Ein Mittelrohr hat eine wendelförmige äußere Umfangsfläche, die in dem Filtermedium angeordnet werden kann. Alternativ kann aus einer Platte mit einer Form eines geneigten gebogenen Abschnitts eine Wendelwicklung erzeugt werden.

Demzufolge wird durch die obige Erfindung ein Mittelrohr bereitgestellt, durch das Öl hindurchfließen kann, das aber gleichzeitig den für die verschiedenen Filter benötigten unterschiedlichen Durchmessern und Längen Rechnung tragen kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich; in den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Teilschnittansicht des Filters der vorliegenden Erfindung;
2 eine Querschnittsansicht der auf eine Filterpatrone angewandten vorliegenden Erfindung;
3 eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Filters längs der Linien 3-3;
4 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Mittelrohes der vorliegenden Erfindung;
5A einen Querschnitt eines alternativen Mittelrohres;
5B einen Querschnitt noch eines weiteren Mittelrohres der vorliegenden Erfindung;
5C einen Querschnitt noch einer weiteren Ausführungsform des Mittelrohres der vorliegenden Erfindung;
6 eine schematische Ansicht eines Herstellungsverfahrens, mit dem das Mittelrohr der vorliegenden Erfindung hergestellt wird;
7 eine perspektivische Ansicht einer Düsenbaugruppe, mit der das in 5A gezeigte Mittelrohr hergestellt wird;
8 eine Endansicht einer Profilplatte;
9 eine Querschnittsansicht der in 8 dargestellten Profilplatte;
10 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Düsenbaugruppe; und
11 eine schematische Ansicht eines weiteren Herstellungsverfahrens, mit dem ein Mittelrohr mit Wendelwicklung hergestellt wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Ein Filter 10 gemäß 1 und ein Filter 110 gemäß 2 wird normalerweise zum Filtern von Fluid wie zum Beispiel in einem Schmiersystem für einen Motor verwendet. Der Filter 10 umfasst einen Behälter bzw. ein Gehäuse 12, der/das aus einer oder mehreren aneinander befestigten Komponenten konstruiert sein kann. Zum Beispiel kann eine Mutternplatte 14 an einem äußeren zylindrischen Wandabschnitt mit einer Naht 18 befestigt sein. Ein O-Ring 16 ist auf die Mutternplatte 14 aufgesetzt, um zwischen dem Filter 10 und einem Montageadapter (nicht dargestellt) abzudichten.
Der Filter 10 umfasst einen Hohlraum 20 in seinem Inneren, wobei in dem Hohlraum 20 ein Filtermedium 24 angeordnet ist, um Verunreinigungen aus dem Fluid herauszufiltern, damit sauberes Fluid zu dem Motor zurückgeführt werden kann, beispielsweise zum Schmieren von Motorkomponenten. Das Filtermedium 24 kann von insgesamt zylindrischer Form sein und ist normalerweise gefaltet, um Innenkanten 25 zu bilden, die eine mittige Öffnung 27 begrenzen. Das Filtermedium 24 wird normalerweise zwischen Abschlusskappen festgehalten, die der Klarheit halber nicht dargestellt sind. Das Filtermedium 24 hat eine Einlassseite 26, die schmutziges Fluid aufnimmt, und eine Auslassseite 28, wo sauberes Fluid das Filtermedium 24 verlässt. Die Mutternplatte 14 kann Perforationen 22 aufweisen, damit schmutziges Fluid in den Filter 10 hineingelangen kann. Die Mutternplatte 14 kann außerdem eine Gewindeöffnung 34 aufweisen, mit der der Filter 10 an dem Montageadapter befestigt wird. Das saubere Fluid strömt aus der mittigen Öffnung 27 durch die Gewindeöffnung 34 und in den Montageadapter hinein. Es versteht sich, dass der Fluidstrom gegenüber dem oben beschriebenen umgekehrt werden kann.
In 2 ist ein patronenartiger Filter 110 dargestellt, der sich normalerweise in einem geeigneten festen Gehäuse (nicht dargestellt) befindet. Das Filtermedium 24 wird zwischen voneinander beabstandeten Abschlussscheiben 32 (von denen nur eine dargestellt ist) festgehalten, so dass der Außenumfang des Filtermediums 24 frei bleibt. Ein Umgehungsventil kann in dem Filter 110 in jeder geeigneten, in der Technik wohlbekannten Weise angeordnet sein, damit Öl von der Einlassseite 26 zu der Auslassseite 28 gelangen kann, wenn sich das Filtermedium 24 zugesetzt hat. Es versteht sich, dass die in 1 gezeigte Filteranordnung 10 nach Wunsch ebenfalls ein Umgehungsventil umfassen kann. Darüber hinaus versteht es sich, dass das nachfolgend erläuterte Mittelrohr der vorliegenden Erfindung in jeder geeigneten Filterkonfiguration verwendet werden kann.
Ein Mittelrohr 35 ist in der mittigen Öffnung 27 angeordnet, um dem Filter 10 und 110 strukturelle Stabilität zu verleihen und Fluid durch das Mittelrohr 35 zu dem Montageadapter gelangen zu lassen. Das Mittelrohr 35 ist in der Nähe des Filtermediums 24 angeordnet, um seinen Innenkanten 25 Halt zu geben, damit die Form des Filtermediums 24 erhalten bleibt. Mit Bezug auf 3 und 4 umfasst ein Mittelrohr 35 einen Mittelteil 36, der von jeder gewünschten Form sein kann. Wendelförmige Rippen 38 erstrecken sich von dem Mittelteil 36 radial nach außen und enden in einem äußeren Abschnitt 40, der in der Nähe der Innenkanten 25 angeordnet ist. Während das in 4–5C dargestellte Mittelrohr 35 sternförmig ist, kann selbstverständlich auch ein Mittelrohr 35 von jeder geeigneten Form verwendet werden. Das Mittelrohr 35 kann gemäß 5A so konstruiert sein, dass es am äußeren Ende der wendelförmigen Rippen Ansätze 42 aufweist, die sich am Umfang etwas in entgegengesetzte Richtungen erstrecken, um eine größere Fläche bereitzustellen, auf der die Innenkanten 25 gelagert sind. Wenngleich in 4 und 5A acht wendelförmige Rippen 38 dargestellt sind, kann selbstverständlich jede beliebige Anzahl von Rippen verwendet werden. Zum Beispiel sind in 5B vier wendelförmige Rippen 38 dargestellt. Außerdem kann gemäß 5C eine ringförmige Wand 44 zwischen den spiralförmigen Rippen 38 angeordnet sein, um dem Mittelrohr 35 zusätzliche strukturelle Steifigkeit zu verleihen.
Vorzugsweise ist das Mittelrohr 35 der vorliegenden Erfindung aus einem Kunststoff hergestellt. Das Mittelrohr 35 kann durch ein in 6 schematisch dargestelltes Herstellungsverfahren 46 hergestellt werden. Eine Extrusionsmaschine 48 extrudiert Kunststoff durch eine Düsenbaugruppe 50. Die Düsenbaugruppe 50 umfasst ein Element 52, an dem eine Abschlussplatte 55 mit Befestigungselementen 57 befestigt ist, wie am besten in 7 gezeigt. Eine Profilplatte 54 mit einer gewünschten Form 53 ist zwischen dem Element 52 und der Abschlussplatte 55 angeordnet. Die Form 53 definiert den Querschnitt des Mittelrohres 35. Mit Bezug auf 7–9 treiben ein Motor 56 und eine Zahnradbaugruppe 58 die Profilplatte 54 über eine Welle 59 an, um die Platte 54 zu drehen, um die gewünschte Wendelform der Rippen 38 des Mittelrohres 35 zu erzeugen. Insbesondere kann die Profilplatte 54 ein durch einen Außenumfang der Profilplatte 54 begrenztes Hohlrad 60 umfassen. Ein auf der Welle 59 gelagertes Kegelrad 62 sorgt für eine drehbare Verbindung zwischen dem Motor 56 und der Platte 54, um die Profilplatte 54 anzutreiben.
Bei einem weiteren, in 10 und 11 dargestellten Herstellungsverfahren 46 wird Kunststoff durch die Extrusionsmaschine 54 extrudiert. Die Düsenbaugruppe 50 umfasst eine Abschlussplatte 55, die an dem Element 52 mit Befestigungselementen 57 befestigt ist. Eine Profilplatte 54 mit einer gewünschten Form 64 ist zwischen dem Element 52 und dem Ende 55 angeordnet. Die Form 64 kann ein geneigter gebogener Abschnitt sein, so dass dann, wenn die Profilplatte 54 gedreht wird, eine Wendelwicklung ähnlich einer Schraubenfeder erzeugt wird, was anhand der Wendelwicklung 68 in 11 dargestellt ist. Eine Kühlvorrichtung 66 kann in Verbindung mit der Extrusionsmaschine 48 verwendet werden, um die Temperatur der heiß extrudierten Wicklung zu senken, um die gewünschte Form beizubehalten, bis sie genügend ausgehärtet ist. Die Mittelrohre aus extrudiertem Kunststoff können auf die gewünschte Länge zugeschnitten werden. Ferner können die Profilplatten 54 geändert werden, um ein Mittelrohr 35 mit unterschiedlichen Durchmessern herzustellen. Auf diese Weise sind die zahlreichen Spezialmaschinen für die bei den metallenen Mittelrohren nach dem Stand der Technik verwendeten Filter nicht mehr erforderlich.
Die Erfindung wurde veranschaulichend beschrieben, und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie vielmehr im Sinne einer Beschreibung als im Sinne einer Einschränkung gedacht ist. Ganz offensichtlich sind angesichts der obigen Lehre viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Es versteht sich daher, dass die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche auch anders als speziell beschrieben praktiziert werden kann.

Claims

Filter für ein Fluidsystem, mit: einem Gehäuse mit einem Hohlraum in seinem Inneren; einem in dem Hohlraum angeordneten Filtermedium, das eine mittige Öffnung begrenzt; und einem in der mittigen Öffnung angeordneten Mittelrohr, wobei das Mittelrohr mehrere wendelförmige Rippen aufweist, die sich von einem Mittelteil radial nach außen erstrecken, wobei die wendelförmigen Rippen in einem an das Filtermedium angrenzenden äußeren Abschnitt enden.
Filter nach Anspruch 1, wobei das Filtermedium gefaltet ist und in der Nähe der äußeren Abschnitte Innenkanten bildet.
Filter nach Anspruch 1, wobei das Filtermedium Einlass- und Auslassseiten aufweist, wobei das Mittelrohr auf der Auslassseite angeordnet ist.
Filter nach Anspruch 1, wobei das Mittelrohr einen sternförmigen Querschnitt hat.
Filter nach Anspruch 1, wobei das Mittelrohr mindestens vier Rippen aufweist.
Filter nach Anspruch 1, wobei das Mittelrohr eine um den Mittelteil herum angeordnete ringförmige Wand aufweist, wobei sich die Rippen von der ringförmigen Wand radial nach außen erstrecken.
Filter nach Anspruch 1, wobei der äußere Abschnitt durch Ansätze gebildet wird, die sich am Umfang von einem Ende der Rippen aus erstrecken.
Mittelrohr für einen Ölfilter, mit: mehreren wendelförmigen Rippen, die sich von einem Mittelteil radial nach außen erstrecken, wobei die wendelförmigen Rippen in einem äußeren Abschnitt enden.
Mittelrohr nach Anspruch 8, wobei das Mittelrohr einen sternförmigen Querschnitt hat.
Mittelrohr nach Anspruch 8, wobei das Mittelrohr eine um den Mittelteil herum angeordnete ringförmige Wand aufweist, wobei sich die Rippen von der ringförmigen Wand radial nach außen erstrecken.
Mittelrohr nach Anspruch 8, wobei der äußere Abschnitt durch Ansätze gebildet wird, die sich am Umfang von Enden der Rippen aus erstrecken.
Mittelrohr nach Anspruch 8, wobei das Mittelrohr aus Kunststoff besteht.
Verfahren zur Herstellung eines Mittelrohres für einen Filter eines Fluidsystems, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer Kunststoffextrudiermaschine mit einer Platte mit einer gewünschten Form; b) Drehen der Platte; c) Extrudieren von Kunststoff durch die Platte; und d) Bilden eines Mittelrohres mit einer wendelförmigen äußeren Umfangsfläche.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die gewünschte Form eine Sternform mit einem Mittelteil ist und sich mehrere Rippen von dem Mittelteil radial nach außen erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei in Schritt d) wendelförmige Rippen gebildet werden, die in einem äußeren Abschnitt enden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die gewünschte Form ein geneigter gebogener Abschnitt ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei in Schritt d) eine Wendelwicklung gebildet wird.