DE102009053683A1

DE102009053683A1 - Filterelement mit Mittelrohr

Info

Publication number: DE102009053683A1
Application number: DE102009053683A
Authority: DE
Inventors: Dieter Amesöder
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2009-11-19
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: DE102009053683B4

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Mittelrohr für ein hohlzylindrisch geformtes Filterelement, welches aus thermoplastischem Kunststoff besteht. Ferner besteht das Mittelrohr aus längs der Mittelrohrachse unter paarweise miteinander verbundenen achsschiefen Ringen, wobei der erste Ring des Paares - bezogen auf die Mittelrohrachse - unter einem Winkel von 50° bis 70° angeordnet ist und der zweite Ring des Paares unter einem Winkel von 100° bis 120° - bezogen auf die Mittelrohrachse - angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Mittelrohr für ein hohlzylindrisch geformtes Filterelement sowie ein Verfahren zur Herstellung des Mittelrohres und ein Filterelement nach den Merkmalen der Ansprüche 1, 4 und 6.
Stand der Technik
Aus der DE 103 018 43 ist ein Filter mit einem Mittelrohr bekannt, wobei das Mittelrohr mindestens einen Abschnitt zum Längenausgleich besitzt, der in Richtung der Längsmittelachse des Mittelrohres federnd ausgebildet ist. Das Mittelrohr besteht aus in Achsrichtung verlaufenden Stegen sowie Stützringen, die längs des Mittelrohres in bestimmten vordefinierten Ebenen angelegt sind. Ein solches Mittelrohr ist aufwendig in der Herstellung und ebenso materialaufwendig.
Es ist weiterhin aus der JP 2004-167805 ein Herstellverfahren für ein Mittelrohr eines Filters zu entnehmen. Auch hier besteht das Mittelrohr aus längs der Mittelrohrachse sich erstreckenden Stegen, an welchen Ringe in einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sind. Ein Nachteil dieses Systems ist darin zu sehen, dass Längentoleranzen mit diesem Aufbau nicht ausgeglichen werden können.
Es sind weiterhin, wie insbesondere aus der DE 9318913 , Stützkörper bekannt, die innerhalb eines Rohres angeordnet sind, wobei diese Stützkörper als Spiralfeder ausgebildet werden. Spiralfedern lassen sich zwar einfach herstellen, jedoch ist die Stützwirkung aufgrund des Herstellprozesses nicht exakt einstellbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mittelrohr für ein hohlzylindrisch geformtes Filterelement zu bilden, das einfach herstellbar ist und eine hohe Stabilisierungskraft zum Abstützen von insbesondere Filterelementen aufweist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale eines Mittelrohres nach Anspruch 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, dass achsschief und miteinander verbundene Ringe dieses Mittelrohr bilden, wobei achsschief bedeutet, dass – bezogen auf die Mittelrohrachse – wenigstens zwei Ringe paarweise angeordnet sind, die einerseits über einen bestimmten Winkelumfang miteinander verbunden sind, andererseits auf der gegenüberliegenden Seite der Verbindungsstruktur einen größtmöglichen Abstand zueinander aufweisen. So kann ein erster Ring eines Ringpaares 50° bis 70° – bezogen auf die Mittelrohrachse – geneigt sein und der zweite Ring des Paares unter einem Winkel von 100° bis 120° – bezogen auf die Mittelrohrachse – angeordnet sein.
Der Vorteil solcher Ringe besteht darin, dass diese einen konstanten Durchmesser aufweisen, was bei einer Spiralfeder als Stützkörper nicht gewährleistet ist. Außerdem besitzt eine Spiralfeder eine sehr hohe Elastizität und kann bei einem hohen Außendruck zusammengedrückt werden.
Weiterbildungsgemäß wird ein Abschluss des Mittelrohres aus einem Halbring oder einem Vollring gebildet, der – bezogen auf die Mittelrohrachse – unter einem Winkel von 90° verläuft. Dies bedeutet, dass sich dieser Abschlussring parallel zu einer evtl. Endscheibe eines Filterelementes erstreckt und damit eine Verbindung mit der Endscheibe in einfacher Weise möglich ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, mehrere Paare längs des Mittelrohres anzuordnen und diese an der jeweiligen Kontaktstelle zueinander zu verbinden. Diese Kontaktstelle ergibt sich durch die Schräge der jeweiligen Ringe. Damit lässt sich ein Mittelrohr mit beliebiger Länge – angepasst auf das erforderliche Filterelement – kostengünstig herstellen.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Mittelrohres mit einem Spritzgießwerkzeug aus zwei zueinander verschiebbar angeordneten Schiebern. Diese Schieber sind in geschlossenem Zustand in Kontakt miteinander und bilden im Werkzeug einen Raum für den einzuspritzenden thermoplastischen Kunststoff zur Herstellung des Mittelrohres. Durch die achsschiefe Anordnung der Ringe ist es möglich, die Schieber entsprechend der Schiefstellung mit einer keilförmig Gestaltung zu versehen, wobei sich die jeweiligen Keile in der geschlossenen Position treffen und einen Raum erzeugen, der umlaufend zu der Kontaktfläche verläuft und die Ringe des Mittelrohres erzeugt.
Weiterbildungsgemäß treten die Schieber – bezogen auf die Mittelrohrachse – miteinander in Kontakt im Bereich von 100° bis 120° Winkelgraden.
Die Erfindung betrifft auch ein Filterelement zur Filtrierung von Flüssigkeit oder Gasen mit einem Mittelrohr, wobei das Filterelement aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium besteht, welches konzentrisch um das Mittelrohr. angeordnet ist. An den stirnseitigen Enden des Filtermediums sind Endscheiben vorgesehen, die das Filtermedium abschließen, wobei üblicherweise das Filtermedium von außen, d. h. von der konzentrischen Außenoberfläche, nach innen Richtung Mittelrohr durchströmt wird und somit Flüssigkeit oder Gas der Filtration unterzogen wird. Die Endscheiben des Filterelementes sind mit dem Mittelrohr zur Stabilisierung des gesamten Systems verklebt oder verschweißt. Es besteht auch die Möglichkeit, diese Endscheiben mit dem Mittelrohr mechanisch und formschlüssig miteinander zu verbinden.
Diese und weitere Merkmale sind nicht nur aus den Patentansprüchen, sondern auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen herleitbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt:
1 ein Mittelrohr für ein hohlzylindrisch geformtes Filterelement,
2 ein Herstellverfahren für ein in 1 dargestelltes Mittelrohr,
3 ein Filterelement mit einem in 1 dargestellten Mittelrohr.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Das in 1 gezeigte Mittelrohr 10 besteht aus einem Halbring 11, der – bezogen auf die Mittelrohrachse 12 – und einem Winkel α von 90° verläuft. Dieser Halbring 11 bildet den Abschluss des Mittelrohres 10 am Ende eines das Mittelrohr umgebenden Filterelementes, welches in 3 gezeigt wird. Der Halbring 11 ist im Bereich 13 mit einem ersten Paar 14 von achsschiefen Ringen verbunden, da es sich bei dem Mittelrohr um ein thermoplastisches Spritzgießteil handelt, wird der Verbund in einem Spritzgießwerkzeug hergestellt und erfordert nicht ein Verkleben oder Verschweißen in dem Bereich 13. Das erste Paar 14 aus achsschiefen Ringen besteht aus dem Ring 15 und dem Ring 16, die wiederum im Bereich 17 miteinander verbunden sind. Der Ring 15 ist unter dem Winkel β von beispielsweise 70° – bezogen auf die Mittelrohrachse 12 – angeordnet, während der Ring 16 unter dem Winkel γ von 110° – bezogen auf die Mittelrohrachse 12 – verläuft. Wie ersichtlich, besteht damit die Möglichkeit, ein nächstes Paar 18 von achsschiefen Ringen mit dem Paar 14 zu verbinden. Auch hier erfolgt die Verbindung über die Spritzgießtechnik bei der Herstellung des Mittelrohres. Das Paar 18 ist wiederum verbunden mit dem Paar 19, welches anschließend mit einem einzigen Ring 20 verbunden ist, der wiederum mit einem Halbring 21, welcher 90° zu der Mittelrohrachse 12 verläuft, den Abschluss des Mittelrohres bildet. Die einzelnen Ringe besitzen zwischen den Verbindungsstellen, wie beispielsweise Bereich 13 und Bereich 17 geradflächige Innenkonturen 22, 23. Diese Innenkonturen sind bzgl. der Befestigung eines Filterelementes unerheblich, vereinfachen jedoch die Herstellung mittels eines geeigneten Spritzgieß-Werkzeuges.
2 zeigt schematisch ein Spritzgießwerkzeug zur Herstellung eines Mittelrohres 10 gemäß 1. Das Mittelrohr ist in dieser Darstellung bereits in dem Spritzgießwerkzeug hergestellt. Das Werkzeug besteht aus feststehenden Teilen 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31 sowie aus den Schiebern 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39. Diese Schieber bewegen sich gemäß den dargestellten Pfeilen gegeneinander bzw. zueinander und besitzen aufeinanderzugleitende Kontaktflächen 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, die unter dem Winkel 6 – bezogen auf die Mittelrohrachse 12 – verlaufen und, sofern ein Mittelrohr gemäß 1 hergestellt wird, 108° beträgt. Dies bedeutet, dass die Innenkontur der jeweiligen Ringe durch die aufeinandertreffenden Schieber gebildet wird.
3 zeigt ein Filterelement zur Filtrierung von Flüssigkeit oder Gasen mit einem Mittelrohr 10 gemäß 1. Um das Mittelrohr herum angeordnet ist ein zickzackförmig gefaltetes Filtermedium 47, das beispielsweise aus Papier oder Vlies gebildet ist. An den Stirnseiten 48, 49 des Filtermediums 47 sind zwei Endscheiben 50, 51 angeordnet. Diese Endscheiben sind mit dem Filtermedium 47 verklebt. Gleichzeitig sind diese Endscheiben mit den Halbringen 11 und 21 des Mittelrohres 10 verbunden, so dass sich eine stabile Anordnung ergibt, die auch hohen Druckunterschieden bei der Filtrierung von Flüssigkeiten zwischen der Rohflüssigkeitsseite und der Reinflüssigkeitsseite ohne Weiteres standhält.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10301843 [0002]
JP 2004-167805 [0003]
DE 9318913 [0004]

Claims

Mittelrohr für ein hohlzylindrisch geformtes Filterelement, bestehend aus thermoplastischem Kunststoff, wobei dieses Mittelrohr aus längs der Mittelrohrachse unter paarweise miteinander verbundenen achsschiefen Ringen besteht, wobei der erste Ring des Paares bezogen auf die Mittelrohrachse unter einem Winkel von 50° bis 70° angeordnet ist und der zweite Ring des Paares unter einem Winkel von 100° bis 120° bezogen auf die Mittelrohrachse angeordnet ist.
Mittelrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Ring des Paares und/oder am zweiten Ring des Paares ein bezogen auf die Mittelrohrachse und einem Winkel von 90° verlaufender Halbring als Mittelrohrabschluss vorgesehen ist.
Mittelrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Paare längs des Mittelrohres vorgesehen sind und diese miteinander an der sich durch die Schräge ergebende Kontaktstelle verbunden sind.
Verfahren zur Herstellung eines Mittelrohres nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spritzgießwerkzeug aus zwei zueinander verschiebbar angeordneten Schieber besteht und diese Schieber in geschlossenem Zustand in Kontakt miteinander stehen und im Werkzeug einen Raum für den thermoplastischen Kunststoff zum Herstellen des Mittelrohres erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schieber – bezogen auf die Mittelachse des herzustellenden Mittelrohres – schräg verlaufende Kontaktfläche, die miteinander in Kontakt treten, aufweisen, wobei die Schräge in Bezug auf die Mittelachse einen Winkel von 100° bis 120° aufweist.
Filterelement mit einem Mittelrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein zickzackförmig gefaltetes Filtermedium konzentrisch um das Mittelrohr angeordnet ist und an den stirnseitigen Enden das Filtermedium mit Endscheiben abgeschlossen ist, wobei die Endscheiben mit dem Mittelrohr verklebt, verschweißt oder mechanisch und formschlüssig verbunden sind.