DE102011080211A1 - Filtereinheit und Verfahren zur Herstellung einer Filtereinheit - Google Patents
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Filtereinheit und ein Verfahren zur Herstellung einer Filtereinheit gemäß den Hauptansprüchen.
- In Kraftfahrzeugen werden Klima-, Heiz- oder Belüftungsanlagen für die Klimatisierung des Fahrgastraumes verwendet. Zur Verbesserung der Luftgüte werden in den Anlagen Filterelemente eingesetzt. Diese Filterelemente müssen in bestimmten Intervallen erneuert werden. Zu diesem Zweck besitzen die Gehäuse eine Serviceöffnung durch die das Filterelement getauscht werden kann. Diese Serviceöffnung muss mit einem separaten Deckel verschlossen werden. In der Serienproduktion wird dieser Deckel auf das Gehäuse montiert. Desweiteren wird vom Kunden eine definierte Luft- und Wasserdichtheit im Bereich des Filterdeckels gefordert.
- Zur Zeit wird der Filterdeckel als separates Teil hergestellt und in der Serienproduktion auf das Gehäuse montiert. Beispielsweise zeigt die
DE 198 18 178 A1 eine Heizungs- und Klimatisierungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit integreitem und ausziehbaren Luftfilter. - Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Filtereinheit sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eine Filtereinheit zu schaffen.
- Diese Aufgabe wird durch ein Filtereinheit sowie ein Verfahren zur Herstellung eine Filtereinheit gemäß den Hauptansprüchen gelöst.
- Die vorliegende Erfindung schafft eine Filtereinheit zur Aufnahme eines Filterelementes einer Fahrzeugklimaanlage, wobei die Filtereinheit die folgenden Merkmale aufweist:
- – einem Aufnahmebehälter mit einer Fluid-Einlassöffnung, einer Fluid-Auslassöffnung und einer Filteraufnahmeöffnung;
- – einem in dem Aufnahmebehälter angeordneten Filterelement; und
- – einem auf die Filteraufnahmeöffnung stoffschlüssig aufgebrachten Dichtungselement, das die Filteraufnahmeöffnung fluiddicht verschließt.
- Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Filtereinheit zur Aufnahme eines Filterelementes einer Fahrzeugklimaanlage, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- – Bereitstellen eines Aufnahmebehälters mit einer Fluid-Einlassöffnung, einer Fluid-Auslassöffnung und einer Filteraufnahmeöffnung und Bereitstellen eines Filterelements;
- – Einbringen des Filterelementes durch die Filteraufnahmeöffnung in den Aufnahmebehälter; und
- – Fluiddichtes Verschließen der Filteraufnahmeöffnung durch ein stoffschlüssiges Aufbringen eines Dichtungselements auf die Filteraufnahmeöffnung.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer direkten fluiddichten Verbindung des Dichtelementes, das stoffschlüssig auf oder an der Filteraufnahmeöffnung aufgebracht wurde, eine besonders gute Dichtheit des Inneren des Aufnahmebehälters an der Filteraufnahmeöffnung erreicht werden kann. Ferner ist es bereits bei der Herstellung der Filtereinheit möglich, eine kompakte Baugruppe mit einer ersten Filtereinheit herzustellen, bei der das Filterelement direkt in dem Aufnahmebehälter befindlich ist, so dass eine aufwändige Montage beim Verbau der Filtereinheit entfallen kann.
- Vorteilhafterweise kann somit gegenüber dem Stand der Technik, bei dem der Filterdeckel als separates Teil hergestellt und in einem zusätzlichen Arbeitsschritt montiert wird dieser zusätzliche Arbeitsschritt entfallen. Dadurch entfallen ferner Herstellungs-, Logistik- und Montagekosten, da weniger Bauteile in einem Lager für die Endmontage des Fitlergehäuses vorzuhalten sind. Desweiteren kann durch den Entfall der Trennung zwischen Gehäuse und Filterdeckel eine mögliche Undichtheit vermieden werden.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Dichtungselement an die Filteraufnahmeöffnung angespritzt, angeklebt oder angeschweißt ist. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass ein Anspritzen, Anschweißen oder Ankleben des Dichtungselementes technisch sehr einfach auszuführen ist, so dass sich die Herstellungskosten für ein derart ausgestaltetes Filtereinheit gering halten lassen.
- Um eine komfortable Möglichkeit zur Entfernung des Dichtungselementes bei einem erforderlichen Ersatz des Filterelementes oder einer Entnahme des Filterelementes aus dem Aufnahmebehälter sicherzustellen, kann das Dichtungselement eine Grifflasche aufweisen, die ausgebildet ist, um bei einem Zug an der Grifflasche ein Entfernen des Dichtungselementes von der Filteraufnahmeöffnung zu ermöglichen.
- Eine Filtereinheit, bei dem das Dichtungselement für den Fall der Entnahme des Filterelementes aus dem Aufnahmebehälter besonders leicht zu entfernen ist, kann dadurch erhalten werden, wenn das Dichtungselement (insbesondere in einem Randbereich) eine Sollbuchzone aufweist, in der das Dichtungselement eine geringere Dicke aufweist, als in einem Mittelbereich des Dichtungselementes, insbesondere wobei die Sollbruchzone filmartig ausgestaltet ist.
- Die besonders einfache Entfernbarkeit des Dichtungselementes kann gemäß einen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht werden, dass die Sollbruchzone umlaufend zwischen dem Mittelbereich des Dichtungselements und einem Rand der Filteraufnahmeöffnung angeordnet ist.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Dichtungselement zumindest einen Bereich aufweisen, in dem es mittels Mehrkomponenten-Materials, insbesondere eines Mehrkomponenten-Spritzverfahrens hergestellt wurde. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil einer sehr leichten Reißbarkeit des Dichtungselementes in diesem Bereich, der mittels des Mehrkomponenten-Spritzverfahrens herstellt wurde, so dass eine Entfernung durch diese leichte Reißbarkeit in dem speziellen Bereich unterstützt wird.
- Um eine Wiederverschließbarkeit der Filtereinheit nach dem Ersatz des Filterelementes zu verbessern, kann der Aufnahmebehälter ferner zumindest ein Befestigungselement zur Befestigung eines an dem Aufnahmebehälter anzubringenden Deckels zum Verschluss der Filteraufnahmeöffnung aufweisen.
- Beispielsweise kann ein Befestigungselement gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zumindest einen Sockel umfassen, in den einen Schraube zur Befestigung des Deckels einschraubbar ist. Eine derartige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet den Vorteil, dass ein Deckel, der nach dem Ersatz des Filterelementes auf die Filteraufnahmeöffnung aufgesetzt wird und diese fluiddicht verschließen soll, auch entsprechend sicher befestigt werden kann, damit er seinen Zweck erfüllen kann.
- Um eine ausreichende Dichtheit eines auf die Filteraufnahmeöffnung aufgebrachten Deckel sicherzustellen, kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Filteraufnahmeöffnung einen in Bezug auf den Aufnahmebehälter im Wesentlichen gleichbleibend vorstehenden umlaufenden Rand aufweisen.
- Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Filtereinheit bei aufgesetzten Dichtungselement; -
2 eine perspektivische Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtereinheit, wobei ein Schnittbereich durch den Aufnahmebehälter sowie das Dichtungselement dargestellt ist; -
3 eine perspektivische Darstellung eines geöffneten Aufnahmebehälters bei entferntem Dichtungselement; und -
4 eine perspektivische Darstellung eines Aufnahmebehälters mit einem aufgesetzten Deckel, wie der beispielsweise nach dem Ersatz des Filterelements verwendet werden kann. - In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird.
- Ziel der Erfindung ist es, die Reduzierung der Teileanzahl in der Serienmontage sowie die Kundenanforderung nach „Wasserdichtheit” der Filtereinheit zu erfüllen. Zu diesem Zweck wird die Filterserviceöffnung im Gehäuse, d. h. die Filteraufnahmeöffung, durch die der Fitler in das Aufnahmegehäuse eingesetzt oder wiederentnommen und ein Ersatzfilterelement eingesetzt wird, mit einer Wand zugespritzt oder allgemein stoffschlüssig verschlossen. Durch den Entfall des im Stand der Technik üblichen Filterdeckels können die Montagezeiten der Filtereinheit (d. h. der gesamten Anlage) verkürzt werden, da bereits eine vorgefertigte Filtereinheit mit einem wasserdichten Verschluss bereitgestellt wird. Ebenso reduziert sich die zur Fertigung oder Montage benötigte Teileanzahl und somit die Herstellungs- und Logistikkosten. Ein wichtiger Apsekt der vorliegenden Erfindung kann somit darin gesehen werden, die Herstellungs- und Montagekosten zu senken sowie eine Wasser- und Luftdichtheit bei der Erstausrüstung der Filtereinheit (d. h. der Anlage) zu erreichen.
-
1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Filtereinheit1 bei aufgesetztem Dichtungselement. Dabei ist in der1 ein Aufnahmebehälter2 zu erkennen, der eine Fluideinlassöffnung3 auf einer Seite und auf einer gegenüberliegenden Seite eine Fluidauslassöffnung4 aufweist. Die Funktion des Fluideinlasses und des Fluidauslasses können auch vertauscht sind; es sollte jedoch ein Fluid zwischen der Fluideinlassöffnung3 und der Fluidauslassöffnung4 durch den Aufnahmebehälter2 für das Filterelement strömen können. Weiterhin ist in der Darstellung ein Dichtungselement5 zu erkennen, das eine abgedichtete und daher nicht in1 zu erkennende Filteraufnahmeöffnung verschließt. Diese Dichtungselement5 wirkt als Wand, das die Filteraufnahmeöffnung verschließt. Ferner ist in der Darstellung aus der1 ein dünner „Film” oder ein Mehrkomponenten-Bereich zu erkennen, der umlaufend um einen Mittelbereich6 zwischen dem Mittelbereich6 und einem Rand der Filteraufnahmeöffnung angeordnet ist. Dieser dünne Film wirkt als Sollbruchzone7 , wenn beispielsweise ein Nutzer an einer Lasche8 zieht und hierdurch das Dichtungselement5 an der Sollbruchzone aufreißt und sich (zumindest der Mittelteil6 ) entfernen lässt. Auf diese Weise wird die Filteraufnahmeöffnung freigegeben und das in der1 nicht dargestellte Filterelement kann ausgetauscht werden. Um eine besonders leichte Reißbarkeit des Dichtungselements in der Sollbruchzone7 zu realisieren, kann speziell die Sollbruchzone7 durch ein Mehrkomponenten-Spritzverfahren hergestellt worden sein. Hierdurch kann die Sollbruchzone7 beispielsweise mehrere Lagen aus unterschiedlichen Kunststoffmaterialien aufweisen, wobei die einzelnen Lagen durch die Verwendung von unterschiedlichen Herstellungsmaterialien nicht so stark miteinander verbunden sind, als wenn ein einziges Material (wie beispielsweise Kunststoff einer einzigen Art) verwendet wird. - Ferner ist aus der
1 noch ein umlaufender Rand9 der Filteraufnahmeöffnung zu erkennen, der im Wesentlichen eine gleiche Höhe wie Befestigungsgeometrien oder Befestigungssockel10 aufweisen. Diese Befestigungssockel10 dienen der Befestigung eines Deckels, wenn zum Ersatz der Filtereinheit das Dichtungselement5 entfernt, das Filterelement ausgetauscht worden ist und die Filteraufnahmeöffnung wieder fluiddicht verschlossen werden soll. -
2 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filtereinheit, wobei ein Schnittbereich durch den Aufnahmebehälter2 sowie das Dichtungselement5 dargestellt ist. Dabei ist Ein Schnitt durch den Aufnahmebehälter2 , den Rand9 sowie das Dichtungselement5 dargestellt. Aus der Darstellung in2 ist ferner ersichtlich, dass die Dicke des Dichtungselementes5 in der Sollbruchzone7 geringer ist, als im Mittelbereich6 . Ferner ist aus der2 ersichtlich, dass der Rand9 eine Nut, insbesondere ein umlaufende Nut aufweist, die ebenfalls als Befestigungsgeometrie oder Befestigungselement verstanden werden kann. Bei einem Aufsetzen des in der2 ebenfalls nicht dargestellten Deckels nach einem Austausch des Filterelementes kann der Deckel somit auch eine hervorspringenden Steg aufweisen, der in die Nut des umlaufenden Randes gedrückt wird, so dass sich ein fluiddichter Verschluss der Filteraufnahmeöffnung durch den Deckel realisieren lässt. -
3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines geöffneten Aufnahmebehälters bei entferntem Dichtungselement. in der3 ist dabei die Filteraufnahmeöffnung11 durch das in dieser Figur nicht dargestellte Dichtungselement deutlich zu erkennen. Durch diese Filteraufnahmeöffnung11 wird bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Filtereinheit1 das Filterelement eingelegt und nachfolgend das Dichtungselement stoffschlüssig an der Filteraufnahmeöffnung11 angebracht, so dass das Dichtungselement die Filteraufnahmeöffnung fluiddicht verschließt. Diese Anbringen kann beispielsweise derart erfolgen, dass das Dichtungselement beim anbringen durch ein Spritzguss-Verfahren selbst erst hergestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Folie oder Platte über die Filteraufnahmeöffnung11 geschweißt oder geklebt werden, so dass die Filteraufnahmeöffnung11 durch die Folie oder Platte fluiddicht verschlossen ist. Besonders vorteilhaft bei dem Verschließen der Filteraufnahmeöffnung11 ist dabei die Verwendung eines stoffschlüssigen Verbindungsverfahrens wie beispielsweise eines Spritzens, Klebens oder Schweißens, da hierdurch eine bestmögliche Fluiddichtheit des Verschlusses der Filteraufnahmeöffnung durch das Dichtungselement erreicht werden kann. -
4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Aufnahmebehälters mit einem aufgesetzten Deckel12 , wie der beispielsweise nach dem Ersatz des Filterelements verwendet werden kann. Nach dem Austausch des Filterelements, das beispielsweise durch einen Verbrauch desursprünglich in dem Aufnahmebehälter eingesetzten Filterelementes bedingt ist, wurde der feste Deckel12 oder eine ähnliche Platte auf die Filteraufnahmeöffnung11 aufgesetzt und kann nun in der Position, in der sie in der4 dargestellt ist, über die Befestigungssockel10 mittels Schrauben fixiert werden. Durch den ebenen Rand, der umlaufend um die Filteraufnahmeöffnung eine gleiche Höhe zum Aufnahmebehälter2 aufweist, kann weiterhin sichergestellt werden, dass auch bei der Verwendung des Deckels12 die Filteraufnahmeöffnung sicher und fluiddicht verschlossen wird. Zusätzlich kann auch der Deckel12 einen umlaufenden Vorsprung aufweisen, der beim Aufsetzen des Deckels12 auf die Filteraufnahmeöffnung in die aus2 und3 ersichtliche Nut im Rand9 der Filteraufnahmeöffnung gedrückt wird. Dies trägt zur weiteren Verbesserung der Fluiddichtheit des Verschlusses der Filteraufnahmeöffnung11 durch den Deckel12 bei. - Zusammenfassend kann angemerkt werden, dass der Entfall des Filterdeckels durch das Verschließen der Serviceöffnung im Herstellungsprozess des Gehäuses realisiert werden kann. Eine Ansatz, diese Serviceöffnugn zu verschließen ist es, mit einer als beispielsweise als Wand (d. h. als Dichtungselement) ausgebildeten Fläche die Öffnung beim Herstellen des Gehäuses zuzuspritzen. Das heißt, dass keine Öffnung im Gehäuse vorhanden ist. Dadurch ist auch die Wasser- und Luftdichtheit gegeben. Wenn der Filter getauscht werden soll, kann diese Wand entfernt werden. Dies kann durch ausschneiden oder durch ausbrechen mit/ohne Hilfe eines Werkzeuges geschehen. Zu diesem Zweck könnte eine Lasche oder ähnliches an der Wand vorhanden sein, die ein Angriffspunkt zum Entfernen der Wand bietet. Die Anbindung der Wand an das Gehäuse könnte durch einen dünnen, filmartigen Bereich als Sollbruchstelle ausgebildet sein. Weiterhin ist die Anbindung der Wand mit einem anderem Material möglich. Dafür könnte das Mehrkomponenten-Spritzverfahren angewendet werden. Nach dem der Filter bzw. das Filterelement gewechselt wurde, kann die Öffnung durch einen separaten, beispielsweise dem Filter(-element) beiliegendem Servicedeckel wieder verschlossen werden.
- Weitere Möglichkeiten zum Verschluss der Filteraufnahmeöffnung können beispielsweise durch die folgenden Ansätze realisiert werden:
Verkleben der Öffnung (Filteraufnahmeöffnung) mit einer Folie/Platte. - Verschweißen der Öffnung (Filteraufnahmeöffnung) mit einer Folie/Platte Umspritzen einer in das Werkzeug eingelegten Folie/Platte welche die Öffnung (Filteraufnahmeöffnung) im Gehäuse verschließt.
- Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Filtereinheit
- 2
- Aufnahmebehälter
- 3
- Fluideinlassöffnung
- 4
- Fluidauslassöffnung
- 5
- Dichtungselement
- 6
- Mittelteil
- 7
- Sollbruchzone, dünner Film, Mehrkomponenten-Bereich
- 8
- Lasche, Grifflasche
- 9
- Rand
- 10
- Befestigungsgeometrie, Befestigungselement
- 11
- Filteraufnahmeöffnung
- 12
- Deckel
- 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 19818178 A1 [0003]
Claims (10)
- Filtereinheit (
1 ) zur Aufnahme eines Filterelementes einer Fahrzeugklimaanlage, wobei das Filtereinheit (1 ) die folgenden Merkmale aufweist: – einem Aufnahmebehälter (2 ) mit einer Fluid-Einlassöffnung (2 ), einer Fluid-Auslassöffnung (4 ) und einer Filteraufnahmeöffnung (11 ); – einem in dem Aufnahmebehälter (2 ) angeordneten Filterelement; und – einem auf die Filteraufnahmeöffnung (11 ) stoffschlüssig aufgebrachten Dichtungselement (5 ), das die Filteraufnahmeöffnung (11 ) fluiddicht verschließt. - Filtereinheit (
1 ) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (5 ) an die Filteraufnahmeöffnung (11 ) angespritzt, angeklebt und/oder angeschweißt ist. - Filtereinheit (
1 ) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (5 ) eine Grifflasche (8 ) aufweist, die ausgebildet ist, um bei einem Zug an der Grifflasche (8 ) ein Entfernen des Dichtungselementes (5 ) von der Filteraufnahmeöffnung (11 ) zu ermöglichen. - Filtereinheit (
1 ) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungselement (5 ) eine Sollbuchzone (7 ) aufweist, in der das Dichtungselement (5 ) eine geringere Dicke aufweist, als in einem Mittelbereich (6 ) des Dichtungselementes (5 ), insbesondere wobei die Sollbruchzone (7 ) filmartig ausgestaltet ist. - Filtereinheit (
1 ) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchzone (7 ) umlaufend zwischen dem Mittelbereich (6 ) des das Dichtungselement (5 ) und einem Rand (9 ) der Filteraufnahmeöffnung (11 ) angeordnet ist. - Filtereinheit (
1 ) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch kennzeichnet, dass das Dichtungselement (5 ) zumindest einen Bereich (7 ) aufweist, in dem es mittels eines Mehrkomponenten-Materials, insbesondere mittels eines Mehrkomponenten-Spritzverfahrens hergestellt wurde. - Filtereinheit (
1 ) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebehälter (2 ) ferner zumindest ein Befestigungselement (10 ) zur Befestigung eines an dem Aufnahmebehälter (2 ) anzubringenden Deckels (12 ) zum Verschluss der Filteraufnahmeöffnung (11 ) aufweist. - Filtereinheit (
1 ) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Befestigungselement (10 ) zumindest einen Sockel umfasst, insbesondere in den einen Schraube zur Befestigung des Deckels (12 ) einschraubbar ist. - Filtereinheit (
1 ) gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filteraufnahmeöffnung (11 ) einen in Bezug auf den Aufnahmebehälter (2 ) im Wesentlichen gleichbleibend vorstehenden umlaufenden Rand (9 ) aufweist. - Verfahren zur Herstellung einer Filtereinheit (
1 ) zur Aufnahme eines Filterelementes einer Fahrzeugklimaanlage, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Bereitstellen eines Aufnahmebehälters (2 ) mit einer Fluid-Einlassöffnung (3 ), einer Fluid-Auslassöffnung (4 ) und einer Filteraufnahmeöffnung (11 ) und Bereitstellen eines Filterelements; – Einbringen des Filterelementes durch die Filteraufnahmeöffnung (11 ) in den Aufnahmebehälter (2 ); und – Fluiddichtes Verschließen der Filteraufnahmeöffnung (11 ) durch ein stoffschlüssiges Aufbringen eines auf die Filteraufnahmeöffnung (11 ) aufgebrachten Dichtungselements (5 ).
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- 2011-08-01 DE DE201110080211 patent/DE102011080211A1/de not_active Withdrawn
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