DE102013009197A1

DE102013009197A1 - Filterelement eines Filters und Verfahren zur Herstellung eines Filterelements

Info

Publication number: DE102013009197A1
Application number: DE102013009197.7A
Authority: DE
Inventors: Martin Klein
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2014-12-04
Anticipated expiration: 2033-06-04
Also published as: US20140353229A1; CN104208943B; DE102013009197B4; CN104208943A; US9808750B2

Abstract

Es werden ein Filterelement (10) eines Filters für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen beschrieben. Das Filterelement (10) umfasst ein als Filtermediumhohlkörper (12) gestalteten, wenigstens bezüglich einer Elementachse (16) umfangsmäßig geschlossenes Filtermedium (14). Das Filtermedium (14) ist wenigstens teilumfänglich und wenigstens teilaxial von einem elektrischen Heizmantel (26) umgeben. Das Filtermedium (14) weist an wenigstens einer Stirnseite einen Endkörper (32) auf, der dicht wenigstens mit dem Filtermedium (14) verbunden ist. Die Stirnseite des Filtermediumhohlkörpers (12) ist nach Einführen des Filtermediumhohlkörpers (12) in den Heizmantel (26) mit dem Endkörper (32) versehen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement eines Filters für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem als Filtermediumhohlkörper gestalteten, wenigstens bezüglich einer Elementachse umfangsmäßig geschlossenen Filtermedium, welches wenigstens teilumfänglich und wenigstens teilaxial von einem elektrischen Heizmantel umgeben ist und das an wenigstens einer Stirnseite einen Endkörper aufweist, der dicht wenigstens mit dem Filtermedium verbunden ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements, insbesondere eines erfindungsgemäßen Filterelements, eines Filters für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Filtermedium zu einem Filtermediumhohlkörper gestaltet wird, welcher wenigstens bzgl. einer Elementachse umfangsmäßig geschlossen wird, bei dem der Filtermediumhohlkörper mit einer ersten Stirnseite voran in einen elektrischen Heizmantel eingeführt wird, so dass der Heizmantel wenigstens teilumfänglich und wenigstens teilaxial um den Filtermediumhohlkörper angeordnet ist, und anschließend die erste Stirnseite des Filtermediumhohlkörpers mit einem dichtenden Endkörper versehen wird.
Stand der Technik
Aus der DE 20 2007 010 602 U1 ist ein Filterelement eines Kraftstofffilters eines Kraftfahrzeugs für Dieselkraftstoff bekannt. Das Filterelement umfasst einen Filterkörper mit einem Filtermaterial. Der Filterkörper ist im Wesentlichen zylindrisch aufgebaut. Ein flächig ausgebildetes Heizelement ist außenseitig um das Filtermaterial geschlossen herumgeführt. Das Heizelement ist fest und unlösbar mit dem Filterkörper verbunden, wozu es an einer Endscheibe durch Verkleben, Einschäumen, Einspritzen oder dergleichen befestigt ist. Das Heizelement umfasst einen elektrischen Heizleiterdraht. Zwei Enden des Heizleiterdrahtes sind für eine elektrische Kontaktierung radial nach innen gebogen. Ein aus Kunststoff spritzgegossenes Gehäuse bildet zusammen mit Steckerstiften einen elektrischen Anschlussstecker.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement und ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements der eingangs benannten Art zu gestalten, das einfach realisiert werden kann und bei dem das Filterelement einen möglichst geringen Bauraum, insbesondere in radialer Richtung bezüglich der Elementachse, aufweist. Ferner sollte mit dem Heizmantel ein möglichst hoher Heizwirkungsgrad erreicht werden können.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Stirnseite des Filtermediumhohlkörpers nach Einführen des Filtermediumhohlkörpers in den Heizmantel mit dem Endkörper versehen ist.
Erfindungsgemäß ist das elektrische Anschlusselement vor dem Zusammenbau des Filterelements zunächst in einer Vormontageposition radial außen am Filterelement angeordnet. Auf diese Weise lässt das Anschlusselement die Stirnseiten des Heizmantels und des Filtermediumhohlkörpers frei, so dass diese frei zugänglich sind. Der Filtermediumhohlkörper kann so vor dem Verbinden mit dem wenigstens einen Endkörper in axialer Richtung bezüglich der Elementachse in einen von dem Heizmantel wenigstens teilumfänglich umgebenden Raum gesteckt werden. Der Heizmantel kann vorteilhafterweise als Hohlkörper ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise kann der Heizmantel umfangsmäßig geschlossen sein. Alternativ kann der Heizmantel an wenigstens einer Umfangsseite offen sein. Der Heizmantel kann vorteilhafterweise insgesamt etwa die gleiche axiale Ausdehnung wie der Filtermediumhohlkörper haben. Auf diese Weise kann er den Filtermediumhohlkörper über dessen gesamte axiale Ausdehnung abdecken. Alternativ kann sich der Heizmantel auch nur teilaxial, also über einen Teil der axialen Ausdehnung des Filtermediumhohlkörpers, erstrecken. Vorteilhafterweise kann dabei eine Stirnseite des Heizmantels an einem Endkörper, der sich an der Stirnseite mit dem Anschlusselement befindet, anliegen oder sich zumindest in der Nähe befinden, so dass dort einfach eine elektrische Verbindung zum Anschlusselement realisiert werden kann. Alternativ können auch beide Stirnseiten des Heizmantels jeweils in einem axialen Abstand zu den Stirnseiten des Filtermediumhohlkörpers angeordnet sein.
Nach der Montage in dem Heizmantel kann sich das Filtermedium vorteilhafterweise nach außen ausdehnen. Vorteilhafterweise kann der Heizmantel an der radial äußeren Umfangsseite des Filtermediums anliegen. Anschließend können der Heizmantel und/oder der Filtermediumhohlkörper mit dem wenigstens einen Endkörper verbunden werden. Der Heizmantel und/oder der Filtermediumhohlkörper können mit dem wenigstens einen Endkörper mittels Verklebung, Einschäumung, Einspritzung oder mit Hilfe von mechanischen Verbindungselementen, insbesondere Klemmen oder Verrastungen, verbunden sein.
Vorteilhafterweise kann der Heizmantel eine Heizfolie, ein Heizgewebe oder ein nicht gewebtes Heizmedium aufweisen. Der Heizmantel kann auch ein Gestrick oder ein Gewirk oder ein andersartiges Textil aufweisen. Das elektrische Anschlusselement kann mit entsprechenden Heizleitern, insbesondere Heizbahnen, Heizschichten oder Heizfäden, des Heizmantels, insbesondere durch Nieten, Löten, Klemmen oder eine andersartige elektrische Verbindung, verbunden sein.
Mit dem Heizmantel kann Fluid, welches bevorzugt von radial außen nach radial innen durch das Filtermedium strömen kann, vor dem Anströmen des Filtermediums erwärmt werden. Auf diese Weise kann eine Fließfähigkeit des Fluids verbessert werden, so dass ein Druckverlust zwischen einer Anströmseite, also einer Rohseite, und einer Abströmseite, also einer Reinseite, des Filtermediums, verringert werden kann.
Vorteilhafterweise kann das elektrische Anschlusselement in der Endmontageposition fest mit dem wenigstens einen Endkörper verbunden sein. Vorteilhafterweise kann das Anschlusselement mit dem Endkörper formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschnappt, verrastet, verklemmt, verschweißt oder verklebt, sein.
Vorteilhafterweise kann der Filtermediumhohlkörper etwa die Form eines Hohlzylinders haben. Der Filtermediumhohlkörper kann in axialer Richtung auch konisch zulaufen. Der Filtermediumhohlkörper kann einen runden, ovalen, eckigen oder andersartigen Querschnitt aufweisen. Vorteilhafterweise kann das Filterelement ein Rundfilterelement oder ein konisch-ovales Rundfilterelement sein. Bei einem Rundfilterelement kann der Filtermediumhohlkörper als runder Hohlzylinder realisiert sein.
Das Filtermedium kann vorteilhafterweise sternförmig gefaltet und umfangsmäßig geschlossen sein. Durch die Sternfaltung kann eine hohe Packungsdichte erreicht werden.
So kann ein Verhältnis der für die Filtrierung aktiven Oberfläche zu einem erforderlichen Bauraum verbessert werden. Statt sternförmig gefaltet kann das Filtermedium auch einen in Umfangsrichtung wellenförmigen Verlauf aufweisen. Das Filtermedium kann stattdessen auch flächig und umfangsmäßig geschlossen sein. Insbesondere kann das Filtermedium gewickelt sein.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Endkörper eine Endscheibe sein. Vorteilhafterweise kann die Endscheibe eine zentrale Durchflussöffnung zu einem Innenraum des Filtermediumhohlkörpers aufweisen, durch die Fluid aus dem Innenraum des Filtermediumhohlkörpers heraus oder in diesen hinein gelangen kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Heizmantel mit einem elektrischen Anschlusselement verbunden sein, das mit elektrischen Leitungen zur Versorgung des elektrischen Heizmantels verbunden werden kann, wobei das elektrische Anschlusselement mittels einer Schwenkverbindung am Heizmantel befestigt sein kann, mittels der das Anschlusselement beim Zusammenbau des Filterelements aus einer Vormontageposition umfangsseitig außen am Filterelement in eine Endmontageposition stirnseitig des Filterelements geschwenkt werden kann.
Nach dem Anbringen des wenigstens einen Endkörpers kann das elektrische Anschlusselement mittels der Schwenkverbindung aus der Vormontageposition in die Endmontageposition an der Stirnseite des Filterelements geschwenkt werden. Auf diese Weise kann der Bauraum des Filterelements in radialer Richtung verringert werden. Ein Anschluss von entsprechenden elektrischen Leitungen zur Versorgung des elektrischen Heizmantels an das elektrische Anschlusselement kann an der Stirnseite des Filterelements einfacher realisiert werden als an der Umfangsseite.
Vorteilhafterweise kann die Schwenkverbindung eine Art Scharnier, insbesondere ein Filmscharnier, aufweisen. Mit der Schwenkverbindung kann das elektrische Anschlusselement vorteilhafterweise an einem Rahmenteil oder Stützteil des Filterelements und/oder eines Heizkäfigs, insbesondere einem Stützhohlkörper, angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann die Schwenkverbindung einstückig mit dem Rahmenteil oder Stützteil verbunden sein. Vorteilhafterweise können die Schwenkverbindung und das Rahmenteil oder Stützteil aus einem Kunststoff sein. Aus Kunststoff kann einfach eine biegbare Schwenkverbindung, insbesondere ein Filmscharnier, realisiert werden. Ein Filmscharnier kann einfach aufgebaut sein und einfach realisiert werden. Bei einem Filmscharnier werden keine separaten, insbesondere, Teile benötigt. Das Anschlusselement kann statt über die Schwenkverbindung mit dem Rahmenteil oder Stützteil schwenkbar verbunden zu sein auch lediglich über entsprechende elektrische Kontaktlaschen mit dem Heizmantel schwenkbar verbunden sein. Auf diese Weise kann auf einen Rahmen für den Heizkäfig auch verzichtet werden. Die Kontaktlaschen können vorteilhafterweise entsprechend stabil und biegsam ausgestaltet sein. Die Kontaktlaschen können vorteilhafterweise einstückig mit dem Heizmantel verbunden sein. Die Kontaktlaschen können vorteilhafterweise aus Abschnitten des Heizmantels bestehen, die mittels entsprechender axialer Schnitte oder Aussparungen an einer entsprechenden Stirnseite des Heizmantels nach radial außen oder innen biegbar sind.
Vorteilhafterweise kann der Heizmantel für das Fluid durchlässig sein. Auf diese Weise kann Fluid von radial innen nach radial außen oder umgekehrt durch den Heizmantel gelangen. Vorteilhafterweise kann der Heizmantel hierzu eine Mehrzahl von Durchflusslöchern aufweisen, durch die das Fluid strömen kann. Bei einem textilartigen, insbesondere gewebten, gestrickten oder gewirkten, Heizmantel, können Maschenweiten so groß sein, dass das Fluid hindurchströmen kann. Bei einem nichtgewebten, insbesondere vliesartigen, Heizmaterial können Porenöffnungen entsprechend groß sein.
Vorteilhafterweise kann das Anschlusselement elektrisch leitende Kontaktlaschen aufweisen, welche mechanisch mit der Schwenkverbindung verbunden sein können, um das Anschlusselement an der Schwenkverbindung zu halten. Alternativ oder zusätzlich kann ein Gehäuse des Anschlusselements mit der Schwenkverbindung verbunden sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann ein fluiddurchlässiger Stützhohlkörper wenigstens den Filtermediumhohlkörper umfangsmäßig und wenigstens teilaxial umgeben und das elektrische Anschlusselement kann mittels der Schwenkverbindung an dem Stützhohlkörper befestigt sein. Mit dem Stützhohlkörper kann wenigstens das Filtermedium außen gestützt werden. Der Stützhohlkörper kann so als Rahmenteil oder Stützteil des Filterelements dienen. Der Stützhohlkörper kann zusätzlich oder alternativ den elektrischen Heizmantel tragen oder stützen. Vorteilhafterweise kann der Stützhohlkörper aus einem Kunststoff sein. Kunststoff kann einfach geformt werden. Der Stützhohlkörper kann so mit einem bzgl. seines Bauraums geringen Gewicht realisiert werden. Kunststoff kann darüber hinaus einfach entsorgt werden. Kunststoff kann physikalisch und chemisch beständig sein gegenüber dem zu filtrierenden Fluid.
Vorteilhafterweise kann ein Querschnittsverlauf an der radial inneren Umfangsseite des Stützhohlkörpers einem Querschnittsverlauf des Filtermediumhohlkörpers und/oder des elektrischen Heizmantels entsprechend. Vorteilhafterweise kann der Stützhohlkörper zylindrisch sein. Er kann vorteilhafterweise einen runden, ovalen oder eckigen Querschnitt haben.
Der Stützhohlkörper kann vorteilhafterweise skelettartig oder gerüstartig aufgebaut sein. Auf diese Weise kann er Durchflussöffnungen in ausreichender Größe und Anzahl aufweisen, durch die hindurch das Fluid strömen kann. So kann ein Druckverlust zwischen der Anströmseite und der Abströmseite des Stützhohlkörpers verringert werden. Vorteilhafterweise kann der Stützhohlkörper eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung verlaufende Umfangsstreben aufweisen, die axial zueinander beabstandet sind, und die mit Axialstreben miteinander verbunden sein können, die sich in axialer Richtung erstrecken.
Vorteilhafterweise kann an dem Stützhohlkörper das Anschlusselement mittels der Schwenkverbindung einfach und stabil befestigt werden. Der Stützhohlkörper kann vorteilhafterweise von radial außen betrachtet eine Vertiefung aufweisen, in der die Schwenkverbindung befestigt und die Schwenkverbindung und/oder Abschnitte des Anschlusselements in der Endmontageposition versenkt sein können. Auf diese Weise kann der Bauraum des Filterelements in radialer Richtung weiter verringert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Heizmantel zwischen einer Umfangsseite des Filtermediumhohlkörpers und einer Umfangsseite des Stützhohlkörpers angeordnet sein. Auf diese Weise kann der Heizmantel nach außen geschützt angeordnet sein. Der Heizmantel kann so zwischen dem Filtermediumhohlkörper und dem Stützhohlkörper gehalten und gestützt werden. Auf diese Weise kann ein enger Kontakt zwischen dem Heizmantel und dem Filtermedium realisiert werden. So kann der Heizwirkungsgrad verbessert werden. Vorteilhafterweise kann der Heizmantel mit dem Stützhohlkörper verbunden sein. Alternativ kann der Heizmantel wenigstens teilweise in den Stützhohlkörper eingebettet sein. Alternativ kann der Heizmantel an der radial äußeren Umfangsseite des Stützhohlkörpers angeordnet sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Endkörper eine Aufnahmeeinrichtung wenigstens zum Positionieren, vorzugsweise zum Halten, des elektrischen Anschlusselements aufweisen. Auf diese Weise kann eine Genauigkeit der Positionierung des Anschlusselements verbessert werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Endkörper ein Kunststoffkörper, insbesondere Kunststoffspritzkörper, sein, an dem Erhebungen und/oder Vertiefungen ausgebildet sein können, die mit entsprechenden Vertiefungen und/oder Erhebungen eines Gehäuse des Anschlusselements zum Positionieren und/oder Halten zusammenwirken können. Die Aufnahmeeinrichtung kann vorteilhafterweise eine Art Rahmen aufweisen, welcher an eine entsprechende Kontur des Gehäuses des Anschlusselements angepasst ist und in/an/auf dem das Anschlusselement platziert werden kann. Das Anschlusselement und die Aufnahmeeinrichtung können auch miteinander zusammenwirkende Verbindungselemente, insbesondere Rastelemente, aufweisen, welche zusätzlich eine Fixierung des Anschlusselements an dem wenigstens einen Endkörper ermöglichen können. Das elektrische Anschlusselement kann mittels der Aufnahmeeinrichtung mit dem wenigstens einen Endkörper und mittels der Schwenkverbindung an einem Rahmenteil oder Stützteil, gegebenenfalls dem Stützhohlkörper, befestigt sein. So kann die Stabilität des Filterelements weiter erhöht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein Fixierelement mit dem wenigstens einen Endkörper verbunden sein, das einen Anschlusselementfixierabschnitt, welcher das elektrische Anschlusselement an dem Endkörper fixieren kann, und einen Dichtungsfixierabschnitt, welcher eine Dichtung um eine Öffnung des Endkörpers fixieren kann, aufweisen kann. Vorteilhafterweise kann das Fixierelement eine Art Abdeckelement, insbesondere Abdeckkappe, sein. Vorteilhafterweise kann das Fixierelement nach dem Einschwenken und Positionieren des Anschlusselements und nach dem Anbringen der Dichtung insbesondere in axialer Richtung auf den Endkörper aufgesteckt werden. Das Fixierelement kann mittels dem Elementfixierabschnitt entsprechende Befestigungsabschnitte des Anschlusselements und mit dem Dichtungsfixierabschnitt die Dichtung abdecken. Vorteilhafterweise kann das Fixierelement einstückig sein. Es kann vorteilhafterweise aus Kunststoff sein. Vorteilhafterweise kann der Dichtungsfixierabschnitt etwa ringförmig sein. Der ringförmige Dichtungsfixierabschnitt kann vorteilhafterweise ein U-förmiges Profil aufweisen, welches mit einer Dichtungsaufnahme für die Dichtung zusammenwirken kann. Der Elementfixierabschnitt kann als seitlich abstehender Abschnitt an dem Dichtungsfixierabschnitt realisiert sein. Der Elementfixierabschnitt kann gabelartig sein. Auf diese Weise kann er das elektrische Anschlusselement umgreifen. Das Fixierelement kann vorteilhafterweise Rastelemente, insbesondere Rastöffnungen, aufweisen, welche mit entsprechenden Rastelementen, insbesondere Rastnasen, am Endkörper zusammenwirken können. So kann eine stabile Verbindung des Fixierelements mit dem Endkörper realisiert werden.
Die technische Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung gelöst.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filterelement aufgezählten Vorteile und Merkmale gelten für das erfindungsgemäße Verfahren und dessen vorteilhafte Ausgestaltungen entsprechend und umgekehrt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann an dem Heizmantel ein elektrisches Anschlusselement mittels einer Schwenkverbindung befestigt sein und mittels der Schwenkverbindung nach dem Einführen des Filtermediumhohlkörpers in den Heizmantel aus der Vormontageposition in eine Endmontageposition stirnseitig des Filtermediumhohlkörpers geschwenkt werden. Vorteilhafterweise kann das Anschlusselement erst nach dem Anordnen des Filtermediumhohlkörpers innerhalb des Heizmantels aus seiner Vormontageposition in seine Endmontageposition gebracht werden. Auf diese Weise kann der Filtermediumhohlkörper einfach auch in axialer Richtung in einen von dem Heizmantel umgebenden Innenraum angeordnet werden.
Vorteilhafterweise kann das Filtermedium sternförmig gefaltet und zu einem umfangsmäßig geschlossen, etwa zylindrischen Filtermediumhohlkörper geformt werden. Alternativ kann das Filtermedium auch flächig insbesondere gewickelt und umfangsmäßig geschlossen werden. Vorteilhafterweise kann der Heizmantel zu einem wenigstens teilumfänglich geschlossenen und wenigstens teilaxialen Heizmantelhohlkörper geformt werden und anschließend das Filtermedium in axialer Richtung in den Heizmantelhohlkörper eingesteckt werden. Alternativ kann der Heizmantelhohlkörper an einer Umfangsseite zunächst offen gelassen werden und von einer Umfangsseite her um den Filtermediumhohlkörper herum angeordnet werden. Vorteilhafterweise kann der elektrische Heizmantel mit dem elektrischen Anschlusselement vormontiert werden. Vorteilhafterweise kann nach dem Anordnen des Filtermediumhohlkörpers in dem Heizmantelhohlkörper der wenigstens eine Endkörper an der Stirnseite des Filtermediumhohlkörpers und/oder des Heizmantelhohlkörpers angeordnet und mit dem Filtermedium und/oder dem Heizmantel verbunden werden. Die Verbindung des wenigstens einen Endkörpers mit dem Filtermedium kann vorteilhafterweise fluiddicht sein. Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Endkörper mit dem Filtermedium und/oder dem Heizmantel stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig, insbesondere mittels Kleben, Schweißen, Klemmen oder Verrasten verbunden werden. Anschließend kann das elektrische Anschlusselement zu dem wenigstens einen Endkörper geschwenkt und in seine Endmontageposition an der Stirnseite des Filterelements angeordnet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann das elektrische Anschlusselement mittels der Schwenkverbindung an einem fluiddurchlässigen Stützhohlkörper befestigt werden und der Filtermediumhohlkörper kann in dem Stützhohlkörper angeordnet werden. Vorteilhafterweise kann das Anschlusselement mittels der Schwenkverbindung an dem Stützhohlkörper vormontiert werden. Der Stützhohlkörper kann vorteilhafterweise als skelettartiger oder gerüstartiger Rahmen realisiert werden, welcher insbesondere eine hohlzylindrische Form aufweisen kann. An dem Stützhohlkörper kann das Anschlusselement stabil befestigt werden. Vorteilhafterweise kann die Schwenkverbindung einstückig mit dem Stützhohlkörper verbunden werden. Die Schwenkverbindung kann insbesondere aus Kunststoff einstückig mit dem Stützhohlkörper vorgefertigt werden. Vorteilhafterweise kann die Schwenkverbindung eine Art Filmscharnier aufweisen, welche aus Kunststoff einfach realisiert werden kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann der Heizmantel an einer inneren Umfangsseite des Stützhohlkörpers angeordnet werden. Vorteilhafterweise kann der Heizmantel in dem Stützhohlkörper angeordnet werden, bevor der Filtermediumhohlkörper im Stützhohlkörper angeordnet wird. An der Innenseite des Stützhohlkörpers kann der Heizmantel geschützt angeordnet werden. Ferner kann der Heizmantel zwischen der radial inneren Umfangsseite des Stützhohlkörpers und der radial äußeren Umfangsseite des Filtermediums eingeklemmt werden. Auf diese Weise kann ein enger Kontakt zwischen dem Heizmantel und dem Filtermedium realisiert werden, wodurch die Heizeffizienz verbessert werden kann.
Alternativ kann der Heizmantel auch an einer äußeren Umfangsseite des Stützhohlkörpers angeordnet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann das elektrische Anschlusselement an/in/auf eine Aufnahmeeinrichtung des wenigstens einen Endkörpers geschwenkt werden. Mit der Aufnahmeeinrichtung kann das elektrische Anschlusselement an den Endkörper präzise platziert und gegebenenfalls gehalten werden. So kann die Stabilität des Filterelements und/oder der Verbindung des Anschlusselements mit dem Filtermediumhohlkörper weiter verbessert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann ein Fixierelement mit dem wenigstens einen Endkörper verbunden werden, wobei mit einem Anschlusselementfixierabschnitt das elektrische Anschlusselement an dem Endkörper fixiert werden kann und mit einen Dichtungsfixierabschnitt eine zuvor angebrachte Dichtung um eine Öffnung des Endkörpers fixiert werden kann. Vorteilhafterweise kann zunächst das Anschlusselement an dem Endkörper platziert werden und die Dichtung kann in einer entsprechenden Dichtungsnut des Endkörpers angeordnet werden. Mit nur einem Bauteil können dann sowohl das Anschlusselement, als auch die Dichtung am Endkörper fixiert werden. Auf diese Weise kann ein Montageaufwand und ein Materialaufwand verringert werden. Ferner kann die Stabilität des Filterelements so weiter verbessert werden, da das Fixierelement einen größeren Bereich des Endkörpers überstreicht.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch:
1 eine Explosionsdarstellung eines Rundfilterelements eines Kraftstofffilters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, mit einem Heizkäfig, bei dem ein elektrischer Anschlussstecker mittels einer Schwenkverbindung aus einer umfangsseitigen Vormontageposition in eine stirnseitige Endmontageposition in eine Aufnahmeeinrichtung an der Endscheibe geschwenkt werden kann;
2 einen Detailschnitt des Rundfilterelements aus 1 im Bereich des Anschlusssteckers und der Schwenkverbindung;
3 das Rundfilterelement aus 1 in einer Herstellungsphase vor dem Schwenken des Anschlusssteckers in seine stirnseitige Endmontageposition;
4 das Rundfilterelement aus den 1 und 3 in einer Herstellungsphase nach dem Schwenken des Anschlusssteckers in seine stirnseitige Endmontageposition;
5 das Rundfilterelement aus den 1, 3 und 4 nach Anbringung eines Fixierelements zum Fixieren des Anschlusssteckers in seiner Endmontageposition und einer Ringdichtung an der Endscheibe;
6 ein Rundfilterelement gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches ähnlich ist zu dem Rundfilterelement aus den 1 und 3 bis 5, in einer Herstellungsphase vor dem Schwenken des Anschlusssteckers in seine Endmontageposition, mit einer alternativen Aufnahmeeinrichtung für den Anschlussstecker an der Endscheibe;
7 das Rundfilterelement aus 6 nach dem Schwenken des Anschlusssteckers in seine Endmontageposition.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist ein Filterelement 10 eines Kraftstofffilters einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Bevorzugt kann der Kraftstofffilter zur Reinigung von flüssigem Kraftstoff, beispielsweise Dieselkraftstoff, in einer Kraftstoffleitung angeordnet werden. Die 3 bis 5 zeigen das Filterelement 10 in unterschiedlichen Herstellungsphasen.
Bei dem Filterelement 10 handelt es sich um ein so genanntes Rundfilterelement, welches eine insgesamt etwa hohlzylindrische Form mit einem runden Querschnitt hat. Das Filterelement 10 ist in einem ansonsten nicht gezeigten Filtergehäuse so angeordnet, dass es einen Einlass des Filtergehäuses für zu filtrierenden Kraftstoff von einem Auslass trennt. Das Filterelement 10 kann austauschbar oder fest in dem Filtergehäuse angeordnet sein.
Das Filterelement 10 umfasst einen Filterbalg 12 aus einem sternförmig gefalteten Filtermedium 14, beispielsweise einem Filtervlies oder einem Filterpapier oder einem anderen zur Filtrierung von Kraftstoff geeigneten Filtermedium. Der Filterbalg 12 hat insgesamt etwa die Form eines hohlen Kreiszylinders, welcher koaxial zu einer gedachten Elementachse 16 ist. Wenn im Folgenden von ”radial”, ”axial” oder” umfangsmäßig” die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders erwähnt, auf die Elementachse 16.
In einem Innenraum 18 des Filterbalgs 12 ist koaxial ein gerüstartiges Mittelstützrohr 20 angeordnet. Das Mittelstützrohr 20 ist in radialer Richtung durchlässig für den Kraftstoff. An seinen Stirnseiten ist das Mittelstützrohr 20 offen, so dass in axialer Richtung Kraftstoff aus einem Innenraum des Mittelstützrohrs 20 heraus gelangen kann. Eine radial innere Umfangsseite des Filterbalgs 12 liegt an einer radial äußeren Umfangsseite des Mittelstützrohrs 20 an, so dass das Mittelstützrohr 20 den Filterbalg 12 stützt.
Radial außen ist der Filterbalg 12 von einem koaxialen Heizkäfig 22 umgeben. Der Heizkäfig 22 hat insgesamt die Form eines hohlen Kreiszylinders. Der Heizkäfig 22 verfügt über einen Käfigrahmen 24, radial außen, und eine elektrisch betriebene Heizfolie 26, radial innen. Der Käfigrahmen 24 ist aus Kunststoff. Der Käfigrahmen 24 verfügt über insgesamt fünf in Umfangsrichtung verlaufende Umfangsstreben 28, die in axialer Richtung beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Umfangsstreben 28 sind über Axialstreben 30, die in axialer Richtung verlaufen, miteinander verbunden. Die Axialstreben 30 sind umfangsmäßig verteilt angeordnet. Der Heizkäfig 22 hat insgesamt etwa die gleiche axiale Ausdehnung wie der Filterbalg 12, so dass der Filterbalg 12 nahezu vollständig innerhalb des Heizkäfigs 22 angeordnet ist. Die Heizfolie 26 liegt an der radial inneren Umfangsseite des Käfigrahmens 24 an. Die Heizfolie 26 liegt mit ihrer radial inneren Umfangsseite an der radial äußeren Umfangsseite, also radial äußeren Faltkanten, des Filterbalgs 12 an. Der Käfigrahmen 24 stützt die Heizfolie 26. Außerdem stützt der Käfigrahmen 24 den Filterbalg 12 indirekt über die Heizfolie 26 und stabilisiert so insgesamt das Filterelement 10.
An einer Stirnseite des Filterbalgs 12, welche bei eingebautem Filterelement 10 einem Auslassstutzen des Filtergehäuses für filtrierten Kraftstoff zugewandt ist, in den 1 und 3 bis 5 oben, ist eine runde Anschlussendscheibe 32 angeordnet. Die Anschlussendscheibe 32 ist aus Kunststoff. Die Anschlussendscheibe 32 ist dicht mit dem Filterbalg 12 verklebt. Die Anschlussendscheibe 32 weist eine zentrale Auslassöffnung 34 für den filtrierten Kraftstoff auf. Ein radial äußerer Durchmesser der Anschlussendscheibe 32 entspricht etwa dem radial inneren Durchmesser des Käfigrahmens 24.
Die Anschlussöffnung 34 ist auf der in axialer Richtung dem Filterbalg 12 gegenüberliegenden Außenseite der Anschlussendscheibe 32 von zwei koaxialen, kreisringförmigen Ringvorsprüngen umgeben, die sich in axialer Richtung parallel zueinander erstrecken. Die Ringvorsprünge bilden eine Dichtungsaufnahme 36 für eine Ringdichtung 38. Die Dichtungsaufnahme 36 hat ein U-förmiges Profil, das auf der dem Filterbalg 12 abgewandten Seite offen ist.
Auf der der Anschlussendscheibe 32 gegenüberliegenden Stirnseite des Filterbalgs 12, in den 1 und 3 bis 5 unten, ist eine Gegenendscheibe 40 angeordnet, welche ebenfalls dicht mit dem Filterbalg 12 verklebt und mittels einer entsprechen Rastverbindung fest mit dem Mittelstützrohr 20 verbunden ist.
Die Heizfolie 26 ist flächig und in ihrer ursprünglichen Form rechteckig. Die Heizfolie 26 weist eine Vielzahl von Durchflusslöchern 42 auf, welche bezüglich des Heizkäfigs 22 umfangsmäßig verteilt sind. Die Durchflusslöcher 42 haben beispielhaft einen runden Querschnitt. Sie können aber auch einen andersartigen Querschnitt haben. In einem weiter unten in Verbindung mit den 6 und 7 erläuterten zweiten Ausführungsbeispiel haben die Durchflusslöcher 42 beispielsweise einem rechteckigen Querschnitt.
An einer Umfangsseite im Bereich einer der Anschlussendscheibe 32 zugewandten axial äußeren Umfangsstrebe 28 des Käfigrahmens 24 weist die Heizfolie 26 zwei elektrische Kontaktlaschen 44 auf, mit denen die Heizfolie 26 elektrisch kontaktiert, d. h. mit einem elektrischen Strom, versorgt werden kann. Die beiden Kontaktlaschen 44 liegen in Umfangsrichtung betrachtet nebeneinander und sind der der besseren Übersichtlichkeit wegen in den Figuren lediglich mit einem einzigen Bezugszeichen 44 versehen. Die Kontaktlaschen 44 bestehen aus Abschnitten der Heizfolie 26, die mittels entsprechender axialer Aussparungen an der Stirnseite der Heizfolie 26 nach radial außen biegbar sind.
Im Bereich der Kontaktlaschen 44 weist die der Anschlussendscheibe 32 zugewandte axial äußere Umfangsstrebe 28 eine Einbuchtung 45 auf. Die Einbuchtung 45 hat von radial außen betrachtet einen etwa U-förmigen Verlauf, wobei das ”U” zur Anschlussendscheibe 32 hin offen ist.
An der der Anschlussendscheibe 32 zugewandten Seite eines sich umfangsmäßig erstreckenden Abschnitts der Einbuchtung 45 ist ein Filmscharnier 46 einstückig mit der Umfangsstrebe 28 verbunden. Das Filmscharnier 46 befindet sich in radialer Richtung betrachtet etwa in der Mitte der Einbuchtung 45. Das Filmscharnier 46 weist auf der der Umfangsstrebe 28 abgewandten Seite eine Befestigungszunge 48 auf. Die Befestigungszunge 48 ist mittels des Filmscharniers 46 aus einer Vormontageposition, gezeigt in den 1 bis 3, bei der sie sich vom Käfigrahmen 24 radial nach außen erstreckt, in eine Endmontageposition, gezeigt in den 4 und 5, bei der sie sich in axialer Richtung erstreckt, schwenkbar. Das Filmscharnier 46 mit der Befestigungszunge 48 bilden eine Schwenkverbindung 50, die einen elektrischen Anschlussstecker 52 mit dem Käfigrahmen 24 verbindet.
Der Anschlussstecker 52, der in 2 in einem Detailschnitt gezeigt ist, verfügt über ein Steckergehäuse 54 aus Kunststoff, in das zwei Kontaktleitungen aus Metall eingebettet sind. Auf der Anschlussseite des Anschlusssteckers 52 sind die Kontaktleitungen als Kontaktstifte 56 ausgebildet. Die Kontaktstifte 56 gehen in entsprechende Anschlusslaschen 58 über, die seitlich aus dem Steckergehäuse 54 herausführen. Die Anschlusslaschen 58 sind jeweils an ihren freien Enden mittels Nieten 60 mit der Befestigungszunge 48 verbunden. Auf der der Befestigungszunge 48 gegenüberliegenden Seite der Anschlusslaschen 58 sind die Kontaktlaschen 44 der Heizfolie 26 angeordnet. Jede der Kontaktlaschen 44 ist mit einer der Anschlusslaschen 58 elektrisch verbunden. Dabei führen die Nieten 60 durch die Kontaktlaschen 44, die Anschlusslaschen 58 und die Befestigungszunge 48 hindurch. Die Anschlusslaschen 58 befinden sich also sandwichartig zwischen der Befestigungszunge 48 und den Kontaktlaschen 44. Der Anschlussstecker 52 wird mit Hilfe der Anschlusslaschen 58 an der Befestigungszunge 48 und mittels des Filmscharniers 46 schwenkbar am Käfigrahmen 24 gehalten.
Eine dem Käfigrahmen 24 zugewandte Unterseite 62 des Steckergehäuses 54 ist eben. Die Unterseite 62 des Steckergehäuses 54 verläuft senkrecht zu der Längserstreckung der Befestigungszunge 48, den Kontaktlaschen 44 dort und den Anschlusslaschen 58 dort. Die Befestigungszunge 48, die Anschlusslaschen 58 und die Kontaktlaschen 44 befinden sich seitlich von der Unterseite 62 des Steckergehäuses 54, in einer Projektion senkrecht auf die Unterseite 62 betrachtet außerhalb von dieser. In der Vormontageposition befindet sich das Steckergehäuse 54 auf der der Anschlussendscheibe 32 zugewandten Seite der Befestigungszunge 48, der Kontaktlaschen 44 und der Anschlusslaschen 58. In der Endmontageposition tauchen die Befestigungszunge 48, die Kontaktlaschen 44 und die Anschlusslaschen 58 in die Einbuchtung 45 der axial äußeren Umfangsstrebe 28 ein und sind so in radialer Richtung betrachtet platzsparend untergebracht.
Die Unterseite 62 des Steckergehäuses 54 hat einen etwa rechteckigen Umfang mit abgerundeten Ecken. Auf der den Anschlusslaschen 58 abgewandten Seite weist das Steckergehäuse 54 einen Vorsprung 64 auf, dessen Unterseite mit der Unterseite 62 eine Ebene bildet. Der Vorsprung 64 erstreckt sich zwischen den abgerundeten Kanten des Steckergehäuses 54 auf der der Anschlusslaschen 58 gegenüberliegenden Seite. An den beiden gegenüberliegenden Seiten, welche an die Seite mit dem Vorsprung 64 angrenzen, verfügt das Steckergehäuse 54 über zwei Positioniernasen 66, welche sich von der Außenseite des Steckergehäuses 54 nach außen erstrecken. In der Unterseite 62 ist darüber hinaus eine im Querschnitt etwa kreuzförmige Positioniervertiefung 68 angeordnet, welche in 2 gezeigt ist. Die Positioniervertiefung 68 befindet sich etwa im Zentrum der Unterseite 62.
Die Anschlussendscheibe 32 weist an ihrer dem Filterbalg 12 abgewandten Außenseite eine Aufnahmekontur 70 für die Unterseite 62 des Steckergehäuses 54 auf. Die Aufnahmekontur 70 befindet sich nahe der dem Anschlussstecker 52 zugewandten Umfangsseite der Anschlussendscheibe 32. Sie umfasst einen sich von der Außenseite der Anschlussendscheibe 32 in axialer Richtung erstreckenden Steg. Der Steg ist in seinem Verlauf mehrfach gebogen. Der Steg ist zu einem Radius der Anschlussendscheibe 32 symmetrisch. Der Verlauf des Steges der Aufnahmekontur 70 entspricht dem Verlauf der Außenseite des Steckergehäuses 54 mit dem Vorsprung 64 im Bereich der Unterseite 62. Die Aufnahmekontur 70 ist nach radial außen auf ihrer in der Vormontageposition dem Anschlussstecker 52 zugewandten Seite offen. Im Zentrum der Aufnahmekontur 70 befindet sich ein Positionierkreuz 72 in Form eines sich in axialer Richtung erstreckenden Vorsprungs, welches in die Positioniervertiefung 68 des Steckergehäuses 54 passt.
In radialer Verlängerung zu dem Positionierkreuz 72 ist an der radial äußeren Umfangsseite der Anschlussendscheibe 32 eine scheibenseitige Positioniernase 74 angeordnet, welche sich radial nach außen erstreckt. In der Endmontageposition des Anschlusssteckers 52 befindet sich das Steckergehäuse 54 mit seiner Unterseite 62 und seinem Vorsprung 64 innerhalb der Aufnahmekontur 70 der Anschlussendscheibe 32. Dabei liegen die Positioniernasen 66 des Steckergehäuses 54 jeweils an einem freien Ende der Aufnahmekontur 70 an. Das Positionierkreuz 72 ist in die Positioniervertiefung 68 des Steckergehäuses 54 eingetaucht. Die scheibenseitige Positioniernase 74 ragt zwischen den Anschlusslaschen 58 des Anschlusssteckers 52 hindurch.
Auf in Umfangsrichtung betrachtet gegenüberliegenden Seiten außerhalb der Aufnahmekontur 70 befindet sich jeweils ein Rastelement 76. Die Rastelemente 76 erstrecken sich von der Außenseite der Anschlussscheibe 32 in axialer Richtung. Rastnasen der Rastelemente 76 befinden sich auf der dem jeweils anderen Rastelement 76 abgewandten äußeren Seite. Die Rastelemente 76 befinden sich etwa in einer Ebene mit dem Positionierkreuz 72, welche senkrecht zu einem Radius des Filterelements 10 verläuft.
Ferner ist auf der der Aufnahmekontur 70 schräg gegenüberliegenden Seite der Dichtungsaufnahme 36 radial außen eine Positionierhilfe 78 in Form eines Vorsprungs angeordnet. Die Positionierhilfe 78 erstreckt sich von der radial äußeren Umfangsseite des radial äußeren Ringvorsprungs, welcher die Dichtungsaufnahme 36 begrenzt, in radialer Richtung und von der Außenseite der Anschlussendscheibe 32 in axialer Richtung.
Auf die Außenseite der Anschlussendscheibe 32 ist ein Fixierelement 80 gesteckt. Das Fixierelement 80 verfügt über einen etwa ringförmigen Dichtungsfixierabschnitt 82 und einen gabelartigen Steckerfixierabschnitt 84. Der Dichtungsfixierabschnitt 82 ist koaxial auf der Dichtungsaufnahme 36 angeordnet. Der Steckerfixierabschnitt 84 erstreckt sich von dem Dichtungsfixierabschnitt 82 radial nach außen.
Der Dichtungsfixierabschnitt 82 hat ein in etwa U-förmiges Profil. Er ist mit seiner offenen Seite auf die Ringvorsprünge der Dichtungsaufnahme 36 der Anschlussendscheibe 32 aufgesteckt, so dass die Seitenwände des Dichtungsfixierabschnitts 82 die Ringvorsprünge der Dichtungsaufnahme 36 umgreifen. An einer radial äußeren Umfangsseite weist der Dichtungsfixierabschnitt 82 eine Fixiernut 86 auf, in die bei montiertem Fixierelement 80 die Positionierhilfe 78 der Anschlussendscheibe 32 eingreift. Ferner weist der Dichtungsfixierabschnitt 82 auf seiner der Anschlussendscheibe 32 abgewandten Seite eine Mehrzahl von Durchgangsschlitzen 88 auf, durch die bei dem Aufstecken des Fixierelements 80 Luft entweichen kann.
Der Verlauf des Steckerfixierabschnitts 84 an seiner U-förmigen Innenseite entspricht etwa dem Verlauf der Außenseite des Steckergehäuses 54 außerhalb des Vorsprungs 64. Bei montiertem Fixierelement 80 umgreift der Steckerfixierabschnitt 84 das Steckergehäuse 54 auf der der Anschlussendscheibe 32 abgewandten Seite des Vorsprungs 64. Der Steckerfixierabschnitt 84 weist an seinen Schenkeln jeweils einen Rastschlitz 90 auf, in denen bei montiertem Fixierelement 80 jeweils eines der Rastelemente 76 der Anschlussendscheibe 32 verrastet.
Das Fixierelement 80 fixiert sowohl das Steckergehäuse 62 an der Anschlussendscheibe 32, als auch die Ringdichtung 38 und eine Ringscheibe 92 in der Dichtungsaufnahme 36. Die Ringscheibe 92 ist zwischen der Ringdichtung 38 und dem Dichtungsfixierabschnitt 82 angeordnet.
Beim Betrieb des Kraftstofffilters durchströmt der Kraftstoff das Filterelement 10 von radial außen nach radial innen, in 5 angedeutet durch einen Pfeil 93. Beim durchströmen der Heizfolie 26 wird der Kraftstoff erwärmt, bevor er zu dem Filtermedium 14 gelangt. Der gereinigte Kraftstoff verlässt den Innenraum 18 durch die Auslassöffnung 34 in der Anschlussendscheibe 32, in 5 angedeutet durch einen Pfeil 95.
Bei einem Verfahren zur Herstellung des Filterelements 10 wird der Filterbalg 12 aus dem Filtermedium 14 sternförmig gefaltet. Der Käfigrahmen 24 mit der Schwenkverbindung 50 wird aus Kunststoff gefertigt.
Die vorgefertigten Heizfolie 26 wird an der radial inneren Umfangsseite des Käfigrahmens 24 so angeordnet, dass die Kontaktlaschen 44 durch die Einbuchtung 45 der axial äußeren Umfangsstrebe 28 nach radial außen zeigen. Der vorgefertigte Anschlussstecker 52 wird mit seinen Anschlusslaschen 58 mittels der Nieten 60 mit der Befestigungszunge 48 und den Kontaktlaschen 44 verbunden. In der Vormontageposition befindet sich der Anschlussstecker 52, wie in den 1 bis 3 gezeigt, umfangsseitig radial außen am Käfigrahmen 24.
Der Filterbalg 12 wird in axialer Richtung in den Heizkäfig 22 eingeschoben. Das Mittelstützrohr 20 wird in axialer Richtung in den Innenraum 18 des Filterbalgs 12 gesteckt. Alternativ kann das Mittelstützrohr 20 zunächst in den Innenraum 18 des Filterbalgs 12 gesteckt und anschließend gemeinsam mit dem Filterbalg 12 in den Heizkäfig 22 geschoben werden.
Anschließend werden die Anschlussendscheibe 32 und die Gegenendscheibe 40 an den entsprechenden Stirnseiten des Filterbalgs 12 angeordnet. Die Anschlussendscheibe 32 wird dabei so orientiert, dass sich die Positioniernase 74 in Umfangsrichtung betrachtet etwa mittig in der Einbuchtung 45 der axial äußeren Umfangsstrebe 28 befindet. Die Anschlussendscheibe 32 und die Gegenendscheibe 40 werden mit den Stirnseiten des Filterbalgs 12 in nicht weiter interessierender Weise dicht verklebt.
Anschließend wird der Anschlussstecker 52 mittels der Schwenkverbindung 50 zur axialen Außenseite der Anschlussendscheibe 32 geschwenkt. Dabei wird das Steckergehäuse 54 mit dem Vorsprung 64 an der Unterseite 62 in der Aufnahmekontur 70 geführt. In der Endmontageposition liegen die Positioniernasen 66 an der Aufnahmekontur 70 an und das Positionierkreuz 72 greift in die Positioniervertiefung 68 des Steckergehäuses 54 ein. In 4 ist das Filterelement 10 im Anschluss an diesen Verfahrensschritt gezeigt.
Dann werden die Ringdichtung 38 und die Ringscheibe 92 in die Dichtungsaufnahme 36 gelegt. Das Fixierelement 80 wird in axialer Richtung mit seiner offenen Seite voran auf die Dichtungsaufnahme 36 gesteckt. Dabei wird das Fixierelement 80 so orientiert, dass die Positionierhilfe 78 in die Fixiernut 86 des Dichtungsfixierabschnitts 82 eingreift und der Steckerfixierabschnitt 84 das Steckergehäuse 54 umgreift. Die Rastelemente 76 ragen in die Rastschlitze 90 und verrasten mit diesen in der Endposition des Fixierelements 80. Das fertig montierte Filterelement 10 ist in 5 gezeigt. Das Filterelement 10 kann nun in das Filtergehäuse eingebaut werden.
In den 6 und 7 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Filterelements 110 in zwei unterschiedlichen Herstellungsphasen gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 bis 5 ähnlich sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen zuzüglich 100 versehen. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist ein Dichtungsfixierelement 182 zum Fixieren der Ringdichtung als separates Bauteil getrennt von einer Steckerfixiereinrichtung 184 zur Fixierung des Anschlusssteckers 152 realisiert. Das Dichtungsfixierelement 182 umfasst eine Ringscheibe mit einem U-förmigen Profil mit dem Durchgangsschlitze 88 und der Fixiernut 86. Die Steckerfixiereinrichtung 184 umfasst zwei Rastelemente 185, welche sich von der Außenseite der Anschlussendscheibe 132 in axialer Richtung erstrecken. Rastnasen der Rastelemente 185 sind einander zugewandt. Den Rastelementen 185 entsprechende Seiten des Steckergehäuses 154 weisen jeweils eine Abstufung auf, welche als Rastaufnahmen 187 für die Rastnasen der Rastelemente 185 dienen. Die Rastelemente 185 haben zusätzlich die Funktion, gemeinsam mit dem Positionierkreuz 72 und der Positioniervertiefung 68, das Steckergehäuse 154 auf der Anschlussendscheibe 132 zu positionieren.
Bei dem Verfahren zur Herstellung des Fixierelements 110 wird analog wie beim Filterelement 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zunächst der, in den 6 und 7 verdeckte, Filterbalg in dem Heizkäfig 22 angeordnet. Dann werden die Anschlussendscheibe 132 und die Gegenendscheibe 140 am Filterbalg befestigt. Anschließend werden die Ringdichtung und die Ringscheibe 92 in der Dichtungsaufnahme 136 angeordnet und das Dichtungsfixierelement 182 an der Anschlussendscheibe 132 befestigt. In 6 ist das Filterelement 110 in Anschluss an diese Herstellungsphase gezeigt. Schließlich wird das Steckergehäuse 154 mittels der Schwenkverbindung 50 zur Anschlussendscheibe 132 geschwenkt und mit den Rastelementen 154 und den Rastaufnahmen 187 in seiner stirnseitigen Endmontageposition fixiert. Das fertige Filterelement 110 ist in 7 gezeigt.
Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Filterelements 10; 110 und eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf ein Filterelement 10; 110 eines Kraftstofffilters einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Filtern für Fluide, beispielsweise für Öl, Wasser, Luft oder Harnstoff, eingesetzt werden. Der Kraftstofffilter kann statt für Dieselkraftstoff auch für andersartige, beispielsweise flüssige, Kraftstoffe eingesetzt werden. Die Erfindung kann auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, beispielsweise bei Industriemotoren, eingesetzt werden. Sie kann auch außerhalb von Brennkraftmaschinen verwendet werden.
Das Filterelement 10; 110 kann statt eines runden Querschnitts auch einen andersartigen, beispielsweise einen ovalen oder etwa eckigen, Querschnitt aufweisen. Das Filterelement 10; 110 kann statt eine zylindrische auch eine andersartige, beispielsweise konische, Form aufweisen.
Das Filtermedium 14 kann statt sternförmig gefaltet oder gebogen auch ungefaltet, beispielsweise gewickelt als so genannter Wickelfilter, realisiert sein.
Die Anschlussendscheibe 32; 132 und/oder die Gegenendscheibe 40 können statt mittels kleben auch in andersartiger Weise, beispielsweise mittels Schweißen, mit dem Filterbalg 12 verbunden sein.
Anstelle der Heizfolie 26 kann auch ein andersartiges flächiges elektrisch betriebenes Heizmedium, beispielsweise ein Heizgewebe oder ein nicht gewebtes Heizmedium, verwendet werden.
Die Anschlusslaschen 58 des Anschlusssteckers 52; 152 können statt mit Hilfe von Nieten 60 auch in anderer Weise mit der Befestigungszunge 48 der Schwenkverbindung 50 verbunden sein. Beispielsweise können sie mittels Löten, Klemmen oder einer andersartigen mechanisch stabilen und elektrisch leitfähigen Verbindung befestigt sein.
Der Anschlussstecker 52; 152 kann statt mit den Rastelementen 76; 185 und den entsprechenden Positioniernasen 66 oder Rastaufnahmen 187 auch in andersartiger Weise formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig, beispielsweise mittels Kleben, Schrauben oder Schweißen in seiner Endmontageposition fixiert werden.
Die Anschlussendscheibe 32; 132 und/oder die Gegenendscheibe 40 und/oder das Mittelstützrohr 20 und/oder das Steckergehäuse 54; 154 und/oder der Käfigrahmen 24; 224 und/oder das Fixierelement 80 und oder des Dichtungsfixierelement 182 können statt aus Kunststoff auch aus einem andersartigen Material, beispielsweise Metall, sein.
Statt insgesamt etwa die gleiche axiale Ausdehnung wie der Filterbalg 12 zu haben, kann sich der Heizkäfig 22 auch nur teilaxial, also über einen Teil der axialen Ausdehnung des Filterbalges 12 erstrecken. Vorteilhafterweise kann dabei eine Stirnseite des Heizkäfigs 22 an der Anschlussendscheibe 32; 132 anliegen, so dass dort einfach eine kurze elektrische Verbindung zum Anschlussstecker 52; 152 realisiert werden kann. Alternativ können auch beide Stirnseiten des Heizkäfigs 22 jeweils in einem axialen Abstand zur Anschlussendscheibe 32; 132 und zur Gegenendscheibe 40 angeordnet sein.
Der Anschlussstecker 52 kann statt über das Filmscharnier 46 und die Befestigungszunge 48 mit dem Käfigrahmen 24 schwenkbar verbunden zu sein auch lediglich über die Kontaktlaschen 44 mit der Heizfolie 26 schwenkbar verbunden sein. Die Kontaktlaschen 44 können hierzu entsprechend stabil und biegsam ausgestaltet sein. Bei einer alternativen Ausgestaltung eines Heizkäfigs kann dann auf den Käfigrahmen auch verzichtet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202007010602 U1 [0003]

Claims

Filterelement (10; 110) eines Filters für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einem als Filtermediumhohlkörper (12) gestalteten, wenigstens bezüglich einer Elementachse (16) umfangsmäßig geschlossenen Filtermedium (14), welches wenigstens teilumfänglich und wenigstens teilaxial von einem elektrischen Heizmantel (26) umgeben ist und das an wenigstens einer Stirnseite einen Endkörper (32; 132) aufweist, der dicht wenigstens mit dem Filtermedium (14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnseite des Filtermediumhohlkörpers (12) nach Einführen des Filtermediumhohlkörpers (12) in den Heizmantel (26) mit dem Endkörper (32; 132) versehen ist.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel (26) mit einem elektrischen Anschlusselement (52; 152) verbunden ist, das mit elektrischen Leitungen zur Versorgung des elektrischen Heizmantels (26) verbunden werden kann, wobei das elektrische Anschlusselement (52; 152) mittels einer Schwenkverbindung (50) am Heizmantel (26) befestigt ist, mittels der das Anschlusselement (52; 152) beim Zusammenbau des Filterelements (10; 110) aus einer Vormontageposition umfangsseitig außen am Filterelement (10; 110) in eine Endmontageposition stirnseitig des Filterelements (10; 110) geschwenkt werden kann.
Filterelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein fluiddurchlässiger Stützhohlkörper (24) wenigstens den Filtermediumhohlkörper (12) umfangsmäßig und wenigstens teilaxial umgibt und das elektrische Anschlusselement (52; 152) mittels der Schwenkverbindung (50) an dem Stützhohlkörper (24) befestigt ist.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel (26) zwischen einer Umfangsseite des Filtermediumhohlkörpers (12) und einer Umfangsseite des Stützhohlkörpers (24) angeordnet ist.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Endkörper (32; 132) eine Aufnahmeeinrichtung (70, 72, 74, 76; 184, 185) wenigstens zum Positionieren, vorzugsweise zum Halten, des elektrischen Anschlusselements (52; 152) aufweist.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fixierelement (80) mit dem wenigstens einen Endkörper (32) verbunden ist, das einen Anschlusselementfixierabschnitt (84), welcher das elektrische Anschlusselement (52) an dem Endkörper (32) fixiert, und einen Dichtungsfixierabschnitt (82), welcher eine Dichtung (38) um eine Öffnung (34) des Endkörpers (32) fixiert, aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Filterelements, insbesondere eines Filterelements (10; 110) nach einem der vorigen Ansprüche, eines Filters für Fluid, insbesondere Kraftstoff, Öl, Wasser, Harnstofflösung oder Luft, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, bei dem ein Filtermedium (14) zu einem Filtermediumhohlkörper (12) gestaltet wird, welcher wenigstens bezüglich einer Elementachse (16) umfangsmäßig geschlossen wird, bei dem der Filtermediumhohlkörper (12) mit einer ersten Stirnseite voran in einen elektrischen Heizmantel (26) eingeführt wird, so dass der Heizmantel (26) wenigstens teilumfänglich und wenigstens teilaxial um den Filtermediumhohlkörper (12) angeordnet ist, und anschließend die erste Stirnseite des Filtermediumhohlkörpers (12) mit einem dichtenden Endkörper (32; 132) versehen wird.
Verfahren zur Herstellung eines Filterelements nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Heizmantel (26) ein elektrisches Anschlusselement (52; 152) mittels einer Schwenkverbindung (50) befestigt ist und mittels der Schwenkverbindung (50) nach dem Einführen des Filtermediumhohlkörpers (12) in den Heizmantel (26) aus der Vormontageposition in eine Endmontageposition stirnseitig des Filtermediumhohlkörpers (12) geschwenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Anschlusselement (52; 152) mittels der Schwenkverbindung (50) an einem fluiddurchlässigen Stützhohlkörper (24) befestigt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel (26) an einer inneren Umfangsseite des Stützhohlkörpers (24) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Anschlusselement (52; 152) an/in/auf eine Aufnahmeeinrichtung (70, 72, 74, 76; 184, 185) des wenigstens einen Endkörpers (32; 132) geschwenkt wird.
Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fixierelement (80) mit dem wenigstens einen Endkörper (32) verbunden wird, wobei mit einem Anschlusselementfixierabschnitt (84) das elektrische Anschlusselement (52) an dem Endkörper (32) fixiert wird und mit einen Dichtungsfixierabschnitt (82) eine zuvor angebrachte Dichtung (38) um eine Öffnung (34) des Endkörpers (32) fixiert wird.