DE102014009323B4

DE102014009323B4 - Filterelement eines Filters, Heizkäfig für ein Filterelement und Verfahren zur Herstellung eines Filterelements

Info

Publication number: DE102014009323B4
Application number: DE102014009323.9A
Authority: DE
Inventors: Martin Klein
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2014-06-27
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2034-06-28
Also published as: US20150375148A1; CN105214360B; US10307701B2; DE102014009323A1; CN105214360A

Abstract

Filterelement (10) eines Filters für Fluid einer Brennkraftmaschine 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; 126) umgeben ist, wobei der Heizmantel (26; 126) an oder in einem fluiddurchlässigen Stützhohlkörper (24) angeordnet ist, so dass ein Heizkäfig (22; 122) ausgebildet ist, wobei der Stützhohlkörper (24) wenigstens den Filtermediumhohlkörper (12) umfangsmäßig und wenigstens teilaxial umgibt und wenigstens bei einem Erstzusammenbau des Filterelements (10) an wenigstens einer Umfangsseite zum Anordnen auf dem Filtermediumhohlkörper (12) offen ist oder geöffnet werden kann, und wobei der Stützhohlkörper (24) wenigstens zwei sich jeweils teilumfänglich erstreckende Stützkörperschalen (25) aufweist, welche spätestens beim fertigen Filterelement (10) zum Realisieren des Stützhohlkörpers (24) wenigstens an einer Umfangsseite miteinander verbunden sind.

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.
Ferner betrifft die Erfindung einen Heizkäfig mit einem elektrischen Heizmantel zum wenigstens teilumfänglichen und wenigstens teilaxialen Umgeben eines als Filtermediumhohlkörper gestalteten, wenigstens bezüglich einer Elementachse umfangsmäßig geschlossenen Filtermediums eines Filterelements, insbesondere eines erfindungsgemäßen Filterelements.
Außerdem 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 bezüglich einer Elementachse umfangsmäßig geschlossen wird, bei dem der Filtermediumhohlkörper mit einem elektrischen Heizmantel umgeben wird, so dass der Heizmantel wenigstens teilumfänglich und wenigstens teilaxial um den Filtermediumhohlkörper angeordnet ist.
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.
Aus der DE 10 2013 009 200 A1 ist ein Filterelement mit Heizmantel bekannt. Der elektrische Heizmantel weist eine Mehrzahl elektrischer Heizleiter und eine Anschlusseinrichtung mit einem länglichen Kontaktelement auf, mit dem die Heizleiter über Anschlussstellen elektrisch verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement, einen Heizkäfig und ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements der eingangs benannten Art zu gestalten, das/der einfach realisiert werden kann und bei dem das Filterelement möglichst einfach mit dem Heizmantel umgeben werden kann. Ferner sollte der Heizkäfig mechanisch stabil sein.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Heizmantel an oder in einem fluiddurchlässigen Stützhohlkörper angeordnet ist, der wenigstens den Filtermediumhohlkörper umfangsmäßig und wenigstens teilaxial umgibt und der wenigstens bei einem Erstzusammenbau des Filterelements an wenigstens einer Umfangsseite zum Anordnen auf dem Filtermediumhohlkörper offen ist oder geöffnet werden kann.
Es ist also ein mechanisch stabiler Heizkäfig vorgesehen, bei dem der Stützhohlkörper wenigstens den elektrischen Heizmantel trägt oder stützt. Der Heizmantel kann dabei in oder an dem Stützhohlkörper angeordnet sein. Er kann fest mit diesem verbunden oder in diesem trennbar angeordnet sein. Zusätzlich kann mit dem Stützhohlkörper das Filtermedium außen gestützt werden. Der Stützhohlkörper kann so als Rahmenteil oder Stützteil des Filterelements dienen.
Vorteilhafterweise kann der Stützhohlkörper aus einem Kunststoff sein. Kunststoff kann einfach geformt werden. Der Stützhohlkörper kann so mit einem bezüglich seines Bauraums geringen Gewicht realisiert werden. Kunststoff kann physikalisch und chemisch beständig sein gegenüber dem zu filtrierenden Fluid.
Erfindungsgemäß ist der Stützhohlkörper zumindest vor dem Anbringen auf dem Filtermediumhohlkörper wenigstens an einer Umfangsseite offen oder kann dort geöffnet werden. Durch die wenigstens eine offene Umfangsseite kann der Filtermediumhohlkörper einfach eingebracht werden. So kann gegebenenfalls auch der Heizmantel einfach in dem Stützhohlkörper angeordnet werden. Mit dem umfangsseitig zunächst offenen Stützhohlkörper können auch Formgestaltungen realisiert werden, deren Querschnittsverlauf in axialer Richtung ein axiales Einbringen des Heizmantels und/oder des Filtermediumhohlkörpers verhindert.
Der Stützhohlkörper kann vorteilhafterweise wenigstens auf einer Umfangsseite, insbesondere auf der Umfangsseite, auf der er vor dem Zusammenbau offen war, wieder offenbar sein. Auf diese Weise kann der Stützhohlkörper insbesondere zu Wartungszwecken geöffnet und der Filtermediumhohlkörper und/oder der Heizmantel entnommen werden. So kann vorteilhafterweise der Filtermediumhohlkörper des Filterelements insbesondere bei Erreichen seiner Beladungsgrenze ausgetauscht werden, wohingegen der Stützhohlkörper mit dem Heizmantel weiterverwendet werden kann.
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.
Im geschlossenen Stützhohlkörper kann der Heizmantel vorteilhafterweise als Hohlkörper ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise kann der Heizmantel vollumfänglich verlaufen.
Alternativ kann der Heizmantel an wenigstens einer Umfangsseite offen sein. Der Heizmantel kann vorteilhafterweise aus mehreren Heizmantelabschnitten zusammengesetzt sein, welche sich jeweils teilumfänglich erstrecken. 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 des Filterelements, insbesondere einer Endscheibe, anliegen oder sich zumindest in der Nähe befinden, an dem sich ein elektrisches Anschlusselement für den Heizmantel befindet. So kann dort einfach eine elektrische Verbindung zum Anschlusselement realisiert werden. Alternativ können auch beide Stirnseiten des Heizmantels jeweils in einem axialen Abstand zu den Stirnseiten des Filtermediumhohlkörpers angeordnet sein.
Nach der Montage in dem Stützhohlkörper kann sich das Filtermedium vorteilhafterweise nach außen ausdehnen. Vorteilhafterweise kann der Heizmantel an der radial äußeren Umfangsseite des Filtermediums anliegen. Der Heizmantel, der Stützhohlkörper und/oder der Filtermediumhohlkörper können mit wenigstens einem Endkörper, insbesondere einer Endscheibe, des Filterelements 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. Vorteilhafterweise kann der Heizmantel biegbar sein. Auf diese Weise kann er einfach an die Form des Stützhohlkörpers und/oder des Filtermediumhohlkörpers angepasst werden.
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 sich der Heizmantel an der Anströmseite des Filtermediumhohlkörpers befinden. Mit dem Heizmantel kann Fluid 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. Entsprechend kann sich der Stützhohlkörper an der Anströmseite des Filtermediumhohlkörpers befinden.
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.
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.
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.
Vorteilhafterweise kann das elektrische Anschlusselement mittels einer Schwenkverbindung am Stützhohlkörper befestigt sein, mittels der das Anschlusselement beim Zusammenbau des Filterelements aus einer Vormontageposition umfangsseitig außen am Filterelement in eine Endmontageposition stirnseitig des Filterelements geschwenkt werden kann. Auf diese Weise lässt das Anschlusselement in der Vormontageposition die Stirnseiten des Heizmantels und des Filtermediumhohlkörpers frei, so dass diese frei zugänglich sind. 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. Ferner kann ein Anschluss von entsprechenden elektrischen Leitungen zur Versorgung des elektrischen Heizmantels an das elektrische Anschlusselement an der Stirnseite des Filterelements einfacher realisiert werden als an der Umfangsseite.
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.
Erfindungsgemäß weist der Stützhohlkörper wenigstens zwei sich jeweils teilumfänglich erstreckende Stützkörperschalen auf, welche spätestens beim fertigen Filterelement zum Realisieren des Stützhohlkörpers wenigstens an einer Umfangsseite miteinander verbunden sind.
Vorteilhafterweise können die Stützkörperschalen zunächst vollständig separat sein und getrennt voneinander auf dem Filtermediumhohlkörper angeordnet werden. Die Stützkörperschalen können dann wenigstens an einer Umfangsseite, an der sie aneinander stoßen, miteinander verbunden werden. Vorteilhafterweise können die Stützkörperschalen an allen betreffenden Umfangsseiten miteinander verbunden werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Stützkörperschalen mittels wenigstens einer beweglichen Verbindung an einer Umfangsseite miteinander verbunden sein und können zum umfangsmäßigen Schließen des Stützhohlkörpers um die bewegliche Verbindung aufeinander zu geschwenkt werden. Auf diese Weise kann ein Positionieren der Stützkörperschalen zueinander vereinfacht werden. Ferner können die Stützkörperschalen verliersicher miteinander verbunden werden. So kann eine Lagerung, ein Transport und/oder eine Montage vereinfacht werden. Die Stützkörperschalen können vorteilhafterweise einstückig mit der beweglichen Verbindung miteinander verbunden sein. Auf diese Weise kann die Herstellung der Stützkörperschalen vereinfacht werden. Die bewegliche Verbindung kann in Form eines Filmscharniers realisiert sein. Ein Filmscharnier kann bei Stützkörperschalen aus Kunststoff einfach geformt, insbesondere gegossen, gespritzt oder geblasen, werden. Mit dem Filmscharnier kann eine einfache bewegliche Verbindung realisiert werden, bei der keine separaten beweglichen Teile erforderlich sind. Zum Umgeben des Filtermediumhohlkörpers mit dem Stützhohlkörper und dem Heizmantel können vorteilhafterweise die Stützkörperschalen radial außen am Filtermediumhohlkörper angeordnet oder der Filtermediumhohlkörper kann in wenigstens einer der Stützkörperschalen angeordnet werden. Anschließend können die Stützkörperschalen auch an der offenen Umfangsseite miteinander verbunden werden und der Stützhohlkörper kann geschlossen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Stützkörperschalen mittels wenigstens einer zunächst offenen und zum umfangsmäßigen Schließen des Stützhohlkörpers verschließbaren Verbindung miteinander verbunden sein. Die Stützkörperschalen können so an der zunächst offenen Umfangsseite des Stützhohlkörpers einfach miteinander verbunden werden. Vorteilhafterweise kann die verschließbare Verbindung eine Rastverbindung aufweisen, bei der einander entsprechende Rastelemente an den beiden Stützkörperschalen miteinander verrasten können. Eine Rastverbindung kann einfach geschlossen werden. Die Rastverbindung kann vorteilhafterweise zerstörungsfrei offenbar sein. Auf diese Weise kann der Stützhohlkörper insbesondere zur Wartung oder Reinigungszwecken geöffnet werden. Insbesondere kann die Rastverbindung wenigstens eine Lasche mit einem Sägezahnprofil aufweisen, welche an einem der Stützkörperschalen befestigt ist. Eine entsprechende federnde Nase, welche mit dem Sägezahnprofil zusammenwirken kann, kann mit der anderen Stützkörperschale verbunden sein. Die Lasche mit dem Sägezahnprofil kann sich vorteilhafterweise etwa tangential zum Stützhohlkörper erstrecken. So kann sie beim Verbinden der Stützkörperschalen einfach in eine entsprechende tangentiale Öffnung, in oder an der die federnde Nase angeordnet ist, eingesteckt werden. Mittels der Lasche mit dem Sägezahnprofil kann eine variable verschließbare Verbindung realisiert werden. So können insbesondere Umfangstoleranzen des Stützhohlkörpers kompensiert werden.
Alternativ kann die wenigstens eine verschließbare Verbindung auch mittels einer anderen formschlüssigen, stoffschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindungsmethode, insbesondere mittels Kleben, Schweißen oder Klemmen, realisiert sein.
Die verschließbare Verbindung kann auch so ausgestaltet sein, dass sie nicht zerstörungsfrei offenbar ist. Auf diese Weise kann der Stützhohlkörper mit dem Heizmantel untrennbar mit dem Filtermediumhohlkörper verbunden werden.
Vorteilhafterweise können die Stützkörperschalen auf einer Umfangsseite mit einer beweglichen Verbindung miteinander verbunden sein und auf einer anderen Umfangsseite mit einer verschließbaren Verbindung miteinander verbunden werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Heizmantel wenigstens zwei sich jeweils teilumfänglich erstreckende Mantelabschnitte aufweisen, welche jeweils in oder an einer entsprechenden Stützkörperschale angeordnet sein können. Die Mantelabschnitte können so einfach an einer Form der entsprechenden Stützkörperschale angepasst werden. Sie können einfach in oder an den Stützkörperschalen platziert werden. Die Übergänge zwischen den Stützkörperschalen in Bereichen einer etwaigen beweglichen Verbindung oder einer verschließbaren Verbindung zwischen den Stützkörperschalen müssen nicht berücksichtigt werden. Die Stützkörperschalen können unabhängig voneinander jeweils mit einem Mantelabschnitt versehen werden. Die Mantelabschnitte können vorteilhafterweise elektrisch miteinander verbunden sein. Auf diese Weise ist nur ein gemeinsames elektrisches Anschlusselement für beide Mantelabschnitte erforderlich.
Alternativ kann ein durchgängiger Heizmantel verwendet werden, welcher sich umfangsmäßig über alle Stützkörperschalen erstreckt. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich separate Mantelabschnitte zu montieren.
Die technische Aufgabe wird ferner bei dem erfindungsgemäßen Heizkäfig dadurch gelöst, dass der Heizmantel an oder in einem fluiddurchlässigen Stützhohlkörper angeordnet ist, der wenigstens an einer Umfangsseite wenigstens bei einem Erstzusammenbau des Filterelements zum Anordnen auf dem Filtermediumhohlkörper offen ist oder geöffnet werden kann und der wenigstens zwei sich jeweils teilumfänglich erstreckende Stützkörperschalen aufweist, welche spätestens beim fertigen Filterelement zum Realisieren des Stützhohlkörpers wenigstens an einer Umfangsseite miteinander verbunden sind.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filterelement aufgezählten Vorteile und Merkmale gelten für den erfindungsgemäßen Heizkäfig und dessen vorteilhafte Ausführungsformen entsprechend und umgekehrt.
Die technische Aufgabe wird außerdem bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung dadurch gelöst, dass ein Stützhohlkörper für den Heizmantel wenigstens an einer Umfangsseite zunächst offen ist und wenigstens der Filtermediumhohlkörper von der offenen Umfangsseite in den Stützhohlkörper eingebracht wird, und dass der Stützhohlkörper aus wenigstens zwei sich jeweils teilumfänglich erstreckenden Stützkörperschalen realisiert wird, welche zum umfangsmäßigen Umgeben des Filtermediumhohlkörpers aufeinanderzubewegt werden. Dabei können die Stützkörperschalen mittels beweglicher Verbindungen miteinander verbunden sein, um die sie aufeinanderzugeschwenkt werden können.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Filterelement und dem erfindungsgemäßen Heizkäfig und deren vorteilhafte Ausführungsformen aufgezählten Vorteile und Merkmale gelten für das erfindungsgemäße Verfahren und dessen vorteilhafte Ausgestaltungen entsprechend und umgekehrt.
Erfindungsgemäß kann der Stützhohlkörper von der Umfangsseite her auf dem Filtermediumhohlkörper platziert werden. Bei einem zusammenhängenden Stützhohlkörper können die Ränder des Stützhohlkörpers an der offenen Umfangsseite dabei, falls erforderlich, insbesondere durch entsprechendes Biegen des Stützhohlkörpers zum Einbringen des Filtermediumhohlkörpers zunächst voneinander weg bewegt werden. Nach dem Einbringen des Filtermediumhohlkörpers können die Ränder des Stützhohlkörpers aufeinander zu bewegt werden, um den Filtermediumhohlkörper mit dem Stützhohlkörper zu umgeben. Vorteilhafterweise können die offenen Umfangsränder zum umfangsmäßigen Schließen des Stützhohlkörpers miteinander verbunden werden. Auf diese Weise können auch Stützhohlkörper und Filtermediumhohlkörper mit in axialer Richtung variierenden Querprofilen von einer Umfangsseite her ineinander angeordnet werden, bei denen ein axiales einbringen des Filtermediumhohlkörpers in den Stützhohlkörper nicht möglich ist.
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. Vorteilhafterweise kann der Heizmantel durch die offene Umfangsseite in den Stützhohlkörper eingebracht werden. 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 die wenigstens eine Umfangsseite des Stützhohlkörpers nach dem Einbringen des Filtermediumhohlkörpers geschlossen werden. Dabei können die entsprechenden Ränder des Stützhohlkörpers zerstörungsfrei trennbar oder nicht zerstörungsfrei trennbar miteinander verbunden werden. Auf diese Weise kann der Stützhohlkörper stabil auf dem Filtermediumhohlkörper angeordnet werden.
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 mit einem Heizkäfig gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, der zwei Halbschalen und zwei Heizfolienabschnitte aufweist, welche mit einem Filmscharnier schwenkbar miteinander verbunden sind;
2 den offenen Heizkäfig aus 1 in Einzelansicht;
3, 4 den geschlossenen Heizkäfig aus den 1 und 2 in unterschiedlichen Perspektiven;
5 eine Detailansicht des geschlossenen Heizkäfigs aus den 1 bis 4 im Bereich einer verschließbaren Verbindung;
6 einen Längsschnitt der Detailansicht des geschlossenen Heizkäfigs aus 5;
7, 8 einen Heizkäfig gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welcher ähnlich ist zu dem Heizkäfig gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 6, wobei hier eine durchgängige Heizfolie bei einer Vormontage an den Innenseiten beider Halbschalen angeordnet wird;
9, 10 den Heizkäfig aus den 7 und 8, wobei hier die durchgängige Heizfolie zunächst nur an einer der Halbschalen angeordnet wird und anschließend die zweite Halbschale auf die erste Halbschale zu geschwenkt wird, so dass die Heizfolie auch an der Innenseite der zweiten Halbschale anliegt.
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 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Bevorzugt kann der Kraftstofffilter zur Reinigung von flüssigem Kraftstoff, beispielsweise Dieselkraftstoff, in einer Kraftstoffleitung angeordnet werden.
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 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel 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. Die Heizfolie 26 kann auch als Heizmantel bezeichnet werden.
Der Käfigrahmen 24 ist aus Kunststoff. In den 2 bis 4 ist der Heizkäfig 22 alleine in unterschiedlichen Perspektiven gezeigt. Der Käfigrahmen 24 weist zwei Halbschalen 25 auf, welche an einer Umfangsseite mittels eines Filmscharniers 27 schwenkbar miteinander verbunden sind. Das Filmscharnier 27 dient als bewegliche Verbindung, mittels der die Halbschalen 25 zum Verschließen des Heizkäfigs 22 aufeinander zu geschwenkt werden können. Die Halbschalen 25 und das Filmscharnier 27 sind einstückig miteinander verbunden.
Jede der Halbschalen 25 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.
Eine der Halbschalen 25, in der 2 links, weist an ihrer freien axialen Längsseite zwei sich tangential erstreckende Verschlusslaschen 94 einer verschließbaren Verbindung 96 auf. Die andere Halbschale 25, in 2 rechts, weist an ihrer freien axialen Längsseite zwei sich tangential erstreckende Verschlussöffnungen 95 auf, in die zum Verschließen des Heizkäfigs 22 die Verschlusslaschen 94 eingesteckt werden können. Die Verschlusslaschen 94 und die Verschlussöffnungen 95 der verschließbaren Verbindung 96 sind in 5 im Detail und in der 6 in einem axialen Längsschnitt gezeigt.
Die Verschlusslaschen 95 weisen auf ihrer bezüglich des geschlossenen Heizkäfigs 22 radial äußeren Umfangsseite ein Sägezahnprofil auf. In den Verschlussöffnungen 95 ist jeweils eine radial federnde Rastnase 97 angeordnet. Das Sägezahnprofil der Verschlusslaschen 94 ist so gestaltet, dass beim verschließen der Verbindung 90, wie in 3, 5 und 6 gezeigt, die Rastnasen 97 zunächst nach radial außen federn und dann in Einsteckrichtung betrachtet jeweils hinter den Sägezähnen des Sägezahnprofil einrasten. Ein öffnen der verschließbaren Verbindung 96 ist ohne vorherige Entriegelung der Rastnasen 97 und Freigabe der Sägezähne nicht möglich.
Die Heizfolie 26 liegt an der radial inneren Umfangsseite des Käfigrahmens 24 an. Außerdem liegt die Heizfolie 26 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 1 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 der 1 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 besteht aus zwei Folienabschnitten. Ein erster Folienabschnitt der Heizfolie 26, welcher auch weiter unten näher erläuterte Kontaktlaschen 44 umfasst, befindet sich an der Innenseite der Halbschale 25 mit den Verschlussöffnungen 95. Diese Halbschale 25 umfasst auch eine weiter unten näher erläuterte Einbuchtung 45 für ein Filmscharnier 46 und eine Befestigungszunge 48 einer Schwenkverbindung 50, die in den 2 bis 4 verdeckt sind. Der andere Folienabschnitt der Heizfolie 26 ist an der Innenseite der anderen Halbschale 25 angeordnet. Die beiden Folienabschnitte sind der Heizfolie 26 sind in hier nicht weiter interessierender Weise über entsprechende Kontaktleitungen elektrisch miteinander verbunden.
Jeder der Folienabschnitte der Heizfolie 26 ist flächig und in seiner ursprünglichen Form rechteckig. Die Folienabschnitte der Heizfolie 26 weisen jeweils 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, beispielsweise einem rechteckigen, Querschnitt haben.
An einer Umfangsseite im Bereich einer der Anschlussendscheibe 32 zugewandten axial äußeren Umfangsstrebe 28 des Käfigrahmens 24 weist entsprechende Folienabschnitt der Heizfolie 26 zwei elektrische Kontaktlaschen 44 auf, mit denen die Heizfolie 26 elektrisch kontaktiert, das heißt 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 des Folienabschnitts der Heizfolie 26, die mittels entsprechender axialer Aussparungen an der Stirnseite des Folienabschnitts der Heizfolie 26 nach radial außen biegbar sind.
Im Bereich der Kontaktlaschen 44 weist die der Anschlussendscheibe 32 zugewandte axial äußere Umfangsstrebe 28 der entsprechenden, in der 2 rechten, Halbschale 25 des Käfigrahmens 24 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 1 bis 4, bei der sie sich vom Käfigrahmen 24 radial nach außen erstreckt, in eine in den Figuren nicht gezeigte Endmontageposition, 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 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 des entsprechenden Teils 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 der Halbschale 25 des Käfigrahmens 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 angeordnet, welche in den 1 bis 4 verdeckt ist. Die Positioniervertiefung 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 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 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. 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.
Bei einem Verfahren zur Herstellung des Filterelements 10 wird der Filterbalg 12 aus dem Filtermedium 14 sternförmig gefaltet. Der Käfigrahmen 24 mit den beiden Halbschalen 25 wird gemeinsam mit dem Filmscharnier 46 und der Befestigungszunge 48 der Schwenkverbindung 50 einstückig aus Kunststoff gefertigt.
Anschließend werden die beiden Folienabschnitte der Heizfolie 26 in den jeweiligen Halbschalen 25 angeordnet. Dabei wird der Folienabschnitt der Heizfolie 26 mit den Kontaktlaschen 44 an der radial inneren Umfangsseite der entsprechenden Halbschale 25 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 4 gezeigt, umfangsseitig radial außen am Käfigrahmen 24.
Der Filterbalg 12 wird vorzugsweise in radialer Richtung in eine der Halbschalen 25 des Heizkäfigs 22 eingelegt.
Anschließend werden die Halbschalen 25 um das Filmscharnier 27 aufeinander zu geschwenkt, wobei die Verschlusslaschen 94 in die Verschlussöffnungen 95 eingeführt werden. Dabei wirken die Sägezahnprofile der Verschlusslaschen 94 mit den federnden Nasen 97 zusammen. Der Heizkäfig 22 umgibt den Filterbalg 12 umfangsmäßig geschlossen.
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 die Halbschalen 25 des Heizkäfigs 22 gelegt 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. Alternativ können die Anschlussendscheibe 32 und die Gegenendscheibe 40 auch mit dem Filterbalg 12 verbunden werden, bevor dieser in die Halbschalen 25 eingelegt wird.
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 des Steckergehäuses 54 ein.
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 fertige Filterelement 10 kann nun in das Filtergehäuse eingebaut werden.
In den 7 bis 10 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines Heizkäfigs 122 in unterschiedlichen Herstellungsphasen gezeigt. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 6 dadurch, dass eine durchgängige Heizfolie 126 vorgesehen ist, welche sich umfangsmäßig auch über das Filmscharnier 27 erstreckt.
Bei einem ersten beispielhaften Verfahren zur Herstellung des zweiten Ausführungsbeispiels des Heizkäfigs 122 welches in den 7 und 8 gezeigt ist, wird die Heizfolie 126 im Bereich beider Halbschalen 25 an der radial inneren Umfangsseite des Käfigrahmens 24 angeordnet. Der in den 7 und 8 nicht gezeigte Filterbalg 12 wird analog zum ersten Ausführungsbeispiel in eine der Halbschalen 22 gelegt. Anschließend werden die Halbschalen 25 aufeinander zu geschwenkt und analog zu dem in den 1 bis 6 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel mit der verschließbaren Verbindung 96 verschlossen. Die weiteren Herstellungsschritten entsprechend der Herstellung des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 bis 6.
In den 9 und 10 ist ein zweites beispielhaftes Verfahren zur Herstellung des Heizkäfigs 122 aus den 7 und 8 gezeigt. Das zweite Herstellungsverfahren unterscheidet sich von dem ersten Herstellungsverfahren gemäß 7 und 8 dadurch, dass die Heizfolie 126 zunächst nur an der Innenseite der Halbschale 25 des Käfigrahmens 24 angeordnet wird, an dem sich auch der Anschlussstecker 52 befindet. Der Abschnitt der Heizfolie 126, welcher später in der anderen Halbschale 25 platziert wird, zeigt zunächst frei von der ersten Halbschale 25 weg. Der in den 7 und 8 nicht gezeigte Filterbalg 12 wird in die Halbschale 25 mit dem Anschlussstecker 52 gelegt. Anschließend wird, wie in der 10 angedeutet, die zweite Halbschale 25 mit den Verschlusslaschen 94 um das Filmscharnier 27 auf die erste Halbschale 25 mit der Heizfolie 26 zu geschwenkt. Dabei wird, was in den Figuren nicht gezeigt ist, der zunächst freie Abschnitt der Heizfolie 326 in der zweiten Halbschale 25 platziert und die verschließbare Verbindung 96 analog zu dem Ausführungsbeispiel aus den 1 bis 6 geschlossen. Die weiteren Herstellungsschritte entsprechen der Herstellung des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 bis 6.
Bei allen oben beschriebenen Ausführungsbeispielen eines Filterelements 10, eines Heizkäfigs 22 und eines Verfahrens zur Herstellung eines Filterelements 10 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf ein Filterelement 10 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 kann statt eines runden Querschnitts auch einen andersartigen, beispielsweise einen ovalen oder etwa eckigen, Querschnitt aufweisen. Das Filterelement 10 kann statt einer zylindrischen 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 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; 126 kann auch ein andersartiges flächiges elektrisch betriebenes Heizmedium, beispielsweise ein Heizgewebe oder ein nicht gewebtes Heizmedium, verwendet werden.
Die Halbschalen 25 können statt der verschließbaren Verbindung 96 eine andersartige verschließbare Verbindung aufweisen. Die verschließbare Verbindung kann statt öffenbar auch nicht, zumindest nicht zerstörungsfrei, offenbar sein. Beispielsweise kann die verschließbare Verbindung auch mittels Kleben oder Schweißen realisiert werden. Nach dem Verbinden der Halbschalen 25 ist dann der Heizkäfig 22 auf den Filterbalg 12 fixiert und kann nicht mehr von diesem getrennt werden.
Die Anschlusslaschen 58 des Anschlusssteckers 52 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 kann statt mit den Rastelementen 76 und den entsprechenden Positioniernasen 66 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 und/oder die Gegenendscheibe 40 und/oder das Mittelstützrohr 20 und/oder das Steckergehäuse 54 und/oder der Käfigrahmen 24 und/oder das Fixierelement 80 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 und/oder die Heizfolie 26; 126 auch nur teilaxial, also über einen Teil der axialen Ausdehnung des Filterbalges 12 erstrecken. Vorteilhafterweise kann dabei eine Stirnseite des Heizkäfigs 22 und/oder die Heizfolie 26; 126 an der Anschlussendscheibe 32 anliegen, so dass dort einfach eine kurze elektrische Verbindung zum Anschlussstecker 52 realisiert werden kann. Alternativ können auch beide Stirnseiten des Heizkäfigs 22 und/oder der Heizfolie 26; 126 jeweils in einem axialen Abstand zur Anschlussendscheibe 32 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; 126 schwenkbar verbunden sein. Die Kontaktlaschen 44 können hierzu entsprechend stabil und biegsam ausgestaltet sein.
Anstelle des Anschlusssteckers 52 kann auch ein andersartiges Anschlusselement vorgesehen sein. Das Anschlusselement kann sich auch an einer Umfangsseite des fertigen Filterelements befinden.

Claims

Filterelement (10) eines Filters für Fluid einer Brennkraftmaschine 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; 126) umgeben ist, wobei der Heizmantel (26; 126) an oder in einem fluiddurchlässigen Stützhohlkörper (24) angeordnet ist, so dass ein Heizkäfig (22; 122) ausgebildet ist, wobei der Stützhohlkörper (24) wenigstens den Filtermediumhohlkörper (12) umfangsmäßig und wenigstens teilaxial umgibt und wenigstens bei einem Erstzusammenbau des Filterelements (10) an wenigstens einer Umfangsseite zum Anordnen auf dem Filtermediumhohlkörper (12) offen ist oder geöffnet werden kann, und wobei der Stützhohlkörper (24) wenigstens zwei sich jeweils teilumfänglich erstreckende Stützkörperschalen (25) aufweist, welche spätestens beim fertigen Filterelement (10) zum Realisieren des Stützhohlkörpers (24) wenigstens an einer Umfangsseite miteinander verbunden sind.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel (26; 126) mit einem elektrischen Anschlusselement (52) verbunden ist, das mit elektrischen Leitungen zur Versorgung des elektrischen Heizmantels (26; 126) verbunden werden kann.
Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel (26; 126) zwischen einer Umfangsseite des Filtermediumhohlkörpers (12) und einer Umfangsseite des Stützhohlkörpers (24) angeordnet ist.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkörperschalen (25) mittels wenigstens einer beweglichen Verbindung (27) an einer Umfangsseite miteinander verbunden sind und zum umfangsmäßigen Schließen des Stützhohlkörpers (24) um die bewegliche Verbindung (27) aufeinander zu geschwenkt werden können.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkörperschalen (25) mittels wenigstens einer zunächst offenen und zum umfangsmäßigen Schließen des Stützhohlkörpers (24) verschließbaren Verbindung (96) miteinander verbunden sind.
Filterelement nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel (26) wenigstens zwei sich jeweils teilumfänglich erstreckende Mantelabschnitte aufweist, welche jeweils in oder an einer entsprechenden Stützkörperschale (25) angeordnet sind.
Heizkäfig (22; 122) mit einem elektrischen Heizmantel (26; 126) zum wenigstens teilumfänglichen und wenigstens teilaxialen Umgeben eines als Filtermediumhohlkörper (12) gestalteten, wenigstens bezüglich einer Elementachse (16) umfangsmäßig geschlossenen Filtermediums (14) eines Filterelements, wobei der Heizmantel (26; 126) an oder in einem fluiddurchlässigen Stützhohlkörper (24) des Heizkäfigs (22; 122) angeordnet ist, der wenigstens an einer Umfangsseite wenigstens bei einem Erstzusammenbau des Filterelements (10) zum Anordnen auf dem Filtermediumhohlkörper (12) offen ist oder geöffnet werden kann und der wenigstens zwei sich jeweils teilumfänglich erstreckende Stützkörperschalen (25) aufweist, welche spätestens beim fertigen Filterelement (10) zum Realisieren des Stützhohlkörpers (24) wenigstens an einer Umfangsseite miteinander verbunden sind.
Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 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 einem elektrischen Heizmantel (26; 126) umgeben wird, so dass der Heizmantel (26; 126) wenigstens teilumfänglich und wenigstens teilaxial um den Filtermediumhohlkörper (12) angeordnet ist, wobei ein Stützhohlkörper (24) für den Heizmantel (26; 126) aus wenigstens zwei sich jeweils teilumfänglich erstreckenden Stützkörperschalen (25) realisiert wird, sodass der Stützhohlkörper (24) wenigstens an einer Umfangsseite zunächst offen ist wobei wenigstens der Filtermediumhohlkörper (12) von der offenen Umfangsseite in den Stützhohlkörper (24) eingebracht wird und wobei die Stützkörperschalen (25) zum umfangsmäßigen Umgeben des Filtermediumhohlkörpers (12) aufeinander zu bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizmantel (26; 126) an einer inneren Umfangsseite des Stützhohlkörpers (24) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Umfangsseite des Stützhohlkörpers (24) nach dem Einbringen des Filtermediumhohlkörpers (12) geschlossen wird.