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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ringfilterelement mit einem Faltenstern, der stirnendseitig in eine erste Endscheibe und eine zweite Endscheibe eingebunden ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Filtereinrichtung mit zumindest einem solchen Ringfilterelement.
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Aus der
EP 0 559 011 A1 ist ein gattungsgemäßes Ringfilterelement bekannt, wobei ein zumindest das Filtermaterial an einer Stirnseite dicht abdeckendes, platten- oder folienförmiges Dichtmaterial radial über das Filtermaterial hinausragt. Dieses radial hinausragende Material ist verformbar und auf einen innerhalb des Ringfilterelements an dessen betreffendem Ende liegenden Stützring umklappbar. Über das um den Stützring umgeklappte Dichtmaterial ist das Ringfilterelement radial gegenüber einem das Filtereinrichtung an dem betreffenden Ende aufnehmenden Aufnahmestutzen gedichtet. Durch eine radiale, axial zum Dichtmaterial hin offene Ausnehmung in dem Stützring soll erreicht werden, dass der axiale Bereich des Stützrings, auf dem das Dichtmaterial zur radialen Dichtung gegenüber dem Aufnahmestutzen des Filtermaterials anliegt, frei von einer radialen Fixierfunktion des Stützringes bleibt. Die radiale Fixierfunktion wird somit gegenüber dem Aufnahmestutzen allein von dem radial nicht ausgenommenen Bereich des Stützringes übernommen.
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Aus der
EP 2 062 634 B1 ist ein Ringfilterelement in einem Kraftstofffilter mit einem Filtermedium bekannt, das stirnendseitig von einer Endscheibe abgedichtet ist. Darüber hinaus vorgesehen ist eine Entlüftungseinheit zum Ableiten von Gasen aus dem geodätisch oberhalb der Endscheibe liegenden Bereich, wobei die Entlüftungseinheit mindestens einen Strömungskanal in der Endscheibe zwischen dem Rohbereich und dem Reinbereich des Filterelements umfasst und von einem Filterkörper abgedeckt ist. Der Filterkörper seinerseits ist von einem Haltering fixiert, der an der Endscheibe zu befestigen ist, wobei in den Haltering mindestens eine auf den Strömungskanal abgestimmte Durchtrittsöffnung eingebracht ist. Die den zumindest einen Strömungskanal aufweisende Endscheibe weist darüber hinaus eine mittige Durchgangsöffnung zum Abströmen des gefilterten Kraftstoffs auf. Hierdurch soll ein Kraftstofffilter geschaffen werden, das im Saugbetrieb betrieben werden kann, ohne dass die Filterfläche durch die ausgasende Luft reduziert wird.
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Generell ist bei Kraftstofffiltern im Bereich der oberen Endscheibe eine Entgasung bzw. Entlüftung notwendig, um ein etwaiges Luftpolster, welches sich dort ansammeln bzw. bilden kann, aus dem Filterraum abführen und dadurch die gesamte Filterfläche für den Filtrationsprozess nutzen zu können. Da die aus dem Stand der Technik bekannten Endscheiben von Ringfilterelementen oftmals aus gasundurchlässigem Kunststoff ausgebildet sind, wird bei herkömmlichen Ringfilterelementen üblicherweise ein Zusatzbauteil, beispielsweise ein Entlüftungsrohr, benutzt, um die erforderliche Entlüftung bewerkstelligen zu können. Ein derartiges Zusatzbauteil stellt jedoch immer zusätzliche Kosten und zusätzlichen Montageaufwand dar.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Ringfilterelement der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere eine Entlüftung ohne Zusatzbauteile ermöglicht.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Entlüftungsfunktion in die geodätisch oben liegende Endscheibe zu integrieren, indem diese zumindest bereichsweise gasdurchlässig ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Ringfilterelement weist dabei in bekannter Weise einen Faltenstern auf, der stirnendseitig in eine erste Endscheibe und eine zweite Endscheibe eingebunden ist. Zumindest die erste Endscheibe, üblicherweise die geodätisch oben angeordnete Endscheibe, ist dabei aus zwei Lagen mit unterschiedlichen Eigenschaften ausgebildet bzw. zusammengesetzt, wobei die erste Lage dichter ist als die zweite Lage und wobei die beiden Lagen derart ausgebildet sind, dass sie zumindest eine Entlüftung eines Innenraums des Ringfilterelements ermöglichen. Die erste Lage deckt dabei den Faltenstern komplett ab, so dass dieser in die erste Lage eingebunden ist. Die erste Lage ist dabei üblicherweise gasdicht ausgebildet. Die auf der ersten Lage befestigte zweite Lage hingegen steht zumindest radial nach innen über den Faltenstern über und kann aufgrund ihrer erhöhten Porosität ein Entlüften bzw. Entgasen über die erste Lage ermöglichen. Durch die Entlüftung über die erfindungsgemäße Endscheibe mit den beiden Lagen kann eine komplexe Entlüftung mittels zusätzlicher Bauteile und eventuellen Filtern komplett entfallen. Dadurch wird die Entlüftungseinrichtung für eine roh-/reinseitige Entlüftung vereinfacht und zudem kostengünstiger. Insbesondere ist kein Steigrohr bzw. Entlüftungsrohr mehr erforderlich, welches zusätzlich weiteren Bauraumbedarf erfordert. Durch den Entfall des Entlüftungsrohres kann auch auf ein zur Herstellung desselben erforderliches aufwändiges Spritzgusswerkzeug verzichtet werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die beiden Lagen fest miteinander verbunden, insbesondere mittels Ultraschall miteinander verschweißt. Dabei ist denkbar, dass die erste Lage beispielsweise in der Art einer herkömmlichen und nicht gasdurchlässigen Endscheibe aus Kunststoff ausgebildet ist, während ausschließlich die zweite Lage gasdurchlässig und dadurch zur Entlüftung ausgebildet ist. Mittels Ultraschall ist es dabei möglich, die beiden Lagen stoffschlüssig miteinander zu verbinden, wobei die erste Lage selbstverständlich ebenfalls, beispielsweise aus einer Packung dichter Kunststofffasern, hergestellt werden kann.
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Zweckmäßig weist die erste Lage eine höhere Dichtigkeit und eine höhere Stabilität auf als die zweite Lage. Da die zweite Lage ausschließlich die Entlüftungsfunktion übernehmen soll, ist eine Stabilität bzw. Dichtheit wie für die erste Lage nicht erforderlich, so dass die zweite Lage ausschließlich auf die Entlüftungsfunktion, verbunden mit der damit erforderlichen Porosität, ausgelegt werden kann, während die erste Lage sowohl die Stabilität als auch die Dichtheit des Faltensterns an seiner Stirnendseite gewährleisten muss.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist die zweite Lage einen geringeren Außendurchmesser auf als die erste Lage. Die erste Lage kann beispielsweise den Faltenstern stirnendseitig komplett überdecken und sogar an einem Außenumfang leicht umgebogen anlegen. Die zweite Lage hingegen steht radial über den Faltenstern nach innen über, in einem Bereich, in den die erste Lage nicht mehr reicht. In diesem Bereich, in welchem ausschließlich die zweite Lage vorhanden ist, kann aufgrund der erhöhten Porosität der zweiten Lage nunmehr die Entlüftung des Innenraums des Ringfilterelements erfolgen. Zugleich kann selbstverständlich die zweite Lage zu einer Abdichtung gegenüber einem gehäuseseitigen Dom genutzt werden.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Filtereinrichtung mit einem Filtergehäuse und einem darin angeordneten wie in den vorherigen Absätzen beschriebenen Ringfilterelement auszustatten. Eine derartige Filtereinrichtung kann beispielsweise als Kraftstofffilter, als Ölfilter oder als Hydraulikfilter ausgebildet sein und in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Mit der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist es möglich, eine bislang lediglich mittels konstruktiv äußerst aufwändiger Zusatzbauteile erreichbare Entlüftungsfunktion nunmehr konstruktiv einfach und kostengünstig in die Endscheibe des Ringfilterelements zu integrieren, wodurch auch die gesamte Filtereinrichtung kostengünstiger hergestellt werden kann. Zudem gestaltet sich auch eine Wartung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung bei einem Austausch des Ringfilterelements deutlich einfacher, da die Montage bzw. Demontage des Entlüftungsrohrs komplett entfallen kann.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch
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1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Ringfilterelement,
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2 eine Detaildarstellung aus 1 im Bereich einer oberen Endscheibe des Ringfilterelements.
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Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1, welche beispielsweise als Ölfilter, als Kraftstofffilter oder als Hydraulikfilter ausgebildet sein kann, ein Filtergehäuse 2 auf, in welchem ein erfindungsgemäßes Ringfilterelement 3 angeordnet ist. Das Ringfilterelement 3 selbst besitzt in bekannter Weise einen Faltenstern 4 mit zickzackförmig gefaltetem Filtermaterial, wobei der Faltenstern 4 stirnendseitig in eine erste Endscheibe 5 und eine nicht gezeigte zweite und im vorliegenden Fall unten angeordnete Endscheibe eingebunden ist. Erfindungsgemäß ist nun zumindest die erste Endscheibe 5, das heißt im vorliegenden Fall die geodätisch oben angeordnete Endscheibe 5, aus zwei Lagen 6, 7 mit unterschiedlichen Eigenschaften ausgebildet ist, wobei die erste Lage 6 dichter ist als die zweite Lage 7 und wobei die zweite Lage 7 derart ausgebildet ist, dass sie eine Entlüftung eines Innenraums 8 durch die erste Endscheibe 5 erlaubt. Die erste Lage 6 erfüllt somit im Wesentlichen die Stabilitäts- und Dichtfunktion für den Faltenstern 4, wogegen die zweite Lage 7 eine Entlüftung des Innenraums 8 des Ringfilterelements 3 ermöglicht, sodass auf ein Zusatzbauteil, wie beispielsweise ein Entlüftungsrohr sowie auf eine umständliche Montage desselben verzichtet werden kann.
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Die beiden Lagen 6, 7 sind dabei fest miteinander verbunden, insbesondere mittels Ultraschall miteinander verschweißt, können aber selbstverständlich auch in dem überlappenden Bereich miteinander verklebt sein.
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Die erste Lage weist dabei eine höhere Dichtheit und Stabilität auf als die zweite Lage und dient im Wesentlichen ausschließlich der Abdichtung des Faltensterns 4 an seiner Stirnendseite sowie der Stabilisierung des Faltensterns 4 als Ringfilterelement 3. Die zweite Lage 7 ist dabei als Vlieslage ausgebildet und besitzt eine deutlich höhere Porosität als die erste Lage 6, wodurch ein Entlüften bzw. Entgasen des Innenraums 8 über die Endscheibe 5 bzw. über die zweite Lage 7 der Endscheibe 5 ermöglicht wird. Die zweite Lage 7 kann dabei Kunststofffasern aufweisen. Die erste Lage 6 kann in gleicher Weise jedoch mit höherer Dichtheit ausgebildet sein oder aber aus einem gasundurchlässigen Kunststoff, wie dies bei bislang aus dem Stand der Technik bekannten Endscheiben Gang und Gäbe ist.
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Betrachtet man die 2, so kann man erkennen, dass die erste Lage 6 ausschließlich stirnendseitig des Faltensterns 4 angeordnet ist und radial außen über den Faltenstern 4 zumindest geringfügig übersteht und an einer Mantelfläche 9 des Faltensterns 4 anliegt. Die erste Lage 6 kann dabei zusätzlich eine Dichtfunktion gegenüber dem Filtergehäuse 2 übernehmen, sofern dies erforderlich ist. Die zweite Lage 7 steht nach radial innen über den Faltenstern 4 über und kann beispielsweise eine Abdichtung gegenüber einem gehäuseseitigen Dom 10 bilden. Hierzu wird ein radial innenliegender Teilabschnitt 11 der zweiten Lage 7 umgebogen und liegt im umgebogenen Zustand am Dom 10 an. Wie den 1 und 2 weiter zu entnehmen ist, weist die zweite Lage 7 auch eine unterschiedliche Dicke auf, wodurch beispielsweise die Luftdurchlässigkeit bzw. die Gasdurchlässigkeit beeinflussbar ist.
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Gemäß den 1 und 2 besitzt dabei die zweite Lage 7 eine Stufe 12 und weist im Bereich des Faltensterns 4 eine deutlich geringere axiale Höhe bzw. Dicke auf, als über den Innenraum 8. Die zweite Lage 7 reicht dabei nicht bis ganz an den radialen Außenumfang des Faltensterns 4 bzw. der ersten Lage 6.
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Mit dem erfindungsgemäßen Ringfilterelement 3 und der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 kann eine Entlüftungsfunktion in die Endscheibe 5 integriert werden, wodurch ein bislang erforderliches Steigrohr bzw. Entlüftungsrohr, komplett entfallen kann. In diesem Fall entfällt auch das zur Herstellung des Entlüftungsrohres erforderliche und aufwändige Kunststoffspritzgusswerkzeug. Durch den Entfall des Entlüftungsrohrs ist zudem mehr Raum für den Faltenstern 4 und mehr Filtermaterial vorhanden, wodurch die Filtereinrichtung 1 eine erhöhte Filterleistung aufweist.
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Dabei können selbstverständlich beide Lagen 6, 7 als Vlieslagen mit unterschiedlicher Permeabilität und Dichtheit ausgebildet sein, oder aber die erste Lage 6 ist in herkömmlicherweise aus gasundurchlässigem Kunststoff ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0559011 A1 [0002]
- EP 2062634 B1 [0003]
