DE102016013090B4

DE102016013090B4 - Filterkerze, Verfahren zu deren Herstellung und mehrteiliges Spritzgießwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102016013090B4
Application number: DE102016013090.3A
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen Hellenbrand; René Thamm; Wladimir Weiß
Original assignee: WIREMESH PROTEC GmbH; WIREMESH-PROTEC GmbH
Current assignee: WIREMESH PROTEC GmbH; WIREMESH-PROTEC GmbH
Priority date: 2016-11-04
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2036-11-05
Also published as: DE102016013090A1

Abstract

Filterkerze (1) zum Reinigen von Flüssigkeiten, aufweisend,
einen Stützkörper (6) welcher gleichmäßig auf dem Umfang eines Kreises Stützstäbe (7) aufweist, welche parallel zur Längsachse der Filterkerze (1) ausgerichtet sind,
wobei um die Stützstäbe (7) mindestens ein Draht (8) mit einer Steigung gewickelt ist,
wobei der Draht (8) und die Stützstäbe (7) aneinander anliegen und hierdurch Kreuzungsstellen (9) ausbilden,
wobei der Stützkörper (6) von einem Gewebelaminat (4) vollständig ummantelt ist,
wobei der Stützkörper (6) an den Stirnseiten Endbuchsen (2,2') umfasst, welche einen inneren Kragen (11) und einen äußeren Kragen (12) aufweisen,
wobei der innere Kragen (11) und der äußere Kragen (12) einen dazwischen liegenden Ringspalt (13) ausbilden
dadurch gegenzeichnet, daß
die Endbuchsen (2,2') aus einem Kunststoff angespritzt sind, wobei der innere Kragen (11) und der äußere Kragen (12) der Endbuchsen (2, 2') wenigstens eine Windung des Drahtes (8) übergreift und durch die Maschen des Gewebelaminats (4) hindurch stoffschlüssig verbunden sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Filterkerze zum Reinigen von Flüssigkeiten, insbesondere Motorenöle mit einem Stützkörper, welcher gleichmäßig auf dem Umfang eines Kreises mehrere Stützstäbe aufweist, welche parallel zur Längsachse der Filterkerze ausgerichtet sind, wobei um die Stützstäbe mindestens ein Draht mit einer Steigung gewickelt ist, wobei der Draht und die Stützstäbe aneinander anliegen und hierdurch Kreuzungsstellen ausbilden, wobei der Stützkörper wenigstens von einem Filterlaminat vollständig ummantelt ist, wobei der Stützkörper an den Stirnseiten Endbuchsen umfasst, welche einen inneren Kragen und einen äußeren Kragen aufweisen, wobei der innere Kragen und der äußere Kragen einen dazwischen liegenden Ringspalt ausbildet.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen dieser Filterkerze. Des Weiteren auf ein Spritzgießwerkzeug zum Herstellen der Filterkerze.
Die DE 25 12 781 A1 beschreibt eine Filterkerze mit einem Stützkörper bestehend aus mehreren, parallel zur Achse der Filterkerze angeordneten metallischen Stützstäben, die am Umfang spiralförmig mit einem Stahldraht umwickelt sind. An den Kreuzungsstellen werden die Stützstäbe und der spiralförmig gewindete Draht miteinander verschweißt, so dass dieser Grundkörper dann einen Stützkörper für ein Filtergewebe bilden kann. Die Filterkerze wird mit einem Deckel und einem Stutzen aus schweißfähigem Material an den Stirnseiten abgeschlossen. Eine derartig ausgebildete Filterkerze ist extrem form- und verwindungssteif, aber unterliegt hohen Fertigungstoleranzen welche bei Nichteinhaltung, das Aufziehen des Filtergewebes erschweren.
Es ist auch bekannt, zum Abdichten eines Filterstrumpfes gegen das Fußteil und gegen das Kopfteil, Endbuchsen aus Blech zu verwenden. Die Endbuchsen werden über das Fußteil und das Kopfteil und den jeweils angrenzenden Endbereich des Filterstrumpfes gestülpt und radial zusammengepresst. Die Innenwandung der Endbuchsen werden vorher mit einem Klebstoff beschichtet, und werden somit in eine dichte Anlage an den Filterstrumpf gebracht.
Aus der DE 41 11 789 A1 ist eine Filterkerze, insbesondere ein Staubfilter für gasförmige Medien offenbart. Die Filterkerze weist einen Kerzenkopf und ein durchbrochenes Stützelement und einen auf diesem Stützelement aufgeschobenen Filterstrumpf auf. Im Kerzenkopf 40 sind zwei Aufnahmen 44 parallel zueinander angeordnet vorgesehen, welche durch ein keilförmiges angespritztes Leitteil getrennt sind. In der jeweiligen Aufnahme wird ein Ende eines Stützkörpers aufgenommen. Über den Stützkörper ist ein Filterstrumpf gezogen, und zwar derart, dass er sich mit in die zugeordnete Aufnahme im Kerzenkopf bzw. in das Leitteil 46 hinein erstreckt. Durch ankleben, anspritzen, anschäumen oder angießen der Stützkörper / Filterstrumpf-Einheit soll, das obere Ende des Filterstrumpfes dicht mit dem Kerzenkopf verbunden sein.
Die US 7 294 163 B1 offenbart Filterkerze zur Reinigung eines Fluids, insbesondere von Luft mit einem plissierten bzw. gefalteten Filterstrumpf, einem Stützkörper, und einer Endbuchse. Der gefaltete Filterstrumpf, sowie der Stützkörper sind in die Endbuchse eingeformt, insbesondere eingegossen. Um eine gute Verbindung zwischen dem Filterstrumpf, dem Stützkörper und der Endbuchse herzustellen, muss hierzu der Filterstrumpf und Stützkörper in die Endbuchse hineinragen. Hierdurch ergibt sich erst ein ausreichender Oberflächenbereich um den Filterstrumpf, den Stützkörper und die Endbuchse in eine feste Verbindung zu überführen.
Der gattungsbildende Stand der Technik ist allerdings noch nicht optimal ausgebildet. Die Abdichtung der Endbuchsen gegenüber dem Fußteil- bzw. dem Kopfteil an den jeweils angrenzenden Endbereich des Filterlaminats (Filterstrumpf / Filtergewebe), mittels einer Klebeverbindung ist arbeitsaufwendig und schwierig durchzuführen. Dementsprechend führt diese Vorgehensweise häufig zu undichten Verbindungen. Auch das Anschweißen der Endbuchsen nach dem Aufziehen des Filterlaminats bzw. eines Filterstrumpfs ist mit dem Risiko verbunden, daß das Filterlaminat beschädigt wird und folglich undicht ist.
Ferner ist bekannt, daß wenn mehrere Lagen von Filtergewebe bzw. ein Filterlaminat oder auch mehrere Filterstrümpfe bzw. Gewebestrümpfe und gegebenenfalls ein zusätzliches Stützgewebe aufeinander auf den Stützkörper aufgezogen werden, sich die Bereiche einzelner herstellungsbedingter Längsnähte der Filterstrümpfe sich überlagern können. Dies ergibt eine unerwünschte Erhöhung des Außendurchmessers der Filterkerze, insbesondere ist dies nachteilig im Bereich der noch anzubringenden Endbuchsen.
Im Folgenden wird unter Gewebelaminat zumindest eine Lage eines Filtergewebes, vorzugsweise eines Filterstrumpfs verstanden. Insbesondere wird unter einem Gewebelaminat ein Verbundwerkstoff bzw. ein Mehrschichten-Filtermedium, welches aus zwei, drei, vier, fünf, sechs oder auch weitaus mehr Lagen unterschiedlicher Gewebe besteht. Die Gewebe können aus Kunststoff oder auch aus Metall bestehen. Die Gewebe können frei aufeinanderliegen oder miteinander verbunden sein. Die Zusammenstellung hängt ganz von der gewünschten Filterlösung ab. Die Zusammensetzung der Gewebeschichten wird so gewählt, daß eine optimale Kombination von Eigenschaften aus Festigkeit, Filterfeinheit, Durchfluss- und Regenerationseigenschaften entsteht.
Das Filterlaminat kann dementsprechend aus einem sogenannten Filtergewebe sowie einem sogenannten Stützgewebe aus jeweils vorgefertigten Filterstrümpfen bestehen, welche einzeln oder zusammen auf den Stützkörper aufgezogen werden. Die Filterstrümpfe können nach dem Aufziehen auf den Stützkörper aufgeschrumpft werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Filterkerze derart auszugestalten und weiterzubilden, dass eine verbesserte Abdichtung der der Endbuchsen gegenüber den Stirnseiten und den jeweils angrenzenden Endbereich des Filterlaminats entsteht. Ferner ist es Aufgabe die Kosten zur Herstellung der Filterkerze zu optimieren.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist nun zunächst dadurch gelöst, daß die Endbuchsen aus einem Kunststoff an den mit einem Gewebelaminat ummantelten Stützkörper angespritzt sind, wobei der innere Kragen und der äußere Kragen der Endbuchsen wenigstens eine Windung des Drahtes übergreifen und durch die Maschen des Gewebelaminats hindurch stoffschlüssig verbunden sind.
Dadurch, daß insbesondere der innere Kragen und der äußere Kragen der Endbuchsen wenigstens eine Windung des Drahtes übergreifen und durch die Maschen des Filterlaminats hindurch stoffschlüssig verbunden sind, wird eine hohe Dichtigkeit der Endbuchsen gegenüber dem Filterlaminat und auch eine belastbare Verbindung mit dem Stützkörper erreicht. Ferner wird durch das Anspritzen der Endbuchsen eine potentiell auftretende Beschädigung des Filtergewebes bzw. des Filterlaminats, wie beim Schweißen vermieden. Ferner ist sichergestellt, daß die Haftung der Endbuchsen an dem Filterlaminat nicht nur oberflächlich auftritt, wie es bei geklebten Endbuchsen vorkommt und somit anfällig für Undichtigkeiten ist. Ferner neigen die verwendeten Klebstoffe nach einiger Einsatzdauer zur Versprödung und/oder reagieren mit dem zu reinigenden Medium. Gerade bei Motorenölen, bilden sich einiger Einsatzdauer der Öle, „Saure“-Bestandteile aus, welche mit dem Klebstoff reagieren können und den Klebstoff im Endeffekt auflösen, was anschliessend zu einer Undichtigkeit der Filterkerze führt. Auch durch das Zusammenpressen, der aus Blech hergestellten Endbuchsen kommt es vor, dass dies eine unzulässige Überhöhung der Flächenpressung des Filterlaminats verursacht.
Durch das Spritzgießverfahren sind auch die damit verbundenen Herstellkosten der erfindungsgemäßen Filterkerze entsprechend reduziert. Die eingangs genannten Nachteile sind somit vermieden und entsprechende Vorteile sind erzielt.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten die erfindungsgemäße Filterkerze in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche 2,3 und 4 verwiesen werden. Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Filterkerze ist in Anspruch 5 dargelegt. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 6 und 7 angegeben. Ein mehrteiliges Spritzgießwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens wird in dem Anspruch 8 offenbart. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen mehrteiligen Spritzgießwerkzeugs sind in den Unteransprüchen 9 und 10 dargelegt.
Zweckmäßigerweise, weist die erfindungsgemäße Filterkerze wenigstens in einer Endbuchse eine Öffnung in der Stirnseite auf. Durch diese großformatige Öffnung kann der Strömungswiderstand, für das Filtermedium, gering gehalten werden. Dies resultiert vorteilhafterweise in einem niedrigeren Betriebsdruck in der Filteranlage.
Der Stützkörper der Filterkerze weist ferner wenigstens eine verschiebbare Kreuzungsstelle auf, insbesondere ist die Kreuzungsstelle in der Nähe des Ringspalts angeordnet. Hierdurch, dass zumindest eine Kreuzungsstelle nicht verschweißt ist, lässt sich unter Beibehaltung der hohen Stabilität des restlichen Stützkörpers, der Bereich in der Nähe der Stirnseiten einfacher radial Verformen. Eine Änderung (Verkleinerung) des Durchmessers des Stützkörpers wird somit mit einem geringeren Kraftaufwand erreicht, da der Draht an der nicht verschweißten und somit verschiebbaren Kreuzungsstelle, leicht unter Krafteinwirkung auf dem Stützstab abgleiten kann.
Das Verfahren zum Herstellen einer Filterkerze umfasst zumindest die nachfolgenden Verfahrensschritte. Einschieben eines Profilwechselkerns in einen mit einem Gewebelaminat oder einem Filter- und zwei Stützstrümpfen vollständig ummantelten Stützkörper. Hierzu sind an dem Profilwechselkern schlitzförmige Aussparungen zur Aufnahme der Stützstäbe eingearbeitet, welche mit den Stützstäben des Stützkörpers in axialer Richtung einen Schiebesitz ausbilden. Die Länge der Aussparung definiert auch die maximale Einschiebelänge des Profilwechselkerns in den Stützkörper. Die Außenfläche des Profilwechselkerns liegt über die gesamte Einschiebelänge an der Innenseite des umwindenden Drahtes an. Anschliessend wird der Stützkörper mit dem eingeschobenen Profilwechselkern in eine Formhälfte der unbeweglichen Platte des geöffneten Spritzgießwerkzeugs eingelegt. Durch den Profilwechselkern, insbesondere dem Kopfteil des Profilwechselkerns, wird die exakte Positionierung des Stützkörpers im Spritzgiesswerkzeug, bzw. im Formraum des Spritzgiesswerkzeugs sichergestellt. Ferner definiert der Profilwechselkern auch den Innendurchmesser des inneren Kragens und somit auch den Innendurchmesser der Endbuchse. Ebenso kann der Innendurchmesser der Öffnung hierdurch festgelegt sein. Durch das Schließen des Spritzgiesswerkzeugs, welches durch das Zusammenfahren der beiden Platten geschieht, wird der Aussendurchmesser des Stützkörpers auf wenigstens einem Teil der Länge des Profilwechselkerns, um mehr als 10 % reduziert. Hier fungiert der Profilwechselkern auch als Widerlager gegenüber den in den in Formwänden gegenüberliegenden Teil-Wülsten. Durch das anschließende Einspritzen von fließfähigem Kunststoffmaterial, durch den mindestens einen Einspritzkanal in den Formraum, wird dieser vollständig ausgefüllt. Hierbei wird die Endbuchse mit dem inneren Kragen und dem äußeren Kragen ausgeformt, wobei wenigsten eine Windung des Drahtes übergriffen wird und auch die Maschen des Gewebelaminats durchdrungen werden. Der sich ursprünglich ausbildende Ringspalt wird durch den fließfähigen Kunststoff überbrückt und ebenfalls ausgefüllt. Damit das Spritzgut die Maschen des Gewebelaminats überhaupt durchdringen kann, ist eine erhöhte Fließfähigkeit des Spritzguts notwendig. Dies wird dadurch erreicht, daß das Spritzgut (Kunststoffmaterial) mit einem chemischen Treibmittel innerhalb des Formraums, aufgeschäumt wird. Somit werden die ursprüngliche Viskosität sowie die Oberflächenspannung des Spritzguts herabgesetzt, und ist somit sehr fließfähig. Durch anschließendes Erstarren lassen des den Formraum ausfüllenden Kunststoffmaterials, und darauf folgendes Öffnen des Spritzgießwerkzeugs, durch das Auseinanderfahren der beiden Platten, kann die Filterkerze aus den Formhälften entnommen werden.
Das Spritzgiesswerkzeug ist vorteilhafterweise mehrteilig ausgeführt und weist hierzu wenigstens eine erste nicht beweglichen Platte und eine zweite bewegliche Platte auf. Die Platten weisen wiederum jeweils zwei austauschbare Formhälften auf, wobei die Formhälften einander gegenüberliegende Formwände mit jeweils einem Teil-Wulst aufweisen. Zwischen den Formhälften bilden sich im zusammengefahrenen Zustand der beiden Platten je ein Aufnahmeraum und ein Formraum aus. Der Aufnahmeraum dient zum Einlegen des austauschbaren Profilwechselkerns. Der Formraum nimmt den auf den Profilwechselkern aufgeschobenen Stützkörper auf. Der Formraum dient auch zum Formen der um die Stirnseite des Stützkörpers anzuspritzenden Endbuchse. Durch die austauschbaren Formhälften können unterschiedliche Außengeometrien der Endbuchsen umgesetzt werden, insbesondere unterschiedliche Fasen abgeformt werden. Des Weiteren können unterschiedliche Arten von Nuten vorgesehen werden um einen Dichtring in die Endbuchse einzusetzen. Ebenso ist es möglich an der Endbuchse ein Gewinde abzuformen oder einzulegen. Durch das Zusammenwirken der Teil-Wülste mit dem Profilwechselkern wird beim Zusammenfahren der Platten, der Aussendurchmesser des Stützkörpers auf wenigstens einem Teil der Länge des Profilwechselkerns reduziert. Vorzugsweise wird der Aussendurchmesser um mehr als 10 % zusammengepresst bzw. reduziert. Hierbei ist es von Vorteil, daß wenigstens eine Kreuzungsstelle verschiebbar ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die verschiebbare Kreuzungsstelle genau zwischen einem Teilwulst und dem Profilwechselkern angeordnet ist. Hieraus ergeben sich vorteilhafterweise ein geringerer Kraftaufwand zum Schließen des Spritzgiesswerkzeugs und eine zusätzliche Kalibrierung des Außendurchmessers der Filterkerze im Bereich der anzuspritzenden Endbuchse, wobei das Filterlaminat nicht einer unzulässigen Flächenpressung ausgesetzt wird. Ferner von Vorteil ist es, daß die Formhälften an der Trennebene nicht mit scharfen Kanten, sondern mit zusätzlichen Fasen versehen sind. Potentiell vorhandene Durchmesserüberhöhungen, hervorgerufen durch überlagerte Längsnähte der Filterstrümpfe des Filterlaminats, werden somit nicht in Eingriff der Platten gebracht, wodurch das Filterlaminat unzulässiger Flächenpressung ausgesetzt und somit zerstört wäre.
In der folgenden Beschreibung wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Filterkerze, sowie des Spritzgiesswerkzeugs unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Filterkerze 1,
2 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Stützkörpers im Schnitt von der Seite,
3 eine erfindungsgemäße Filterkerze in vereinfachter schematischer Darstellung geschnitten von oben,
4a, 4b welche jeweils eine vereinfachte schematische perspektivische Darstellung, wesentlicher Teile des Spritzgiesswerkzeugs, und nicht in seiner Gesamtheit,
5 eine schematische, geschnittene Darstellung von der Seite, einer erfindungsgemäßen Filterkerze, insbesondere einer Endbuchse mit einer Öffnung in der Stirnseite.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Filterkerze 1 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Gut zu erkennen sind die Endbuchsen 2, 2'. Des Weiteren sind insbesondere auch hier jeweils eine Nut 3, 3' für einen Dichtring 14 (nicht dargestellt, vgl. 5) an jeder Endbuchse 2, 2' zu erkennen. Der Dichtring 14 (vgl. 5) kann vorzugsweise als O-Ring ausgeführt sein. Die Endbuchse 2' zeigt auch eine umlaufende Fase 5, welche zur Vereinfachung der weiteren Montage bzw. als Einführhilfe in das Filtergehäuse (nicht dargestellt) gedacht ist. Vorzugsweise ist die Fase 5 mit einem Winkel von 45° zur Ebene ausgeführt, es sind aber auch andere Winkel denkbar. Optional, anstelle einer Fase 5, kann die Endbuchse 2' auch abgerundet sein. Ersichtlich ist auch, dass die Endbuchsen 2, 2' jeweils an den Stirnseiten der Filterkerze 1 das außenliegende Gewebelaminat 4 umfasst und somit die Filterkerze 1 dichtend abschließt.
In der 2 ist im Schnitt von der Seite ein Stützkörper 6 der erfindungsgemäßen Filterkerze 1 (vgl. 1) gezeigt und weist in Richtung der Längsachse der Filterkerze 1 verlaufende einzelne Stützstäbe 7 auf, die mehrfach und diametral zur Längsachse der Filterkerze 1 einander gegenüberliegend entlang eines vorgebbaren Außenumfanges unter Beibehalten von Abständen zueinander angeordnet sind. Unter Freilassen von durch ein Fluid, insbesondere Motorenöl, passierbaren Zwischenräumen ist ein Draht 8 in einzelnen Windungen mit einer Steigung gewickelt, wobei im Bereich einer Kreuzungsstelle (Berührstelle) 9 des Drahts 8 mit einem zuordenbaren Stützstab 7 ein Schweißpunkt vorgesehen sein kann. Vorzugsweise werden allerdings nicht alle Kreuzungsstellen (Berührstellen) 9 mit einer Schweißung versehen, insbesondere nicht in einem Bereich welcher von einer Endbuchse 2, 2' (vgl. 1) überlagert ist. Insbesondere kann auf jeweils jeder zweiten Windung des Drahtes 8 eine Schweißung einer Kreuzungsstelle (Berührstellen) 9 entfallen.
Vorteilhafterweise sind die Stützstäbe 7 aus 1,5 mm bis 3,5 mm dickem Metalldraht, vorzugsweise Stahldraht hergestellt und der die Stützstäbe 7 umwindende Draht 8 besteht aus 0,5 bis 1,5 mm dickem, rundem Metalldraht, insbesondere Stahldraht.
Es hat sich gezeigt, daß für hochbeanspruchte Filterkerzen, bei denen ein Fluidstrom schlagartig mit hohem Druck auf das zu spülende Filterlaminat 4 (nicht dargestellt, vgl. 3) auftrifft, einen Durchmesser von 0,5 bis 5 cm haben sollen bei einer Höhe von 25 cm bis 200 cm. Besonders vorteilhaft haben sich allerdings Durchmesser von 0,75 cm bis 1,85 cm bei einer Höhe von 20 cm bis 5o cm gezeigt. Die Steigung des die Stützstäbe 7 umwindenden Drahtes 8 ist so gewählt, daß die Windungen jeweils einen Abstand von 0,5 bis 3,5 mm voneinander haben. Besonders bevorzugt wird eine Steigung von 1,5 mm bis 2,5 mm. Bei einer derartigen Dimensionierung ist der Stützkörper 6 nicht nur besonders formsteif und verwindungssteif, sondern es wird auch ein Filterlaminat 4 mit sehr kleiner Stützweite abgestützt, wobei dennoch weniger als 5 % des Filterlaminates abgedeckt werden.
In 3 ist eine erfindungsgemäße Filterkerze 1 in einer geschnittenen Darstellung von oben dargestellt. Gut zu erkennen ist, daß der Stützkörper 6 auf dem Umfang eines Kreises mehrere Stützstäbe 7 aufweist, welche parallel zur Längsachse der Filterkerze 1 ausgerichtet sind. Des Weiteren ersichtlich ist, daß der Stützkörper 6 mit einem Gewebelaminat 4 ummantelt ist und somit auf der Außenfläche des Stützkörpers 6 anliegt. Das Gewebelaminat 4, hier bestehend aus einem Filter- und zwei Stützgeweben, sind hier als vorgefertigte Gewebestrümpfe auf den Stützkörper 6 aufgezogen und anschliessend aufgeschrumpft. Das Gewebelaminat 4 besteht hier aus Polyamid mit unterschiedlichen Maschenweiten. Das Gewebelaminat 4 kann aber auch aus Polyester, Polypropylen, PES, Fluorkunststoff oder auch Metall, insbesondere Edelstahl ausgeführt sein. Besonders bevorzugt sind allerdings aufschrumpfbare Kunststoffe, insbesondere bei Temperaturerhöhung schrumpffähige, vorzugsweise aus monofilen Polyesterfasern hergestellte Filterstrümpfe, wobei einzelne Lagen des Gewebelaminats 4 nicht aus den gleichen Werkstoffen bestehen müssen. Im inneren der Filterkerze 1 ist ferner ein Profilwechselkern 10 angeordnet. In dem Profilwechselkern 10 kann auch eine (nicht dargestellte) Temperiervorrichtung vorgesehen sein. Gut zu erkennen ist, daß die Stützstäbe 7 in dafür vorgesehene Ausnehmungen 15 eingreifen. Die Ausnehmungen 15 und die Stützstäbe 7 bilden hier einen sogenannten Schiebsitz aus.
In der 4a und 4b sind wesentliche Teile des mehrteiligen Spritzgießwerkzeugs 16 in einer perspektivischen Darstellung wiedergegeben. Das Spritzgiesswerkzeug 16 ist nicht in der Gesamtheit dargestellt. Gut zu erkennen sind, in 4a, zwei Profilwechselkerne 10, welche als Teile des Spritzgiesswerkzeugs 16, einzeln austauschbar und dementsprechend aus dem Spritzgiesswerkzeug 16 herausnehmbar sind. Die Profilwechselkerne weisen Ausnehmungen 15 zur Aufnahme der Stützstäbe 7 des Stützköpers 6 (vgl. 3) auf.
Jeder Profilwechselkern 10 weist ein Kopfstück sowie einen Aufnahmebereich mit einem Schaft auf. Bevorzugt ist der Schaft zylindrisch ausgeführt. Gut zu erkennen sind die Ausnehmungen 15 für die Stützstäbe 7 (vgl. 3) des Stützkörpers 6 im Aufnahmebereich bzw. im Schaft des Profilwechselkerns 10. Die Ausnehmungen 15 sind hier als längliche Schlitze ausgebildet, wobei die Stützstäbe 7 mit den Ausnehmungen 15 einen Schiebsitz ausbilden, um ein einfaches Aufschieben in den Stützköper 6 (vgl. 2) zu gewährleisten. Zudem wird hierdurch die erforderliche Abdichtung gegen ein unerwünschtes Austreten von Kunststoffmasse erreicht. Die Länge der Ausnehmungen 16 begrenzen somit auch die Aufschiebelänge auf den Schaft bzw. auf den Profilwechselkern 10. Ferner ersichtlich ist eine erste nicht bewegliche Platte 17 und zweite bewegliche Platte 17' des Spritzgießwerkzeugs 16. Die Platte 17 sowie die Platte 17', weisen jeweils eine austauschbare erste Formhälfte 18a, 18a' und eine zweite austauschbare Formhälfte 18b, 18b' auf. Die Formhälften 18a, 18a', 18b, 18b' sind jeweils mit geeigneten Mitteln 19, vorzugsweise Schraubenverbindungen, an der Platte 17 bzw. der Platte 17' lösbar fixiert. Die Formhälften 18a, 18a' und 18b, 18b' sind für die Aufnahme von mindestens einem Stützkörper 6 mit jeweils einem Profilwechselkern 10 ausgeführt. Gut sichtbar ist in dem Zusammenhang das Kopfstück des Profilwechselkerns 10, mit diversen Anlageflächen. Durch die Anlageflächen wird die Lage des Profilwechselkerns 10 in Zusammenwirken mit den korrespondierenden Kavitäten der Formhälften 18b, 18b' und zugehörigen Anlageflächen in den jeweiligen Formwänden 20b, 20b' exakt definiert.
Die Formhälften 18a, 18a' weisen ferner jeweils auch eine Kavität sowie jeweils eine Formwand 20a, 20a' auf. Die Formwände 20a, 20a' weißen wiederum jeweils einen Teil-Wulst 21a, 21a' auf. Der Teil-Wulst 21a, 21a' erstreckt sich jeweils senkrecht zur Längsachse der Filterkerze 1 und schließt beidseitig mit der Trennebene ab. An den Formwänden 20a, 20a' sind ferner auch Fasen 25 zur Trennebene vorgesehen um ein Einquetschen des Gewebelaminats 4 zu verhindern. Die Formhälfte 18a bildet zusammen mit der gegenüberliegenden zweiten Formhälfte 18a' und durch die zugehörigen Formwände 20a, 20a', 20b, 20b' im geschlossenen Zustand der Platten 17, 17' einen Aufnahmeraum und einen Formraum aus. Der jeweilige Aufnahmeraum dient insbesondere zur Aufnahme eines Profilwechselkerns 10. Der zugehörige Formraum zur Aufnahme des ummantelten Stützkörpers 6. Der Formraum dient des Weiteren zur Aufnahme und zum Formen der um die Stirnseite des Stützkörpers 6 anzuspritzenden Endbuchse 2. Durch den Teil-Wulst 21a und 21a' wird im zusammengefahrenen Zustand der Platten 17, 17' ein geschlossener umlaufender Wulst ausgebildet. Ferner wird durch das Zusammenwirken des jeweiligen Teil-Wulst 21a und 21a' und dem Profilwechselkern als Widerlager der Aussendurchmesser des Stützkörpers 6 auf wenigstens einem Teil der Länge des Profilwechselkerns 10 reduziert. Vorzugsweise um 5 %, besonders bevorzugt mehr als 10 % reduziert, wenn die Platten 17 und 17' sich im zusammengefahrenen (geschlossenen) Zustand befinden. Dementsprechend schließt der Wulst bzw. die beiden Teil-Wülste 21a, 21a', den Aufnahmeraum auch zur Umgebung hin ab. Der Wulst bildet somit die Barriere gegen das Herausfließen des Spitzgutes aus dem Spritzgiesswerkzeugs 16 in die Umgebung. Das nicht in dem Aufnahmeraum befindliche gegenüberliegende Ende der Filterkerze 1 stützt sich in einem Anschlag 24 in einer dafür vorgesehene Kerzenaufnahme 23 ab. Um ein exaktes Aufeinanderliegen der beiden Platten 17, 17' zu erreichen ist eine plattenübergreifende Führung mit einem Schlitz 22 und einem Schieber (nicht dargestellt), welcher in den Schlitz 22 eingreift vorgesehen.
In 5 ist eine schematisch geschnitten Darstellung einer erfindungsgemäßen Filterkerze von der Seite, insbesondere der Endbuchse 2' mit einer Öffnung in der Stirnseite wiedergegeben. Gut zu erkennen ist, daß der Stützkörper 6 von einem Gewebelaminat 4 ummantelt ist und die Endbuchse 2', drei Windungen des Drahtes 8 übergreift und dabei die Stirnseite des Stützkörpers 6 der Filterkerze 1 abschließt. Die Endbuchse 2' weist ferner einen ersten inneren Kragen 11 und zweiten äußeren Kragen 12 und einen dazwischen liegenden Ringspalt 13 auf, wobei der Ringspalt 13 das Gewebelaminat 4, sowie den Draht 8 und die Stützstäbe 7 aufnimmt. Der erste innere Kragen 11 und der zweite äußere Kragen 12 sind durch den somit vollständig mit Spritzgut ausgefüllten Ringspalt 13 hindurch, insbesondere durch die Maschen des Gewebelaminats 4 hindurch, stoffschlüssig verbunden. Ferner ist in der Darstellung gut die verschiebbare Berührstelle 9 zu erkennen. Des Weiteren kann der Darstellung auch entnommen werden, daß in der Endbuchse 2' auch ein Dichtring 14, in einer dafür vorgesehene Nut 3' vorgesehen ist. Die Fase 5 ist hier beispielhaft als 60°-Fase ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Filterkerze
2, 2': Endbuchse
3, 3': Nut
4,: Gewebelaminat, Filtergewebe, Stützgewebe, Gewebe, Gewebestrumpf
5: Fase, Rundung
6: Stützkörper
7: Stützstab
8: Draht
9: Berührstelle, Kreuzungsstelle
10: Profilwechselkern
11: Innerer Kragen der Endbuchse
12: Äußerer Kragen der Endbuchse
13: Ringspalt
14: Dichtring, O-Ring
15: Ausnehmung im Profilwechselkern
16: Spritzgießwerkzeug
17: erste unbewegliche Platte
17': zweite bewegliche Platte
18a: Formhälfte der ersten unbeweglichen Platte 17
18b: Formhälfte der ersten unbeweglichen Platte 17
18a': Formhälften der zweiten beweglichen Platte 17'
18b': Formhälften der zweiten beweglichen Platte 17'
19: Schraubenverbindung
20a: Formwand der Formhälfte 18a
20b: Formwand der Formhälfte 18b
20a': Formwand der Formhälfte 18a'
20b': Formwand der Formhälfte 18b'
21a: Teil-Wulst
21b: Teil-Wulst
22: Schlitz
23: Kerzenaufnahme
24: Anschlag
25: Fase

Claims

Filterkerze (1) zum Reinigen von Flüssigkeiten, aufweisend, einen Stützkörper (6) welcher gleichmäßig auf dem Umfang eines Kreises Stützstäbe (7) aufweist, welche parallel zur Längsachse der Filterkerze (1) ausgerichtet sind, wobei um die Stützstäbe (7) mindestens ein Draht (8) mit einer Steigung gewickelt ist, wobei der Draht (8) und die Stützstäbe (7) aneinander anliegen und hierdurch Kreuzungsstellen (9) ausbilden, wobei der Stützkörper (6) von einem Gewebelaminat (4) vollständig ummantelt ist, wobei der Stützkörper (6) an den Stirnseiten Endbuchsen (2,2') umfasst, welche einen inneren Kragen (11) und einen äußeren Kragen (12) aufweisen, wobei der innere Kragen (11) und der äußere Kragen (12) einen dazwischen liegenden Ringspalt (13) ausbilden dadurch gegenzeichnet, daß die Endbuchsen (2,2') aus einem Kunststoff angespritzt sind, wobei der innere Kragen (11) und der äußere Kragen (12) der Endbuchsen (2, 2') wenigstens eine Windung des Drahtes (8) übergreift und durch die Maschen des Gewebelaminats (4) hindurch stoffschlüssig verbunden sind.
Filterkerze (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Endbuchse (2,2') eine Öffnung in der Stirnseite aufweist.
Filterkerze (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (6) wenigstens eine verschiebbare Kreuzungsstelle (9) aufweist.
Filterkerze (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine verschiebbare Kreuzungsstelle (9) des Stützkörpers (6) innerhalb der Endbuchse (3,3') angeordnet ist.
Verfahren zum Herstellen einer Filterkerze (1) nach den Ansprüchen 1 bis 4, aufweisend folgende Verfahrensschritte: i) Einschieben eines Profilwechselkerns (10) in einen mit einem Gewebelaminat (4) vollständig ummantelten Stützkörper (6), ii) Einlegen des in den Stützkörper (6) eingeschobenen Profilwechselkerns (10) in eine Formhälfte (18a, 18b) der unbeweglichen Platte (17) des Spritzgießwerkzeugs (16), iii) Schließen des Spritzgießwerkzeugs (16), durch das Zusammenfahren der beiden Platten (17, 17'), wobei der Aussendurchmesser des Stützkörpers (6) auf wenigstens einem Teil der Länge des Profilwechselkerns (10) reduziert wird, iv) Einspritzen von fließfähigem Kunststoffmaterial durch mindestens einen Einspritzkanal in den Formraum, wobei das Kunststoffmaterial mit einem chemischen Treibmittel innerhalb des Formraums, aufgeschäumt wird, v) Erstarren lassen des den Formraum ausfüllenden Kunststoffmaterials, vi) Öffnen des Spritzgießwerkzeugs (16), durch Auseinanderfahren der Platten (17,17') und vii) Herausnehmen der Filterkerze 1 aus den Formhälften (18a, 18b)
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgut eine Einspritztemperatur zwischen 180 °C und 270 °C aufweist und der Einspritzdruck zwischen 900 bar und 970 bar liegt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Spritzgut eine Einspritztemperatur zwischen 200 °C und 220 °C aufweist und der Einspritzdruck zwischen 950 bar und 960 bar liegt.
Mehrteiliges Spritzgießwerkzeug (16) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 bis 7, aufweisend eine erste nicht bewegliche Platte (17) und eine zweite bewegliche Platte (17') mit jeweils austauschbaren Formhälften (18a, 18b, 18a',18b'), wobei die Formhälften (18a, 18a') einander gegenüberliegende Formwände (20a, 20a') mit jeweils einem Teil-Wulst (21a, 21a') aufweisen, wobei sich zwischen den Formhälften (18a, 18a') im zusammengefahrenen Zustand der beiden Platten (17, 17') ein Aufnahmeraum zum Einlegen eines austauschbaren Profilwechselkerns (10) ausbildet und zwischen den Formhälften (18b, 18b') im zusammengefahrenen Zustand der beiden Platten (17, 17') ein Formraum zur Aufnahme eines Stützkörpers (6) ausbildet, wobei der Formraum auch zum Formen der um die Stirnseite des Stützkörpers (6) anzuspritzenden Endbuchse (3,3') geeignet ist, und wobei durch das Zusammenwirken der Teil-Wülste (21a, 21a') der Aussendurchmesser des Stützkörpers (6) auf wenigstens einem Teil der Länge des Profilwechselkerns (10) reduziert wird.
Mehrteiliges Spritzgießwerkzeug (16), nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Profilwechselkern (10) Aussparungen (15) zur Aufnahme der Stützstäbe (7) des Stützkörpers (2) aufweist.
Mehrteiliges Spritzgiesswerkzeug (16), nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Aussparungen (15) des Profilwechselkerns (10) mit den Stützstäben (6) des Stützkörpers (2) einen Schiebesitz ausbilden.