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Die vorliegende Erfindung betrifft einen rohrförmigen, mit Durchbrechungen versehenen Stützkörper eines ringförmigen Filtermaterials, insbesondere eines Faltensterns, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Ringfilterelement mit einem solchen Stützkörper.
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Aus der
EP 0 682 967 A1 ist ein gattungsgemäßer ringförmiger Stützkörper bekannt, der einen radial durchströmten, ringförmigen Filtereinsatz für Flüssigkeiten abstützt und eine Oberfläche mit einer flachen Profilierung aufweist, in welche in Längsrichtung verlaufende Faltenkanten des Filterelements in Umfangsrichtung gesehen formschlüssig eingreifen, so dass der ringförmige Stützkörper ein Kollabieren des Filterelements bei hohen Differenzdrücken vermeiden kann.
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Gattungsgemäße Stützkörper sind hinlänglich bekannt und dienen zum Abstützen eines ringförmigen Faltensterns. Um dabei eine möglichst hohe Stützkraft auf den Faltenstern übertragen zu können, ist es erforderlich, dass der Stützkörper innen am Faltenstern direkt anliegt. Dies erschwert jedoch wiederum die Montage des Stützkörpers im Faltenstern.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen ringförmigen Stützkörper der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sowohl eine hohe Stützwirkung als auch eine einfache Montage 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, einen Stützkörper für ein ringförmiges Filtermaterial, beispielsweise einen Faltenstern, vorzusehen, der je nach Anordnung bezüglich des Faltensterns, d.h. innerhalb desselben oder außerhalb desselben, hinsichtlich seines Außendurchmessers oder seines Innendurchmessers anpassbar ist. Beispielsweise ist dabei denkbar, dass der erfindungsgemäße Stützkörper hinsichtlich seines Außendurchmessers reduzierbar ist und dadurch leicht in eine Montagestellung überführt werden kann, in welcher er vergleichsweise einfach in den ringförmigen Faltenstern eingeführt und darin montiert werden kann. Nach Erreichen seiner Einbaulage wird der Stützkörper hinsichtlich seines Außendurchmessers wieder in seine ursprüngliche Form zurückverstellt, beispielsweise federnd, und bewirkt dann die gewünschte Stützwirkung für das faltensternförmige Filtermaterial.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist der Stützkörper einen geschlossenen Innenring und einen radial dazu verstellbaren und damit verbundenen, segmentierten Außenring auf. Eine Verbindung zwischen dem Innenring und dem segmentierten Außenring erfolgt dabei über elastische, gekrümmte Arme, die zu einer Reduzierung des Außendurchmessers des Außenrings hin zum Innenring gebogen werden können. Dies kann beispielsweise durch ein Verdrehen des segmentierten Außenrings relativ zum Innenring erfolgen. In diesem Zustand kann der erfindungsgemäße Stützkörper vergleichsweise einfach in einen Innenraum des Ringfilterelements eingeschoben werden, wobei er dort nach Erreichen seiner Einbaulage zurückfedert und den segmentierten Außenring an die Innenkanten des Faltensterns anpresst und diesen dadurch abstützt.
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Eine Verbindung zwischen den einzelnen Innenringen und Außenringen kann dabei beispielsweise über Axialstege erfolgen, die mit dem geschlossenen Innenring verbunden, insbesondere sogar einstückig mit diesem ausgebildet sind.
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Ein derartiger Stützkörper stützt somit das faltensternförmige Filtermaterial von innen ab.
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In analoger aber umgekehrter Weise kann der Stützkörper auch einen geschlossenen Außenring sowie einen radial dazu verstellbaren und damit verbundenen, segmentierten Innenring aufweisen und in diesem Fall der Abstützung des faltensternförmigen Filtermaterials von außen dienen. Auch hier ist der Innenring wiederum über gekrümmte und flexible Arme mit dem Außenring verbunden, wobei die gekrümmten und flexiblen Arme eine Art Feder darstellen, die es einerseits erlauben, den Innendurchmesser des Innenrings zu erweitern und dadurch eine vereinfachte Einbaulage zu ermöglichen, andererseits jedoch aufgrund ihrer Federwirkung eine ausreichende Stützkraft auf das abzustützende, faltensternförmige Filtermaterial ausüben.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist der segmentierte Außenring vier Ringsegmente auf, die jeweils über drei Arme mit dem Innenring verbunden sind. Selbstverständlich können dabei auch lediglich zwei oder mehr als drei Arme vorgesehen sein, wobei jedoch drei Arme einerseits eine ausreichende Federkraft erzeugen, um im Einbauzustand das faltensternförmige Filtermaterial abzustützen und andererseits die für das bequeme Einbauen erforderliche Deformierung des Außenrings erlauben. Im Einbauzustand sind dabei die vier Ringsegmente des segmentierten Außenrings radial nach innen verstellt und berühren sich beispielsweise an ihren jeweils in Umfangsrichtung gerichteten Enden. In dieser Stellung besteht jedoch aufgrund der gekrümmten, elastischen Arme, die federnd vorgespannt sind, stets eine ausreichende Stützkraft für das faltensternförmige Filtermaterial.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Stützkörper als Kunststoffspritzgussteil, insbesondere als einstückiges Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet. Die Ausbildung des erfindungsgemäßen Stützkörpers als Kunststoffspritzgussteil bietet dabei den großen Vorteil, diesen einerseits qualitativ hochwertig und andererseits kostengünstig auszubilden. Insbesondere kann durch eine einfache Änderung der jeweiligen Geometrie eine nahezu beliebige Anpassung sowohl der Abstützkräfte als auch der Abmessungen erfolgen.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Ringfilterelement mit einem aus einem Filtermaterial ausgebildeten Faltenstern und einem zuvor beschriebenen Stützkörper vorzusehen. Ein derartiges Ringfilterelement lässt sich aufgrund des erfindungsgemäßen Stützkörpers deutlich einfacher montieren, da der Stützkörper einfacher in den Faltenstern eingebaut werden kann, im Einbauzustand jedoch die von ihm erwartete Stützkraft zur Abstützung des faltensternförmigen Filtermaterials erbringt.
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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 Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1a ein erfindungsgemäßes Ringfilterelement in einer Ansicht mit einem erfindungsgemäßen Stützkörper mit einem geschlossenen Innenring und einem segmentierten Außenring,
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1b eine Darstellung wie in 1a, jedoch in einer Frontalansicht,
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2a eine Darstellung wie in 1a, jedoch bei komprimiertem Stützkörper,
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2b eine Darstellung wie in 1b, jedoch ebenfalls mit komprimiertem Stützkörper.
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3a eine Darstellung wie in 1a, jedoch ohne faltensternförmiges Filtermaterial,
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3b eine erfindungsgemäße umgekehrte Ausführungsform mit einem geschlossenen Außenring und einem segmentierten Innenring,
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4a, b jeweils eine Darstellung entsprechend den 2a, 2b, jedoch ebenfalls ohne Filtermaterial.
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Entsprechend den 1 bis 3a und 4, weist ein erfindungsgemäßer ringförmiger und mit Durchbrechungen versehener Stützkörper 1 eines ringförmigen Filtermaterials 2 (vgl. die 1 und 2), insbesondere eines faltensternförmigen Filtermaterials 2, eine Struktur auf, die bei den gemäß den 1 bis 3a und 4 dargestellten Ausführungsformen hinsichtlich ihres Außendurchmessers anpassbar ist. In analoger Weise kann selbstverständlich auch ein Stützkörper 1' durch die Erfindung realisiert werden, welcher hinsichtlich seines Innendurchmessers anpassbar ist, wie dies beispielsweise gemäß der 3b dargestellt ist, und dementsprechend im Einbauzustand das Filtermaterial 2' umgreift. Hierauf wird im Folgenden noch näher eingegangen.
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Betrachtet man nun den Stützkörper 1 gemäß den 1 bis 3a und 4, so kann man erkennen, dass dieser jeweils einen geschlossenen Innenring 3 und einen radial dazu verstellbar und damit verbundenen sowie segmentierten Außenring 4 aufweist. Der Innenring 3 ist dabei über gekrümmte und flexible Arme 5 mit dem Außenring 4 verbunden. Insgesamt weist der jeweils dargestellte Außenring 4 jeweils vier Ringsegmente 6 auf, die zusammen den segmentierten Außenring 4 bilden und die jeweils über drei Arme 5 mit dem Innenring 3, hier dem geschlossenen Innenring 3, verbunden sind.
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Mit dem erfindungsgemäßen Stützkörper 1 können gleichzeitig zwei Vorteile erzielt werden: Zum einen kann durch eine Komprimierung der Ringsegmente 6 der Außendurchmesser des Stützkörpers 1 verringert werden, und zwar von einem ursprünglichen Außendurchmesser D1 (vgl. die 1b) auf einen komprimierten Außendurchmesser D2, wie dieser gemäß den 2b und 4 dargestellt ist. Hierdurch kann insbesondere eine Montage des Stützkörpers 1 in dem faltensternförmigen und ringförmigen Filtermaterial 2 deutlich vereinfacht werden. Durch die im Einbauzustand gebeugten Arme 5 entsteht gleichzeitig eine Federwirkung, die die Ringsegmente 6 radial nach außen drückt und dadurch die gewünschte Aussteifung des Filtermaterials 2 bewirkt.
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Darüber hinaus weist der Stützkörper 1 mit dem geschlossenen Innenring 3 verbundene Axialstege 7 auf, die die einzelnen Ringebenen in Axialrichtung 8 miteinander verbinden. Gemäß den 3a und 4 sind dabei jeweils drei Ringebenen mit jeweils einem geschlossenen Innenring 3 und einem segmentierten Außenring 4 vorgesehen.
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Der gemäß den 1 bis 3a und 4 dargestellte Stützkörper 1 dient dabei ausschließlich der Aussteifung des Filtermaterials 2 gegenüber Druck von außen, wobei selbstverständlich der erfindungsgemäße Stützkörper 1 auch umgekehrt konzipiert sein kann, und dabei einen geschlossenen Außenring 4' (vgl. 3B) und einen radial dazu verstellbaren und damit verbundenen, segmentierten Innenring 3' aufweist, wie dies gemäß der 3b dargestellt ist. In diesem Fall weist der Stützkörper 1 mit dem geschlossenen Außenring 4' verbundene Axialstege 7' auf, wobei derartige Axialstege 7' selbstverständlich auch mit dem segmentierten Innenring 3' verbunden sein können. In diesem Fall besitzt der segmentierte Innenring 3' insgesamt vier Ringsegmente 6', welche über die Arme 5' elastisch in Bezug zum geschlossenen Außenring 4' gelagert sind.
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Allen Ausführungsformen ist dabei gemein, dass der Stützkörper 1, 1' vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil, insbesondere sogar als einstückiges Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet ist und dadurch nicht nur kostengünstig, sondern auch qualitativ hochwertig herstellbar ist. Der Stützkörper 1, 1' kann dabei separat angeboten werden oder als bereits mit dem Filtermaterial 2 zu einem Ringfilterelement 9, 9' kombinierten Einheit.
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Ein derartiges Ringfilterelement 9, 9' kann dabei sowohl als Gasfilter als auch als Flüssigkeitsfilter eingesetzt werden, wobei bei der Verwendung im Luftbereich beispielsweise die Zarge, d.h. der Stützkörper 1 lediglich betriebsbedingte Druckdifferenzen ausgleichen muss. Bei der Verwendung im Flüssigbereich wird der Außendurchmesser des Stützkörpers 1 beim Kaltstart aufgrund der hohen Viskosität, beispielsweise des Öls, geringfügig verringert, beispielsweise von 30 mm auf 29 mm, während sich beim Normalbetrieb die Arme 5 auf den nominalen, ursprünglichen Faltensterninnendurchmesser, zum Beispiel 30 mm, wieder einstellen. Auch hier gleicht der Stützkörper 1 Druckdifferenzen aus.
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Von besonderem Vorteil ist darüber hinaus, dass der erfindungsgemäße Stützkörper 1 für unterschiedliche Filterinnendurchmesser verwendet werden kann, wodurch sich die Teilevielfalt und damit auch der damit verbundene Lager- und Logistikaufwand senken lassen. Aufgrund des anpassbaren Innen-/Außendurchmessers des Stützkörpers 1', 1 ermöglicht dieser auch einen gewissen Toleranzausgleich und kann zudem Pulsationen und Veränderungen des Innendurchmessers, beispielsweise hervorgerufen durch unterschiedlich große Drücke, ausgleichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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