DE102017212291A1

DE102017212291A1 - Filterelement für eine Filtereinrichtung

Info

Publication number: DE102017212291A1
Application number: DE102017212291.9A
Authority: DE
Inventors: Werner Gorenschek; Gernot Josef Kogler; Andreas Kollmann; Lovro Plazl; David Springer; Peter Zausnig
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2017-07-18
Filing date: 2017-07-18
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement (1) für eine Filtereinrichtung (21), das einen ringförmigen Filterkörper (2) mit einer ersten axialen Stirnseite (8) und einer zweiten axialen Stirnseite (10) aufweist, wobei an der ersten axialen Stirnseite (8) eine zentral offene erste Endscheibe (7) fest angeordnet ist und an der zweiten Stirnseite (10) eine zweite Endscheibe (9) angeordnet ist. Eine verbesserte Betriebssicherheit des Filterelements (1) sowie der Filtereinrichtung (21) sowie eine vereinfachte Herstellung des Filterelements (1) werden dadurch erreicht, dass die zweite Endscheibe (2) ein Dichtungsprofil (16) aus einem Dichtungsmaterial (18) sowie einen im Vergleich zum Dichtungsprofil (16) starren Funktionsträger (17) aufweist, der zumindest teilweise in das Dichtungsprofil (16) eingebettet ist.Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Filtereinrichtung (21) mit einem solchen Filterelement (1) sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Filterelements (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement mit einem ringförmigen Filterkörper, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Filtereinrichtung mit einem solchen Filterelement. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Filterelements.
Filtereinrichtungen dienen üblicherweise dem Filtern bzw. Reinigen eines Fluids, beispielsweise eines Gases, insbesondere Luft, oder einer Flüssigkeit. Hierzu ist innerhalb der Filtereinrichtung üblicherweise ein Filterelement vorgesehen, das im Betrieb unerwünschte Bestandteile aus dem Fluid filtert. Das Filtern dieser Bestandteile führt zur Verschmutzung des Filterelements sowie einer reduzierten Wirkung und/oder Effizienz des Filterelements und folglich der Filtereinrichtung. Aus diesem Grund sind derartige Filterelemente häufig austauschbar in der Filtereinrichtung vorgesehen, so dass sie bei Bedarf durch ein neues oder anderes solches Filterelement ersetzt werden können.
Eine solche Filtereinrichtung ist aus der DE 10 2011 012 633 A1 bekannt. Diese Filtereinrichtung weist ein Filterelement mit einem ringförmigen Filterkörper aus einem Filtermaterial zum Filtern eines Fluids auf, der an axial beabstandeten Enden mit Endscheiben versehen ist, welche insbesondere dem Dichten des Filterkörpers gegenüber einem Gehäuse des Filterelements dienen. Das Fixieren des Filterelements in der Filtereinrichtung erfolgt durch das Befestigen des Filterelements an einem Deckel des Gehäuses. Hierzu wird das Filterelement zunächst in einem Gehäusetopf angeordnet und der Deckel am Gehäusetopf angebracht. Danach wird ein Verbindungsteil in eine zentrale Öffnung des Deckels eingeführt, wobei das Verbindungsteil Befestigungselemente aufweist, welche mit einem Mittelrohr oder einer Innenzarge des Filterkörpers in der Art eines Bajonettverschlusses zusammenwirken, so dass das Verbindungsteil am Filterkörper befestigt ist und somit zu einer Befestigung des Filterelements am Deckel führt.
Nachteilig bei aus dem Stand der Technik bekannten Filterelementen und zugehörigen Filtereinrichtungen ist insbesondere, dass die lösbare Befestigung des Filterelements am Gehäuse der Filtereinrichtung kompliziert ausgestaltet ist. Dies führt einerseits zu einem erhöhten Montageaufwand beim Montieren und Austausch des Filterelements sowie zur erhöhten Gefahr einer Fehlmontage des Filterelements innerhalb der Filtereinrichtung, welche zu einer reduzierten Filterwirkung und/oder Betriebsstörungen führen kann.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für ein Filterelement der eingangs genannten Art sowie für eine Filtereinrichtung mit einem solchen Filterelement und einem Verfahren zum Herstellen eines solchen Filterelements verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, die sich insbesondere durch eine vereinfachte Handhabung des Filterelements und/oder eine erhöhte Betriebssicherheit der Filtereinrichtung und/oder einen reduzierten Montageaufwand und/oder eine kostengünstige Herstellung auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Filterelement in einer zugehörigen Filtereinrichtung über eine Endscheibe des Filterelements lösbar zu befestigen, wobei diese Endscheibe aus einem Dichtungsmaterial und einem im Dichtungsmaterial integrierten Funktionsträger zusammengesetzt ist, der im Vergleich zum Dichtungsmaterial starr ausgebildet ist und mit dem ein lösbares Befestigen des Filterelements an einem Gehäuseteil der Filtereinrichtung erfolgt. Besagte Endscheibe setzt sich also aus dem starren Funktionsträger und dem weicheren, insbesondere elastischen, Dichtungsmaterial zusammen, so dass mit der Endscheibe ein vereinfachtes Abdichten und gleichzeitig eine vereinfachte Montage in der zugehörigen Filtereinrichtung sowie ein vereinfachter Austausch des Filterelements möglich sind. Zudem lässt sich das Filterelement hierdurch vereinfacht und kostengünstig herstellen. Darüber hinaus führt der reduzierte Montageaufwand zu einer Erhöhung der Betriebssicherheit des Filterelements sowie der Filtereinrichtung, insbesondere da fehlerhafte Montagen des Filterelements in der Filtereinrichtung vermieden oder zumindest reduziert werden.
Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist das Filterelement einen ringförmigen Filterkörper mit einem Filterinnenraum auf. Der Filterkörper ist aus einem Filtermaterial zum Filtern des Fluids hergestellt. Das Filterelement weist zudem eine erste Endscheibe aus Dichtungsmaterial auf, die zentral offen ausgebildet ist und an einer ersten axialen Stirnseite des Filterkörpers fest angeordnet ist. Das Filterelement weist zudem eine zweite Endscheibe auf, die an einer zweiten axialen Stirnseite des Filterkörpers, insbesondere fest, angeordnet ist. Die zweite Endscheibe ist dabei besagte Endscheibe aus einem Dichtungsmaterial und dem darin integrierten Funktionsträger. Die zweite Endscheibe weist hierbei ein Dichtungsprofil aus dem Dichtungsmaterial und den im Vergleich zum Dichtungsprofil starren Funktionsträger auf, der zumindest teilweise in das Dichtungsprofil eingebettet und somit integriert ist. Der Funktionsträger weist zumindest ein Trägerbefestigungselement einer Befestigungseinrichtung auf, das im montierten Zustand des Filterelements in der Filtereinrichtung mit einem Gehäusebefestigungselement der Befestigungseinrichtung, das an einem Gehäuseteil eines Gehäuses der Filtereinrichtung vorgesehen ist, zusammenwirkt, um das Filterelement lösbar am Gehäuse der Filtereinrichtung zu befestigen. Das Trägerbefestigungselement und das zugehörige Gehäusebefestigungselement sind zweckmäßig komplementär ausgebildet, so dass das Befestigen des Filterelements am Gehäuseteil sowie das Lösen des Filterelements vom Gehäuseteil vereinfacht erfolgen können.
Bevorzugt sind die Endscheiben des Filterelements fest, also dauerhaft, am Filterkörper angebracht. Dementsprechend bildet das Filterelement mit dem Filterkörper und den Endscheiben eine zusammenhängende Einheit, die vereinfacht handzuhaben ist.
Das Einbetten bzw. Integrieren des Funktionsträgers im Dichtungsprofil der zweiten Endscheibe führt dazu, dass Funktionsträger und Dichtungsprofil gemeinsam bewegt werden. Insbesondere sind Funktionsträger und Dichtungsprofil drehfest miteinander bewegbar und bilden eine Einheit.
Die zweite Endscheibe ist vorzugsweise zentral offen ausgebildet, so dass auch der Funktionsträger und das Dichtungsprofil zentral offen ausgebildet sind. Insbesondere ist das Dichtungsprofil ringförmig ausgebildet. Hierdurch lässt sich insbesondere die Handhabung des Filterelements vereinfachen und/oder eine Strömung des zu filternden Fluids durch das Filterelement vereinfacht ausgestalten.
Das Dichtungsprofil und somit das Dichtungsmaterial des Dichtungsprofils sind vorzugsweise elastisch und/oder komprimierbar. In der Folge lässt sich ein Abdichten mit Hilfe der zweiten Endscheibe bzw. des Dichtungsprofils vereinfacht realisieren. Demgegenüber ist der Funktionsträger, wie vorstehend erwähnt, im Vergleich zum Dichtungsprofil bzw. dem Dichtungsmaterial starr, insbesondere hart. Dabei kann der Funktionsträger aus Kunststoff hergestellt sein. Dies führt dazu, dass der Funktionsträger kostengünstig herzustellen ist. Der Funktionsträger bewirkt eine Aussteifung der zweiten Endscheibe im Bereich des Dichtungsprofils.
Bevorzugt ist es, wenn der Funktionsträger derart in das Dichtungsprofil eingebettet ist und das Dichtungsprofil den Funktionsträger derart umgibt, dass das Dichtungsprofil axial zwischen der zweiten Stirnseite des Filterkörpers und dem Funktionsträger angeordnet ist. In der Folge kann mit Hilfe der zweiten Endscheibe ein vereinfachtes Dichten des Funktionsträgers, insbesondere der zweiten Stirnseite, erfolgen.
Vorteilhaft ist es, wenn der Funktionsträger und das Dichtungsprofil jeweils einstückig bzw. materialeinheitlich oder monolithisch ausgebildet sind. Auch ist es bevorzugt, wenn das Gehäuseteil, an dem der Funktionsträger lösbar befestigt wird, einstückig, d.h. materialeinheitlich oder monolithisch ausgebildet ist.
Selbstverständlich kann der Funktionsträger auch zwei oder mehr solche Trägerbefestigungselemente aufweisen, die mit zumindest einem solchen zugehörigen Gehäusebefestigungselement zum lösbaren Befestigen des Funktionsträgers und somit des Filterelements am Gehäuseteil zusammenwirken. Vorstellbar ist es insbesondere, die Befestigungselemente in Umfangsrichtung beabstandet, insbesondere äquidistant beabstandet, anzuordnen.
Als vorteilhaft erweisen sich Ausführungsformen, bei denen der Funktionsträger eine ringförmige Trägergrundseite und einen axial von der Trägergrundseite abstehenden Ringbund aufweist, wobei der Ringbund zumindest ein solches Trägerbefestigungselement aufweist. Vorteilhaft ist es zudem, wenn das am Ringbund vorgesehene zumindest eine Trägerbefestigungselement radial vom Ringbund, insbesondere nach innen, absteht. Sofern der Ringbund zwei oder mehr solche Trägerbefestigungselemente aufweist, ist es zudem vorteilhaft, wenn diese in Umfangsrichtung, insbesondere äquidistant, beabstandet angeordnet sind. Das Einbetten des Funktionsträgers im Dichtungsprofil ist derart ausgestaltet, dass das Dichtungsprofil bzw. das Dichtungsmaterial das zumindest ein Trägerbefestigungselement des Ringbunds radial beidseitig umgibt. Das heißt, dass vom jeweiligen Trägerbefestigungselement ein Dichtungsabschnitt des Dichtungsprofils radial absteht. In der Folge ist das starre Trägerbefestigungselement radial vom weicheren Dichtungsprofil umgeben, wobei ein solcher weicherer Dichtungsabschnitt radial vom Trägerbefestigungselement absteht. Das Zusammenwirken des Trägerbefestigungselements mit dem Gehäusebefestigungselement führt dazu, dass auch der Dichtungsabschnitt mit dem Gehäusebefestigungselement zusammenwirkt. Dies führt dazu, dass das lösbare Befestigen des Filterelements am Gehäuseteil vereinfacht durchgeführt werden kann. Zudem erfolgt, insbesondere durch den Dichtungsabschnitt, auch ein Abdichten im Bereich des Gehäuseteils bzw. des entsprechenden, zumindest einen solchen Gehäusebefestigungselem ents.
Das Dichtungsprofil kann prinzipiell aus einem beliebigen Dichtungsmaterial hergestellt sein, sofern dieses sich zum Abdichten, insbesondere der zweiten Stirnseite, eignet und weicher als der Funktionsträger ist.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das Dichtungsprofil aus einem Schaumstoff hergestellt. Das heißt, dass das Dichtungsmaterial des Dichtungsprofils ein Schaumstoff ist. Somit lässt sich das Einbetten des Funktionsträgers im Dichtungsprofil vereinfacht realisieren. Zudem kann mit dem Dichtungsprofil eine wirksame und einfache Abdichtung des Filterkörpers und/oder des Gehäuseteils erfolgen. Insbesondere kann das Dichtungsprofil aus Polyurethan-Schaumstoff hergestellt sein, d.h., dass das Dichtungsmaterial des Dichtungsprofils Polyurethan-Schaumstoff ist. Hierdurch kann das Dichtungsprofil vereinfacht und kostengünstig hergestellt werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Einbetten des Funktionsträgers im Dichtungsprofil dadurch realisiert ist, dass der Funktionsträger vom Dichtungsprofil bzw. dem Dichtungsmaterial umschäumt ist. Mit anderen Worten: das Dichtungsprofil wird an den Funktionsträger angeschäumt.
Dies lässt sich insbesondere dadurch realisieren, dass der Funktionsträger in eine Form angeordnet und eine aufschäumbare Zusammensetzung in die Form eingebracht wird. Vorstellbar ist es auch, zunächst die Zusammensetzung in die Form einzubringen und anschließend den Funktionsträger in die Form anzuordnen. Ist der Funktionsträger in der Form angeordnet, wird die Zusammensetzung aufgeschäumt, so dass der Funktionsträger zum Ausbilden des Dichtungsprofils umschäumt wird. Mit dem Aufschäumen der Zusammensetzung wird also das Dichtungsprofil hergestellt, wobei hierdurch der Funktionsträger vom Dichtungsprofil umschäumt wird, so dass er im Dichtungsprofil eingebettet ist. Die Zusammensetzung kann, wie vorstehend erwähnt, Polyurethan sein.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn auch der Filterkörper vor dem Aufschäumen der Zusammensetzung in die Form angeordnet wird, wobei dies derart erfolgt, dass die zweite Stirnseite des Filterkörpers zumindest teilweise axial vom Funktionsträger beabstandet ist, derart, dass zwischen dem Filterkörper und dem Funktionsträger ein Axialspalt gebildet ist. Beim anschließenden Aufschäumen der Zusammensetzung kann somit das Dichtungsprofil zusätzlich die zweite Stirnseite bedecken. Zudem kann das Dichtungsprofil teilweise über die zweite Stirnseite in den Filterkörper eindringen. Somit wird eine feste Anordnung des Dichtungsprofils und folglich der zweiten Endscheibe am Funktionskörper erzielt. Darüber hinaus erfolgt hierdurch ein besonders wirksames Abdichten der zweiten Stirnseite.
Bevorzugt ist es, wenn zumindest ein solches Trägerbefestigungselement wenigstens einen Durchbruch aufweist, der vom Dichtungsprofil durchsetzt ist. Hierdurch ist ein stabiles Einbetten des Funktionsträgers im Dichtungsprofil realisiert. Zudem kann somit besagter Dichtungsabschnitt, der das Trägerbefestigungselement radial umgibt bzw. radial von diesem absteht, vereinfacht hergestellt werden. Insbesondere beim Umschäumen des Funktionsträgers zum Herstellen des Dichtungsprofils und zum Einbetten des Funktionsträgers im Dichtungsprofil erfolgt somit ein vereinfachtes Realisieren des entsprechenden Dichtungsabschnitts.
Als vorteilhaft gelten Ausführungsformen, bei denen der Funktionsträger am Filterkörper befestigt ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Dichtungsprofil am Filterkörper befestigt sein. Die Befestigung des Funktionsträgers und/oder des Dichtungsprofils am Filterkörper stellt eine feste Anordnung der zweiten Endscheibe an der zweiten Stirnseite sicher und/oder führt zu einer stabilen Verbindung zwischen der zweiten Endscheibe und dem Filterkörper.
Bevorzugt ist es, wenn im Filterinnenraum eine Innenzarge am Filterkörper angebracht ist, wobei der Funktionsträger an der Innenzarge befestigt ist. Die Befestigung des Funktionsträgers an der Innenzarge ist vorzugsweise formschlüssig realisiert. Die Innenzarge kann Bestandteil des Filterkörpers, insbesondere fest am Filtermaterial befestigt, sein. Die Innenzarge kann alternativ ein vom Filterkörper separater Bestandteil sein, der lösbar mit dem Filtermaterial verbunden ist.
Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Funktionsträger und dem Filterkörper, insbesondere der Innenzarge, erfolgt vorzugsweise durch in den Filterinnenraum eingreifende und radial abstehende Verbindungselemente des Funktionsträgers. Diese Verbindungselemente können als Schnappelemente und/oder Verclippelemente ausgebildet sein, welche eine Schnappverbindung oder ein Verclippen des Funktionsträgers mit dem Filterkörper, insbesondere mit der Innenzarge, herstellen. Solche Verclipelemente können als Haken realisiert sein.
Bei vorteilhaften Varianten weist der Ringbund des Funktionsträger einen die Trägerbefestigungselemente aufweisenden Befestigungsabschnitt und einen auf der von der Trägergrundseite abgewandten Seite des Befestigungsabschnitts anschließenden Greifabschnitt auf, der im Filterinnenraum angeordnet und am Filterkörper, insbesondere an der Innenzarge, befestigt ist. Der Befestigungsabschnitt und der Greifabschnitt sind, wie der Ringbund, vorzugsweise in Umfangsrichtung und somit umlaufend geschlossen. Der Greifabschnitt überragt das Dichtungsprofil vorzugsweise axial, so dass er vereinfacht in den Filterinnenraum eingreift. Vorstellbar ist es dabei, dass der Befestigungsabschnitt außerhalb des Filterinnenraums angeordnet ist, insbesondere nicht in den Filterinnenraum eindringt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung wird dadurch erzielt, dass der Befestigungsabschnitt über eine Radialstufe in den Greifabschnitt übergeht. Dabei kann der Greifabschnitt relativ zum Befestigungsabschnitt radial nach innen versetzt sein. Hierdurch lässt sich ein vereinfachtes Befestigen des Funktionsträgers und somit der zweiten Endscheibe am Filterkörper realisieren. Die Radialstufe ist vorzugsweise in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet. Ist zumindest ein solches, radial abstehendes Trägerbefestigungselement vorgesehen, ist es bevorzugt, wenn dieser relativ zum Greifabschnitt radial nach innen versetzt angeordnet ist und/oder vom Befestigungsabschnitt radial nach innen absteht. Dabei kann der Befestigungsabschnitt relativ zum Greifabschnitt radial nach außen versetzt angeordnet sein, wogegen die Trägerbefestigungselemente relativ zum Greifabschnitt radial nach innen versetzt angeordnet sein können.
Die Radialstufe kann auch dem Zweck dienen, insbesondere beim Umschäumen des Funktionsträgers, eine axiale Grenze für das Dichtungsprofil und/oder für den Filterkörper zu bilden. Dementsprechend ist das Dichtungsprofil auf der axial dem Filterkörper zugewandten Seite bevorzugt axial im Bereich der Radialstufe begrenzt, wobei das Dichtungsprofil, insbesondere wenn es durch Aufschäumen hergestellt ist, axial unterschiedliche Höhen aufweisen, insbesondere gewellt ausgebildet sein, kann.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen, bei denen der Funktionsträger derart in das Dichtungsprofil eingebettet ist, dass das Dichtungsprofil den Funktionsträger, insbesondere die Trägergrundseite, auch auf der axial vom Filterkörper abgewandten Seite umgibt. In der Folge liegt das Dichtungsprofil beim in der Filtereinrichtung montierten Zustand auch am axial benachbarten Gehäuseteil an, so dass das Dichtungsprofil auch gegen dieses Gehäuseteil dichtet. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Trägergrundseite des Funktionsträgers axial beidseitig und in Umfangsrichtung geschlossen vom Dichtungsprofil umgeben ist.
Vorteilhaft ist es, wenn der Funktionsträger derart in das Dichtungsprofil eingebettet ist, dass der Funktionskörper ausschließlich im Bereich des Ringbunds, vorzugsweise ausschließlich der Griffabschnitt, sowie radial innenseitig außerhalb der Trägerbefestigungselemente, freiliegt.
Bevorzugt ist es zudem, wenn das Dichtungsprofil eine solche Außenkontur aufweist, die axial an der zweiten Stirnseite und beim am Gehäuseteil befestigten Zustand auf der vom Filterkörper abgewandten Seite axial am Gehäuseteil und auf der radial inneren Seite mit dem zumindest einen Dichtungsabschnitt radial am Gehäuseteil anliegt. Mit dem Dichtungsprofil wird also einerseits gegen den Filterkörper bzw. der zweiten Stirnseite und andererseits gegen das Gehäuseteil abgedichtet.
Es versteht sich, dass neben dem Filterelement und dem Verfahren zum Herstellen des Filterelements auch eine Filtereinrichtung zum Umfang dieser Erfindung gehört, in der ein solches Filterelement austauschbar angeordnet ist.
Die Filtereinrichtung weist ein Gehäuse mit einem ersten Gehäuseteil und einem lösbar mit dem ersten Gehäuseteil verbundenen zweiten Gehäuseteil auf, wobei die Gehäuseteile einen Gehäuseinnenraum begrenzen, in dem das Filterelement angeordnet ist. Das lösbare Befestigen des Filterelements in der Filtereinrichtung erfolgt vorzugsweise über das zweite Gehäuseteil. Dementsprechend weist das zweite Gehäuseteil zumindest ein solches Gehäusebefestigungselement auf, das komplementär zu zumindest einem solchen Trägerbefestigungselement ausgebildet ist und zum lösbaren Befestigen des Filterelements am zweiten Gehäuseteil mit dem Trägerbefestigungselement zusammenwirkt.
Bevorzugt presst das zweite Gehäuseteil in montiertem Zustand das Dichtungsprofil axial gegen den Filterkörper bzw. gegen die zweite Stirnseite, so dass ein verbessertes Abdichten der zweiten Stirnseite erfolgt. Zudem erfolgt hierdurch, insbesondere wenn das Dichtungsprofil auch am zweiten Gehäuseteil anliegt, ein verbessertes Abdichten gegen das zweite Gehäuseteil.
Die Befestigungseinrichtung, welche das zumindest eine Trägerbefestigungselement und das zumindest eine Gehäusebefestigungselement aufweist, kann prinzipiell beliebig ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist die lösbare Befestigung des Filterelements am zweiten Gehäuseteil mit Hilfe der Befestigungseinrichtung formschlüssig ausgestaltet.
Vorstellbar ist es, dass das zumindest eine Trägerbefestigungselement und das zumindest eine Gehäusebefestigungselement in der Art eines Bajonettverschlusses zusammenwirken. Das heißt, dass die Befestigungseinrichtung ein Bajonettverschluss ist.
Denkbar sind auch Ausführungsformen, bei denen das lösbare Befestigen in der Art einer Rastverbindung ausgestaltet ist.
Vorteilhafte Varianten sehen vor, dass zumindest ein solches Gehäusebefestigungselement einen Führungsabschnitt sowie einen Anschlagabschnitt aufweist. Der Führungsabschnitt verläuft insbesondere in Umfangsrichtung. Der Anschlagabschnitt steht vorzugsweise radial ab und/oder ist axial vom Führungsabschnitt beabstandet. Dabei ist wenigstens ein solches Trägerbefestigungselement im Führungsabschnitt geführt, wobei das Trägerbefestigungselement in einer verschließenden Endposition der Befestigungseinrichtung am Anschlagabschnitt anschlägt. Somit kann auch das Dichtungsprofil mit dem Dichtungsabschnitt im Führungsabschnitt geführt sein und/oder am Anschlagabschnitt anschlagen. Der Führungsabschnitt und der Anschlagabschnitt haben zur Folge, dass sich das Filterelement vereinfacht am zweiten Gehäuseteil befestigen und davon lösen lässt.
Der Anschlag am Anschlagabschnitt erfolgt vorteilhaft sowohl in Umfangsrichtung als auch axial, so dass das Filterelement in der verschließenden Endposition der Befestigungseinrichtung bezüglich des zweiten Gehäuseteils in Umfangsrichtung und axial fixiert ist.
Der Anschlag erstreckt sich in Umfangsrichtung vorzugsweise lediglich über einen Teilabschnitt, derart, dass die Trägerbefestigungselemente zwischen den Anschlagabschnitten axial in den zumindest einen Führungsabschnitt eingebracht und daraus geführt werden können. Die Trägerbefestigungselemente und/oder die Anschlagabschnitt können axial gekrümmt verlaufen, so dass ein verbessertes Ein- und Ausführen in die Führungsabschnitte und/oder aus der verschließenden Endposition der Befestigungseinrichtung realisiert ist. Die Gehäuseverbindungselemente weisen vorteilhaft eine axial in Richtung des Führungsabschnitts abstehende Zunge auf, welche den Anschlag an den Anschlagabschnitt vereinfachen und/oder zu einem Einrasten des Befestigungsabschnitts in den Anschlagabschnitt in der schließende Endposition der Befestigungseinrichtung führen.
Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Filtereinrichtung Befestigungsmittel zum lösbaren Befestigen des ersten Gehäuseteils am zweiten Gehäuseteil aufweist, wobei die Befestigungsmittel von der Befestigungseinrichtung separat sind. In der Folge kann das Öffnen und Verschließen des Gehäuses zum Montieren des Filterelements in das Gehäuse bzw. zum Austausch des Filterelements unabhängig von der Befestigung des Filterelements am zweiten Gehäuseteil erfolgen. Dementsprechend ist eine Gehäusebefestigungsbewegung zum Befestigen der Gehäuseteile und zum Lösen der Gehäuseteile voneinander bevorzugt eine andere als eine Filterbefestigungsbewegung zum Befestigen des Filterelements am zweiten Gehäuseteil und/oder zum Lösen des Filterelements vom zweiten Gehäuseteil. Vorteilhaft ist es, wenn das zweite Gehäuseteil eine Gehäusegrundseite aufweist, von der eine Ringschulter, insbesondere radial innenseitig, axial absteht, der zumindest ein solches Gehäusebefestigungselement aufweist. Bevorzugt ist es, wenn der Funktionsträger in diesem Fall einen solchen Ringbund aufweist, der zumindest ein solches, mit dem Gehäusebefestigungselement zusammenwirkendes Trägerbefestigungselement aufweist. Hierdurch lässt sich das lösbare Befestigen des Filterelements am zweiten Gehäuseteil besonders einfach realisieren. Vorteilhaft ist es, wenn die Ringschulter des zweiten Gehäuseteils in eine zentrale Öffnung der zweiten Endscheibe eindringt, um das Filterelement am zweiten Gehäuseteil zu befestigen.
Das Gehäuseteil kann einen, insbesondere von der Gehäusegrundseite, radial außenseitig axial abstehenden Außenkragen zum Verschließen des ersten Gehäuseteils und/oder zum Umgeben des ersten Gehäuseteils in Umfangsrichtung aufweisen.
Das zweite Gehäuseteil ist vorzugsweise geschlossen ausgebildet und weist eine in Richtung des Filterelements abstehende Vertiefung auf, welche radial von der Ringschulter begrenzt ist bzw. welche über die Ringschulter in die Gehäusegrundseite übergeht. Das heißt, dass die Ringschulter eine, insbesondere radial außenseitige, Seitenwand, der Vertiefung bildet.
Bevorzugt ist es, wenn eines der Gehäuseteile ein Gehäusetopf und das andere Gehäuseteil ein den Gehäusetopf verschließender Deckel ist. Bevorzugt ist es, wenn das das zumindest eine Gehäusebefestigungselement aufweisende Gehäuseteil, also insbesondere das zweite Gehäuseteil, ein solcher Deckel ist. Somit werden die Montage und der Austausch des Filterelements in der Filtereinrichtung vereinfacht.
Die Filtereinrichtung und das Filterelement können in einer beliebigen Anwendung zum Filtern eines beliebigen Fluids zum Einsatz kommen. Sie kommen beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz und dienen insbesondere dem Filtern von Luft. Dementsprechend kann die Filtereinrichtung als ein Luftfilter und das Filterelement als ein Luftfilterelement, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet sein. Vorstellbar ist es auch, die Filtereinrichtung und das Filterelement zum Filtern von Kraftstoff einzusetzen. Dementsprechend kann die Filtereinrichtung als ein Kraftstofffilter und das Filterelement als ein Kraftstofffilterelement, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet sein.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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.
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.
Es zeigen, jeweils schematisch

1 eine Explosionsdarstellung eines Filterelements in isometrischer Ansicht,
2 eine isometrische Ansicht des Filterelements,
3 eine isometrisch Ansicht des Filterelements und eines Gehäuseteils einer Filtereinrichtung in voneinander gelöstem Zustand,
4 ein Schnitt durch die Filtereinrichtung im Bereich des Gehäuseteils beim am Gehäuseteil befestigten Zustand des Filterelements, in isometrischer Ansicht,
5 eine isometrische Ansicht eines Funktionsträgers des Filterelements,
6 eine isometrische Ansicht eines Dichtungsprofils des Filterelements,
7 eine isometrische Ansicht des Filterelements mit dem Gehäuseteil bei teilweise geschnittenem Gehäuseteil,
8 eine isometrische Ansicht des in 7 mit VIII bezeichneten Bereichs,
9 einen Schnitt durch eine Filtereinrichtung bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
10 einen Schnitt durch eine Form mit darin angeordnetem Funktionsträger und Filterkörper.

Ein Filterelement 1, wie es in den 1 bis 9 zu sehen ist, weist einen ringförmigen Filterkörper 2 aus einem Filtermaterial 3, beispielsweise aus Papier 4, insbesondere in der Form eines Faltensterns 5, auf. Der Filterkörper 2 weist einen Filterinnenraum 6 sowie eine erste Endscheibe 7 an einer ersten axialen Stirnseite 8 sowie eine zweite Endscheibe 9 an einer zweiten axialen Stirnseite 10 des Filterkörpers 2 auf. Die erste Endscheibe 7 ist aus einem Dichtungsmaterial 11, beispielsweise Kunststoff 12, hergestellt und weist eine zentrale Öffnung 13 auf, die mit dem Filterinnenraum 6 kommuniziert. Die erste Endscheibe 7 ist fest an der ersten Stirnseite 8 angebracht. Im Filterinnenraum 6 des Filterkörpers 2 ist eine Innenzarge 14 fest mit dem Filterkörper 2 verbunden und liegt am Filterkörper 2 an.
Die zweite Endscheibe 9 ist zentral offen, wobei eine zentrale Öffnung 15 der zweiten Endscheibe 9 mit dem Filterinnenraum 6 kommuniziert. Die zweite Endscheibe 9 setzt sich aus einem Dichtungsprofil 16 und einem Funktionsträger 17 zusammen, welche jeweils zentral offen sind und somit die Öffnung 15 der zweiten Endscheibe 9 bilden. Das Dichtungsprofil 16 ist ringförmig ausgebildet aus einem Dichtungsmaterial 18, vorzugsweise aus Schaumstoff 19, insbesondere aus Polyurethan-Schaumstoff 20, hergestellt. Der Funktionsträger 17 ist im Vergleich zum Dichtungsprofil 16 und somit zum Dichtungsmaterial 18 starr bzw. hart. Dementsprechend setzt sich die zweite Endscheibe 9 aus dem starren Funktionskörper 7 und dem weichen, insbesondere elastischen und/oder komprimierbaren, Dichtungsprofil 16 zusammen. Dabei ist der Funktionsträger 17 im Dichtungsprofil 16 integriert. Diese Integration ist durch das zumindest teilweise Einbetten des Funktionsträgers 17 in das Dichtungsprofil 16 realisiert.
Zum Befestigen des Filterelements 1 in einer zugehörigen Filtereinrichtung 21, die in den 3, 4 sowie 7 bis 9 zu sehen ist, kommt eine Befestigungseinrichtung 22 zum Einsatz, die vorliegend rein beispielhaft als ein Bajonettverschluss 23 ausgestaltet ist. Die Befestigungseinrichtung 22 erlaubt ein lösbares Befestigen des Filterelements 1 an einem Gehäuseteil 24 eines Gehäuses 25 der Filtereinrichtung 21, in dem das Filterelement 1 austauschbar angeordnet ist. Das Gehäuseteil 24 ist in den gezeigten Beispielen ein Deckel 26 des Gehäuses 25.
Die Filtereinrichtung 21 und das Filterelement 1 können zum Filtern von Luft oder Kraftstoff, insbesondere in einem im Übrigen nicht gezeigten Kraftfahrzeug, zum Einsatz kommen.
Entsprechend 3 wird das Filterelement 1 am Gehäuseteil 24 durch eine relative axiale Bewegung des Filterelements 1 in Richtung des Gehäuseteils 24, wie mit einem axialen Pfeil 27 angedeutet, und einem anschließenden relativen Drehen des Filterelements 1 zum Gehäuseteil 24, wie mit einem Drehpfeil 28 angedeutet, um eine axial verlaufende Drehachse 29, lösbar befestigt. Zum Lösen des Filterelements 1 vom Gehäuseteil 24 erfolgt zunächst eine Drehbewegung entgegen des Drehpfeils 28 und anschließend eine axiale Bewegung entgegen des Axialpfeils 27. Die Befestigungseinrichtung 22 weist filterseitige Befestigungselemente 30 auf, die am Funktionsträger 17 vorgesehen sind und nachfolgend dementsprechend als Trägerbefestigungselemente 30 bezeichnet werden. Die Trägerbefestigungselemente 30 wirken mit am Gehäuseteil 24 vorgesehenen, komplementären Befestigungselementen 31 der Befestigungseinrichtung 22 zusammen, welche nachfolgend als Gehäusebefestigungselemente 31 bezeichnet werden.
In den 4, 7 und 8 ist eine schließende Endposition 32 der Befestigungseinrichtung 22 gezeigt, in der das Filterelement 1 am Gehäuseteil 24 befestigt ist, wobei in 4 zum besseren Verständnis lediglich das Gehäuseteil 24, das Dichtungsprofil 16 sowie der Funktionsträger 17 der zweiten Endscheibe 9 gezeigt sind. 5 zeigt den Funktionsträger 17, während 6 das Dichtungsprofil 16 zeigt.
Insbesondere in den 4 bis 8 ist zu erkennen, dass der Funktionsträger 17 eine ringförmige Trägergrundseite 33 aufweist, die sich radial erstreckt und in Umfangsrichtung geschlossen ausgebildet ist. Radial innenseitig steht von der Trägergrundseite 33 ein Ringbund 34 axial in Richtung des Filterkörpers 2 ab, wobei der Ringbund 34 umlaufend geschlossen ausgebildet ist. Der Ringbund 34 weist einen an der Trägergrundseite 33 anschließenden Befestigungsabschnitt 35 sowie einen am Befestigungsabschnitt 35 über eine Radialstufe 36 anschließenden Greifabschnitt 37 auf. Der Befestigungsabschnitt 35, die Radialstufe 36 und der Greifabschnitt 37 sind jeweils umlaufend geschlossen ausgebildet. Der Befestigungsabschnitt 35 weist die Trägerbefestigungselemente 30 auf, welche vom Befestigungsabschnitt 35 radial nach innen abstehen. Das jeweilige Trägerbefestigungselement 30 weist zumindest einen Durchbruch 38 auf, wobei im gezeigten Beispiel das jeweilige Trägerbefestigungselement 30 drei solche Durchbrüche 38 aufweist, welche in Umfangsrichtung beabstandet sind.
Das Dichtungsprofil 16 umgibt die Trägergrundseite 33 gänzlich, d.h. axial und radial beidseitig. Der Befestigungsabschnitt 35 wird vom Dichtungsprofil 16 radial beidseitig umgeben und somit umschlossen, wobei die Trägerbefestigungselemente 30 auf der von der Trägergrundseite 33 abgewandten Seite vom Dichtungsprofil 16 axial abstehen. Das Dichtungsprofil 16 dringt dabei radial durch die Durchbrüche 38 der Trägerbefestigungselemente 30, derart, dass vom jeweiligen Trägerbefestigungselement 30 ein Dichtungsabschnitt 39 des Dichtungsprofils 16 radial innenseitig absteht. Der jeweilige Dichtungsabschnitt 39 weist im gezeigten Beispiel eine axial gestufte Form mit einem dem Filterkörper 2 zugewandten bzw. nahen oberen Abschnittteil 60 und einem vom Filterkörper 2 abgewandten bzw. davon weiter entfernten unteren Abschnittteil 61 auf, wobei der obere Abschnittteil 60 über eine obere konische Dichtungsfläche 62 in den unteren Abschnittteil 61 übergeht. Auf der vom oberen Abschnittteil 60 abgewandten Seite des unteren Abschnittteils 61 schließt zudem eine untere konische Dichtungsfläche 63 an, über welche der untere Abschnittteil 61 in eine im Bereich der Trägergrundseite 33 angeordnete axiale Dichtungsfläche 64 übergeht. Der jeweilige Abschnittteil 60, 61 und die Dichtungsflächen 62, 63, 64 erstrecken sich in Umfangsrichtung, wobei die konischen Dichtungsflächen 62, 63 eine radiale und eine axiale Komponente aufweisen. Während die Dichtungsabschnitte 39 und somit die Abschnittteile 60, 61 sowie die oberen konischen Dichtungsflächen 62 sich in Umfangsrichtung lediglich über den entsprechenden Teilbereich erstrecken, verlaufen die untere konische Dichtungsfläche 63 und die axiale Dichtungsfläche 64 in Umfangsrichtung geschlossen. Die untere konische Dichtungsfläche 63 ist dabei im Bereich der Dichtungsabschnitte 39 nach innen verbreitert, wie insbesondere in 8 zu erkennen ist. Der jeweilige Dichtungsabschnitt 39 weist im gezeigten Beispiel zudem eine sich radial nach innen verjüngende Form auf.
Der Greifabschnitt 37 weist axial endseitig Greifelemente 40 auf, welche radial außenseitig abstehen. Der Greifabschnitt 37 ist außerhalb des Dichtungsprofils 16 angeordnet und liegt somit frei. Der Greifabschnitt 37 greift in den Filterinnenraum 6 ein, wobei die Greifelemente 40 formschlüssig mit der Innenzarge 14 zusammenwirken und somit die zweite Endscheibe 9 am Filterkörper 2 befestigen.
Das Gehäuseteil 24 weist eine Gehäusegrundseite 41 auf, die sich radial erstreckt und umlaufend geschlossen ist. Von der Gehäusegrundseite 41 steht radial innenseitig eine umlaufend geschlossene Ringschulter 42 axial ab, die die Gehäusebefestigungselemente 31 aufweist (siehe auch 3). Die Gehäusebefestigungselemente 31 weisen im gezeigten Beispiel jeweils einen Führungsabschnitt 43 und einen Anschlagabschnitt 44 auf, wobei das jeweilige Trägerbefestigungselement 30 zum Befestigen des Filterelements 1 am Gehäuseteil 24 und zum Lösen des Filterelements 1 vom Gehäuseteil 24 in einem solchen zugehörigen Führungsabschnitt 43 geführt ist. In der Endposition 32 der Befestigungseinrichtung 22 schlägt das jeweilige Trägerbefestigungselement 30 axial und in Umfangsrichtung an einem solchen zugehörigen Anschlagabschnitt 44 an. Da der jeweilige Dichtungsabschnitt 39 vom zugehörigen Trägerbefestigungselement 30 radial nach innen absteht, ist auch der jeweilige Dichtungsabschnitt 39 im zugehörigen Führungsabschnitt 43 geführt (siehe insbesondere 4). Zudem kann der Dichtungsabschnitt 39 am zugehörigen Anschlagabschnitt 44 axial und/oder in Umfangsrichtung anschlagen.
Insbesondere den 4 bis 8 ist zu entnehmen, dass das Dichtungsprofil 16 axial zwischen dem Funktionsträger 17 und der zweiten Stirnseite 10 sowie axial zwischen dem Funktionsträger 17 und dem Gehäuseteil 24, insbesondere der Gehäusegrundseite 41, angeordnet ist. Dementsprechend liegt eine Außenkontur 56 des Dichtungsprofils 16 an der zweiten Stirnseite 10 sowie an der Gehäusegrundseite 41 an. Somit dichtet das Dichtungsprofil 16 gegen die zweite Stirnseite 10 und das Gehäuseteil 24, insbesondere die Gehäusegrundseite 41.
Den 3, 4 sowie, 7 bis 9 ist zu entnehmen, dass das Gehäuseteil 24 geschlossen ausgebildet ist und eine axial in Richtung des Filterelements 1 gerichtete Vertiefung 45 aufweist, die radial außenseitig von der Ringschulter 42 des Gehäuseteils 24 begrenzt wird, welche somit eine umlaufende Seitenwand 46 der Vertiefung 45 bildet. Zudem ist zu erkennen, dass das Gehäuseteil 24 radial außenseitig einen axial in Richtung des Filterelements 1 abstehenden, umlaufenden Außenkragen 47 aufweist. Der Außenkragen 47 dient, wie in 9 zu erkennen ist, dem Verschließen des Gehäuses 25, welches neben dem als Deckel 26 ausgebildeten Gehäuseteil 24 ein weiteres Gehäuseteil 48 aufweist, das als Gehäusetopf 49 ausgebildet ist, wobei die Gehäuseteile 24, 48 einen Gehäuseinnenraum 50 begrenzen, in dem das Filterelement 1 austauschbar angeordnet ist. Nachfolgend wird das Gehäuseteil 48 als erstes Gehäuseteil 48 bezeichnet, wogegen das Gehäuseteil 24 als zweites Gehäuseteil 24 bezeichnet wird.
Die Ringschulter 42 weist auf der radial äußeren Seite eine von der Gehäusegrundseite 41 axial abstehende axiale Anlagefläche 65, eine axial an der axialen Anlagefläche 65 anschließende untere konische Anlagefläche 66, eine an der unteren konischen Anlagefläche 66 axial anschließende obere konische Anlagefläche 67 auf. In einer an der oberen konischen Anlagefläche 67 axial anschließenden oberen axialen Anlagefläche 68 sind die Anlageabschnitte 44 angeordnet, insbesondere ausgeformt. Die untere axiale Anlagefläche 65 und die obere konische Anlagefläche 67 verlaufen in Umfangsrichtung geschlossen, wogegen die unteren konische Anlagefläche 66 in Umfangsrichtung im Bereich der Anlageabschnitte 44 unterbrochen ist. Dabei liegt in der Endposition 32 die axiale Dichtungsfläche 64 an der axialen Anlagefläche 65, die untere konische Dichtungsfläche 63 an der unteren konischen Anlagefläche 66 und die obere konische Dichtungsfläche 62 an der oberen konischen Anlagefläche 67 dichtend an. Somit ergibt sich eine ringförmig geschlossene konische Anlage des Dichtungsprofils 16 an der Ringschulter 42, die im Bereich der Trägerbefestigungselemente 30 und somit der Unterbrechungen in der unteren konischen Anlagefläche 66 axial und radial bzw. konisch versetzt ist, wobei der Verlauf dieser Anlage in 3 mit einer gestrichelten Linie 69 angedeutet ist. In 9 ist ferner zu erkennen, dass die Gehäuseteile 24, 48 mit Hilfe von Befestigungsmitteln 51 lösbar aneinander befestigt sind. Das jeweilige Befestigungsmittel 51 ist im gezeigten Beispiel eine Klammer 52, die außenseitig am Gehäuse 25 angebracht ist. Somit kann das lösbare Befestigen der Gehäuseteile 24, 28 aneinander und das lösbare Befestigen des Filterelements 1 am zweiten Gehäuseteil 24 unabhängig voneinander erfolgen. Insbesondere führt ein Lösen des zweiten Gehäuseteils 24 vom ersten Gehäuseteil 48 nicht zu einem Lösen der Befestigung des Filterelements 1 am zweiten Gehäuseteil 24. Die Filtereinrichtung 21 weist zwei fluidische Anschlüsse 53, 54 auf, durch die ein zu filterndes Fluid, beispielsweise Luft, durch die Filtereinrichtung 21 hindurchströmt und mit Hilfe des Filterkörpers 2 gefiltert wird. Die Anschlüsse 53, 54 sind vorteilhaft am Gehäuse 25 vorgesehen, wobei sie im gezeigten Beispiel am als Gehäusetopf 49 ausgebildeten ersten Gehäuseteil 48 vorgesehen sind. Einer der Anschlüsse 53 ist radial außenseitig am Gehäusetopf 49 angeordnet und kommuniziert mit einem radial zwischen dem Filterkörper 2 und dem Gehäusetopf 48 ausgebildeten Radialspalt 55. Der andere Anschluss 54 ist auf der vom Deckel 26 abgewandten Seite des Gehäusetopfs 49 angeordnet und steht axial außenseitig ab. Dieser Anschluss 54 kommuniziert mit dem Filterinnenraum 6, wobei der Anschluss 54 im gezeigten Beispiel auch axial innenseitig absteht und in den Filterinnenraum 6 axial eindringt, Dabei liegt dieser Anschluss 54 radial außenseitig an der ersten Endscheibe 7 an, so dass der Filterinnenraum 6 gegen den Radialspalt 55 abgedichtet ist. Somit wird das zu filternde Fluid beim Durchströmen der Filtereinrichtung 21 durch den Filterkörper 2 geführt und gefiltert.
Das in 9 gezeigte Filterelement 1 unterscheidet sich von dem in den 1 bis 8 gezeigten Filterelement 1 dadurch, dass das Dichtungsprofil 16 den Funktionsträger 17 auf der vom Filterkörper 2 abgewandten Seite axial nicht umgibt. In diesem Beispiel liegt also die Trägergrundseite 33 des Funktionsträgers 17 auf der vom Filterkörper 2 abgewandten Seite frei und beim am zweiten Gehäuseteil 24 befestigten Zustand somit axial an der Gehäusegrundseite 41 und somit am zweiten Gehäuseteil 24 an.
Beim in den 1 bis 8 gezeigten Beispiel des Filterelements 1 weist das Dichtungsprofil 16 also eine solche Außenkontur 56 auf, die auf der dem Filterkörper 2 zugewandten Seite axial am Filterkörper, auf der vom Filterkörper 2 abgewandten Seite axial am zweiten Gehäuseteil 24 und auf der radial inneren Seite, insbesondere mit den Dichtungsabschnitten 39, radial am zweiten Gehäuseteil 24, insbesondere an den Führungsabschnitten 43, anliegt. Hiervon unterscheidet sich das in 9 gezeigte Filterelement dadurch, dass die Außenkontur 56 des Dichtungsprofils 16 auf der vom Filterkörper 2 abgewandten Seite axial nicht am zweiten Gehäuseteil 24 anliegt. Hierbei können nicht gezeigte Abstütznoppen an der dem Gehäuseteil 24 bzw. dem Deckel 26 zugewandten Seite der zweiten Endscheibe 9, insbesondere des Dichtungsprofils 16, vorgesehen sein, welche das Filterelement 1 am Gehäuseteil 24 bzw. am Deckel 26 abstützen.
Die erste Endscheibe 7 ist vorzugsweise aus Polyurethan-Schaum als Dichtungsmaterial 11 hergestellt, der an die erste Stirnseite 8 angeschäumt ist. Hierdurch umschließt der PUR-Schaum beim Schäumvorgang die erste Stirnseite 8 des Filterkörpers 2. Insbesondere bildet die erste Endscheibe 7 somit eine feste mechanische Verbindung mit der Innenzarge 14. Auf diese Weise kann auch direkt die Dichtungsgeometrie für den Anschluss 54 angeformt werden. Alternativ kann die erste Endscheibe 7 aus einem thermoplastischen Kunststoff, z.B. aus Polyethylen, Polyamid, Polypropylen, Polyoxymethylen, oder Ähnlichem als Dichtungsmaterial 11 hergestellt sein. In diesen Fällen wird der Filterkörper 2 mit der ersten Endscheibe 7 verklebt oder die erste Endscheibe an die erste Stirnseite 8 des Filterkörpers 2 einplastifiziert. Die Dichtungsgeometrie für den Anschluss 54 kann dabei materialeinheitlich an die erste Endscheibe 7 angeformt sein oder durch ein montiertes oder aufdosiertes, nicht gezeigtes, separates Dichtungselement , insbesondere einen Dichtring oder einen Dichtwulst, gebildet sein.
10 zeigt einen Schnitt, der ein bevorzugtes Herstellungsverfahren des Filterelements 1 erläutert, wobei bei dem in 10 gezeigten Beispiel ein Filterelement 1, wie es in den 1 bis 8 dargestellt ist, hergestellt wird. Hierbei werden der Funktionsträger 17 und der Filterkörper 2 in eine Form 57 angeordnet. Dabei kann der Funktionsträger 17, insbesondere über den Greifabschnitt 37 und die Innenzarge 14, am Filterkörper 2 befestigt sein. Zu erkennen ist, dass die zweite Stirnseite 10 des Filterkörpers 2 axial von der Trägergrundseite 33 beabstandet ist und insbesondere an der Radialstufe 36 anliegt. Somit ist axial zwischen der zweiten Stirnseite 10 des Filterkörpers 2 und dem Funktionsträger 17 bzw. der Trägergrundseite 33 ein Axialspalt 70 gebildet. Zum Herstellen des Dichtungsprofils 16 wird eine in 10 lediglich angedeutete Zusammensetzung 58, insbesondere Polyurethan 59, in die Form 57 eingebracht und aufgeschäumt, derart, dass der Funktionsträger 17 umschäumt wird und in das somit hergestellte Dichtungsprofil 16 eingebettet ist. Dabei bedeckt das Dichtungsprofil 16 somit die zweite Stirnseite 10. Insbesondere dringt die aufschäumende Zusammensetzung 58 durch die Durchbrüche 38 der Trägerbefestigungselemente 30. Zudem schäumt die Zusammensetzung 58 vorzugsweise axial durch die zweite Stirnseite 10 in den Filterkörper 2 hinein. Das Einschäumen der Zusammensetzung 58 in den Filterkörper 2 führt beispielsweise zu einem verbesserten Abdichten gegen die zweite Stirnseite 10 des Filterkörpers 2.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011012633 A1 [0003]

Claims

Filterelement (1) für eine Filtereinrichtung (21), - mit einem ringförmigen Filterkörper (2) aus einem Filtermaterial (3) zum Filtern eines Fluids, der einen Filterinnenraum (6) aufweist, - mit einer zentral offenen ersten Endscheibe (7) aus Dichtungsmaterial (11), die an einer ersten axialen Stirnseite (8) des Filterkörpers (2) fest angeordnet ist, - mit einer zweiten Endscheibe (9), die an einer zweiten axialen Stirnseite (10) des Filterkörpers (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, - dass die zweite Endscheibe (9) ein Dichtungsprofil (16) aus einem Dichtungsmaterial (18) und einen im Vergleich zum Dichtungsprofil (16) starren Funktionsträger (17) aufweist, der zumindest teilweise in das Dichtungsprofil (16) eingebettet ist, - dass der Funktionsträger (17) zumindest ein Trägerbefestigungselement (30) einer Befestigungseinrichtung (22) aufweist, das zum lösbaren Befestigen des Filterelements (1) an einem Gehäuseteil (24) der Filtereinrichtung (21) mit einem am Gehäuseteil (24) vorgesehenen komplementären Gehäusebefestigungselement (31) der Befestigungseinrichtung (22) zusammenwirkt.
Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass der Funktionsträger (17) eine ringförmige Trägergrundseite (33) und einen axial von der Trägergrundseite (33) abstehenden Ringbund (34) aufweist, - dass der Funktionsträger (17) zumindest zwei in Umfangsrichtung beabstandete und vom Ringbund (24) radial abstehende solche Trägerbefestigungselemente (30) aufweist, - dass das Dichtungsprofil (16) die Trägerbefestigungselemente (30) radial beidseitig umgibt, derart, dass vom jeweiligen Trägerbefestigungselement (30) ein Dichtungsabschnitt (39) des Dichtungsprofils (16) radial absteht.
Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsprofil (16) aus einem Schaumstoff (19), insbesondere aus Polyurethan-Schaumstoff (20), hergestellt ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein solches Trägerbefestigungselement (30) wenigstens einen Durchbruch (38) aufweist, der vom Dichtungsprofil (16) durchsetzt ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Filterinnenraum (6) eine Innenzarge (14) am Filterkörper (2) angebracht ist, wobei der Funktionsträger (17) an der Innenzarge (14) befestigt ist.
Filterelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringbund (34) einen die Trägerbefestigungselemente (30) aufweisenden Befestigungsabschnitt (35) und einen auf der von der Trägergrundseite (33) abgewandten Seite des Befestigungsabschnitts (35) anschließenden Greifabschnitt (37) aufweist, der im Filterinnenraum (6) angeordnet und am Filterkörper (2) befestigt ist.
Filterelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (35) über eine Radialstufe (36) in den Greifabschnitt (37) übergeht.
Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsprofil (16) den Funktionsträger (17) auf der axial vom Filterkörper (2) abgewandten Seite umgibt.
Filterelement nach einem er Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungsprofil (16) eine solche Außenkontur (56) aufweist, die beim am Gehäuseteil (24) befestigten Zustand auf der vom Filterkörper (2) abgewandten Seite axial am Gehäuseteil (24) und auf der radial inneren Seite radial am Gehäuseteil (24) anliegt.
Filtereinrichtung (21) zum Filtern eines Fluids, insbesondere von Luft, mit einem ersten Gehäuseteil (48) und einem lösbar mit dem ersten Gehäuseteil (48) verbundenen zweiten Gehäuseteil (24), welche einen Gehäuseinnenraum (50) begrenzen, - wobei im Gehäuseinnenraum (5) ein Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 austauschbar angeordnet ist, - wobei das zweite Gehäuseteil (24) zumindest ein zum wenigstens einen Trägerbefestigungselement (30) komplementäres Gehäusebefestigungselement (31) der Befestigungseinrichtung (22) aufweist, das mit dem wenigstens einen Trägerbefestigungselement (30) zum lösbaren Befestigen des Filterelements (1) am zweiten Gehäuseteil (24) zusammenwirkt.
Filtereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Trägerbefestigungselement (30) und das zumindest eine Gehäusebefestigungselement (31) in der Art eines Bajonettverschlusses (23) zusammenwirken.
Filtereinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein solches Gehäusebefestigungselement (31) einen Führungsabschnitt (43), in dem ein solches Trägerbefestigungselement (30) geführt ist, und einen Anschlagabschnitt (44), an dem das Trägerbefestigungselement (30) in einer verschließenden Endposition (32) der Befestigungseinrichtung (22) anschlägt, aufweist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (21) von der Befestigungseinrichtung (22) separate Befestigungsmittel (51) zum lösbaren Verbinden des zweiten Gehäuseteils (24) am ersten Gehäuseteil (48) aufweist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (24) eine Gehäusegrundseite (41) aufweist, von der eine Ringschulter (42) absteht, der zumindest ein solches Gehäusebefestigungselement (31) aufweist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuseteil (24) geschlossen ausgebildet ist und eine in Richtung des Filterelement (1) abstehende Vertiefung (45) aufweist, welche radial von der Ringschulter (42) begrenzt ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (48) ein Gehäusetopf (49) ist und das zweite Gehäuseteil (24) ein den Gehäusetopf (49) lösbar verschließender Deckel (26) ist.
Verfahren zum Herstellen eines Filterelements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei, - der Funktionsträger (17) in eine Form (57) angeordnet wird, - eine aufschäumbare Zusammensetzung (58) vor oder nach dem Anordnen des Funktionsträgers (17) in der Form (57) in die Form (57) eingebracht wird, - die Zusammensetzung (58) nach dem Anordnen des Funktionsträgers (17) in der Form (57) aufgeschäumt wird, derart dass der Funktionsträger (17) zum Ausbilden des Dichtungsprofils (16) umschäumt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, - dass der Filterkörper (2) vor dem Aufschäumen der Zusammensetzung (58) in die Form (57) angeordnet wird, derart, dass zwischen der zweiten Stirnseite (10) und dem Funktionsträger (17) ein Axialspalt (60) gebildet ist, - dass die Zusammensetzung (58) aufgeschäumt wird, derart, dass das Dichtungsprofil (16) zusätzlich die zweite Stirnseite (10) bedeckt.