DE102019107921A1 - Filter element, in particular water filter element, manufacturing method for a filter element, filter device with a filter element and injection system for an internal combustion engine - Google Patents

Filter element, in particular water filter element, manufacturing method for a filter element, filter device with a filter element and injection system for an internal combustion engine Download PDF

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Norbert Strassenberger
Jochen Krauss
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Jonas Eble
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filterelement (10), insbesondere zum Filtern von Flüssigkeiten, umfassend einen Stützkörper (20), welcher von zwei Filtermatten (12, 13) umschlossen ist, wobei der Stützkörper (20) ein im Wesentlichen flaches Basiselement (22) und sich davon weg erstreckende Ausleger (24) aufweist, wobei die Ausleger (24) jeweils eine Knickachse (26) aufweisen, die in einer Querschnittsebene des Basiselements (22) oder in einer Ebene parallel zur Querschnittsebene des Basiselements (22) liegt und jeweils parallel oder tangential zu einer Umfangskurve (23) des Basiselements (22) liegt.Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Filterelements (10) sowie eine Filtervorrichtung (100) und ein Einspritzsystem (200)The invention relates to a filter element (10), in particular for filtering liquids, comprising a support body (20) which is surrounded by two filter mats (12, 13), the support body (20) being a substantially flat base element (22) and itself has cantilevers (24) extending therefrom, the cantilevers (24) each having an articulation axis (26) which lies in a cross-sectional plane of the base element (22) or in a plane parallel to the cross-sectional plane of the base element (22) and in each case parallel or tangential to a circumferential curve (23) of the base element (22). The invention further relates to a method for producing a filter element (10) as well as a filter device (100) and an injection system (200)

Description

Technisches GebietTechnical field

Die Erfindung betrifft ein Filterelement, Herstellverfahren für ein Filterelement, Filtervorrichtung mit einem Filterelement sowie Einspritzsystem für eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Filterelement.The invention relates to a filter element, manufacturing method for a filter element, filter device with a filter element and injection system for an internal combustion engine with such a filter element.

Stand der TechnikState of the art

CN104350268A offenbart einen Flüssigkeitsfilter, der ein flexibles Rahmenelement, ein das Rahmenelement umhüllendes und in Beutelform ausgebildetes Filtermaterial und einen das Innere und Äußere des Filtermaterials verbindenden Verbindungsschlauch aufweist. Über den Verbindungsschlauch ist der Flüssigkeitsfilter mit einer innerhalb eines Kraftstofftanks angeordneten Kraftstoffsaugöffnung verbunden. Der Flüssigkeitsfilter weist ein ringförmiges Rückhalteelement auf, welches das Rahmenelement und das zusammengefaltete Filtermaterial in einer mehrschichtigen Konfiguration aufnimmt. CN104350268A discloses a liquid filter which has a flexible frame element, a filter material enveloping the frame element and in the form of a bag, and a connecting hose connecting the interior and exterior of the filter material. The liquid filter is connected via the connecting hose to a fuel suction opening arranged inside a fuel tank. The liquid filter has an annular retention element which receives the frame element and the folded filter material in a multi-layer configuration.

JP2009165965A offenbart einen Flüssigkeitsfilter für ein Kraftfahrzeug, der um eine Pumpeneinheit angeordnet ist. Der Flüssigkeitsfilter umfasst einen beutelförmigen Filterbalg, der lose eine Stützstruktur mit zwei diametral gegenüberliegenden Flügeln umgibt, die sich von einem Mittelteil weg erstrecken. Die Flügel der Stützstruktur sind um eine Achse senkrecht zum Mittelteil so gebogen, dass der Filterbalg mit der Stützstruktur spiralarmartig um die Pumpeneinheit gewunden ist. Im Mittelteil der Stützstruktur ist senkrecht zum Mittelteil ein Kanal zur Pumpeneinheit angeordnet. JP2009165965A discloses a liquid filter for a motor vehicle, which is arranged around a pump unit. The liquid filter comprises a bag-shaped filter bellows which loosely surrounds a support structure with two diametrically opposed wings that extend away from a central part. The wings of the support structure are bent around an axis perpendicular to the central part in such a way that the filter bellows with the support structure is wound around the pump unit like a spiral arm. A channel to the pump unit is arranged in the middle part of the support structure perpendicular to the middle part.

JP2007224748A offenbart einen Flüssigkeitsfilter für ein Kraftfahrzeug. Der Flüssigkeitsfilter umfasst einen doppelwandigen Filterbalg. In einer Ausgestaltung ist der Filterbalg zylinderförmig ausgebildet mit einem Boden und einer Zylinderwand. Im Innern des doppelwandigen Filterbalgs wird filtrierte Flüssigkeit abgeführt. In der doppelwandigen Zylinderwand kann ein doppelwandiger Topf angeordnet sein, dessen Topfrand offen ist, so dass angesaugte Flüssigkeit in den Topf und zur Pumpe gelangen kann. Im Bereich des Pumpenanschlusses ist eine flüssigkeitsfilmbildende Sektion vorgesehen, die im angesaugten Fluid Luft von Flüssigkeit trennt und so ein Ansaugen von Luft verhindert. JP2007224748A discloses a liquid filter for a motor vehicle. The liquid filter comprises a double-walled filter bellows. In one embodiment, the filter bellows is cylindrical with a bottom and a cylinder wall. Filtered liquid is drained inside the double-walled filter bellows. A double-walled pot, the pot rim of which is open, can be arranged in the double-walled cylinder wall, so that sucked-in liquid can get into the pot and to the pump. In the area of the pump connection, a liquid film-forming section is provided which separates air from liquid in the sucked-in fluid and thus prevents air from being sucked in.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement, insbesondere zur Flüssigfiltration, zu schaffen, das für einen begrenzten Bauraum geeignet ist.An object of the invention is to provide a filter element, in particular for liquid filtration, which is suitable for a limited installation space.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filterelements anzugeben.Another object of the invention is to provide a method for producing such a filter element.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer Filtervorrichtung mit einem derartigen Filterelement.Another object is to provide a filter device with such a filter element.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer Einspritzvorrichtung mit einem derartigen Filterelement.Another object is to create an injection device with such a filter element.

Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst mit einem Filterelement, insbesondere zum Filtern von Flüssigkeiten, umfassend einen Stützkörper, welcher von zwei Filtermatten umschlossen ist, wobei der Stützkörper ein im Wesentlichen flaches Basiselement und sich radial davon wegerstreckende Ausleger aufweist, wobei die Ausleger jeweils eine Knickachse aufweisen, die in einer Querschnittsebene oder in einer Ebene parallel zur Querschnittsebene liegt und parallel oder tangential zu einem Querschnitt des Basiselements liegt.According to one aspect of the invention, the aforementioned objects are achieved with a filter element, in particular for filtering liquids, comprising a support body which is enclosed by two filter mats, the support body having a substantially flat base element and cantilevers extending radially therefrom, the cantilevers each have an articulation axis which lies in a cross-sectional plane or in a plane parallel to the cross-sectional plane and is parallel or tangential to a cross-section of the base element.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Aufgaben gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Filterelements nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend ein Bereitstellen eines im Wesentlichen flachen Stützkörpers, umfassend ein im Wesentlichen flaches Basiselement und sich davon weg erstreckende Ausleger; ein Bereitstellen von zwei Filtermatten; ein Einlegen des Stützkörpers zwischen die beiden Filtermatten; und ein Verbinden der Filtermatten an ihren Rändern und/oder mit einem Rand der Ausleger.According to a further aspect of the invention, the objects are achieved by a method for producing a filter element according to one of the preceding claims, comprising providing a substantially flat support body, comprising a substantially flat base element and cantilevers extending therefrom; providing two filter mats; inserting the support body between the two filter mats; and connecting the filter mats at their edges and / or with an edge of the cantilevers.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Aufgaben gelöst durch eine Filtervorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Filterelement, wobei das Filterelement einen zwischen zwei Filtermatten angeordneten Stützkörper aufweist, der ein, im Wesentlichen flaches Basiselement und sich davon weg erstreckende Ausleger jeweils mit einer Knickachse aufweist, und wobei das Filterelement mit an der Knickachse abgewinkelten Auslegern des Stützkörpers auf einer Pumpeneinheit befestigt ist.According to a further aspect of the invention, the objects are achieved by a filter device with a filter element according to the invention, the filter element having a support body arranged between two filter mats, which has a substantially flat base element and cantilevers extending therefrom, each with a kink axis, and wherein the filter element is attached to a pump unit with arms of the support body that are angled at the kink axis.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die Aufgaben gelöst durch ein Einspritzsystem mit einem erfindungsgemäßen Filterelement für eine Brennkraftmaschine, mit einem Wassertank und zumindest einer Einspritzvorrichtung, die fluidisch mit dem Wassertank verbunden ist, wobei in einer Fluidleitung zwischen dem Wassertank und der zumindest einen Einspritzvorrichtung zumindest ein Filterelement angeordnet istAccording to a further aspect of the invention, the objects are achieved by an injection system with a filter element according to the invention for an internal combustion engine, with a water tank and at least one injection device that is fluidly connected to the water tank, with at least one fluid line between the water tank and the at least one injection device a filter element is arranged

Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Favorable configurations and advantages of the invention result from the further claims, the description and the drawing.

Es wird nach einem Aspekt der Erfindung ein Filterelement vorgeschlagen, insbesondere zum Filtern von Flüssigkeiten, insbesondere ein Wasserfilterelement, umfassend einen Stützkörper, welcher von zwei Filtermatten umschlossen ist, wobei der Stützkörper ein im Wesentlichen flaches Basiselement und sich davon radial weg erstreckende Ausleger aufweist, wobei die Ausleger jeweils eine Knickachse aufweisen, die in einer Querschnittsebene des Basiselements oder in einer Ebene parallel zur Querschnittsebene des Basiselements liegt und parallel oder tangential zu einem Umfang des Basiselements liegt. Als Wasserfilterelement wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Filterelement verstanden, das Wasser und/oder wässrige Lösungen, insbesondere Harnstofflösung, filtert.According to one aspect of the invention, a filter element is proposed, in particular for filtering liquids, in particular a water filter element, comprising a support body which is surrounded by two filter mats, the support body having a substantially flat base element and cantilevers extending radially away from it, wherein the cantilevers each have an articulation axis which lies in a cross-sectional plane of the base element or in a plane parallel to the cross-sectional plane of the base element and is parallel or tangential to a circumference of the base element. According to the present invention, a water filter element is understood to be a filter element which filters water and / or aqueous solutions, in particular urea solution.

Das Basiselement ist vorzugsweise plan ausgebildet. Im Wesentlichen flach schließt jedoch nicht aus, dass das Basiselement beispielsweise gewölbt sein kann. Das Basiselement hat bevorzugt eine polygonale oder kreisförmige Form, wobei sich die Ausleger besonders bevorzugt über einen Umfang verteilt von dem Basiselement weg erstrecken, insbesondere unter gleichmäßigen Winkelabständen.The base element is preferably flat. However, essentially flat does not preclude the base element from being curved, for example. The base element preferably has a polygonal or circular shape, the cantilevers particularly preferably extending over a circumference, away from the base element, in particular at uniform angular distances.

Das Filterelement ist vorteilhaft für beengte Bauraumverhältnisse geeignet. Es kann flexibel nach Bauraumanforderungen geformt sein. Die Reinseite des Filterelements ist zwischen den beiden Filtermatten angeordnet. Das Filterelement kann vorteilhaft frei über seine Oberfläche Fluid ansaugen. Besonders geeignet ist das Filterelement daher zum Einbau in einen Flüssigkeitstank.The filter element is advantageously suitable for confined spaces. It can be shaped flexibly according to installation space requirements. The clean side of the filter element is arranged between the two filter mats. The filter element can advantageously suck in fluid freely over its surface. The filter element is therefore particularly suitable for installation in a liquid tank.

Vorzugsweise ist das Filterelement ein Flüssigkeitsfilter. Das Filterelement kann beispielsweise zum Filtern von Öl, Kraftstoff, Harnstofflösung, wässriger Lösung eingesetzt werden. Besonders günstig kommt das Filterelement dort zum Einsatz, wo ein Abtrennen von Luft aus der Flüssigkeit erwünscht ist.The filter element is preferably a liquid filter. The filter element can be used, for example, to filter oil, fuel, urea solution, aqueous solution. The filter element is used particularly advantageously where it is desired to separate air from the liquid.

Im Ausgangszustand kann das Filterelement flach ausgebildet sein, bevor die Ausleger mit den sie umschließenden Filtermatten abgewinkelt werden. Die flache Ausgestaltung vereinfacht die Herstellung des Filterelements. Der Grundriss des Filterelements im Ausgangszustand kann beispielsweise sternförmig sein. Andere Grundrisse sind optional möglich. Das Basiselement kann bezogen auf die Ausleger zentral angeordnet sein oder exzentrisch angeordnet sein. Die Ausleger können um denselben Winkel abgewinkelt werden oder auch mit unterschiedlichen Winkeln, um das Filterelement für einen vorgegebenen Bauraum anzupassen. Die Ausleger können senkrecht von dem Basiselement abstehen. Optional können die Ausleger oder einige davon um einen spitzen Winkel oder einen stumpfen Winkel abgewinkelt sein.In the initial state, the filter element can be flat before the brackets are angled with the filter mats surrounding them. The flat design simplifies the manufacture of the filter element. The layout of the filter element in the initial state can be star-shaped, for example. Other floor plans are optional. The base element can be arranged centrally with respect to the cantilever or can be arranged eccentrically. The brackets can be angled at the same angle or at different angles to adapt the filter element for a given installation space. The cantilevers can protrude perpendicularly from the base element. Optionally, the boom or some of them can be angled at an acute angle or an obtuse angle.

Zum Abwinkeln der Ausleger kann beispielsweise ein Filmscharnier oder ein anderes gestaltetes Scharnier vorgesehen sein. Optional kann ein Schwächungsbereich im Ausleger zum Abwinkeln vorgesehen sein.A film hinge or another designed hinge can be provided, for example, for angling the brackets. Optionally, a weakening area can be provided in the boom for angling.

Die Ausleger können eine gleiche Länge aufweisen. Optional können die Ausleger eine unterschiedliche Länge aufweisen. Die Ausleger können im abgewinkelten Zustand gleich lang ausgebildet sein. Optional können die Ausleger im abgewinkelten Zustand unterschiedlich lang ausgebildet sein. Die Ausleger können eine gleiche Form aufweisen. Optional können die Ausleger untereinander unterschiedliche Formen aufweisen.The arms can have the same length. Optionally, the boom can have a different length. The arms can be of equal length in the angled state. Optionally, the arms can be of different lengths in the angled state. The arms can have the same shape. Optionally, the cantilevers can have different shapes from one another.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können die Ausleger um die Knickachse zumindest um 45°, bevorzugt um zumindest 75°, meistens bevorzugt um 90° abwinkelbar sein, so dass das Filterelement in einem abgewinkelten Zustand eine quasi topfförmige Gestalt einnimmt. Durch diese Ausführung wird es ermöglicht, in einem durch die Ausleger mantelseitig umschlossenen Innenraum Einbauten eines Funktionssystems, etwa eine Pumpeneinheit, unterzubringen, während das Filterelement an sich in der Radialrichtung kaum Bauraum beansprucht und daher insbesondere für sehr begrenzte Bauräume geeignet ist.According to a preferred embodiment, the cantilevers can be angled around the articulation axis by at least 45 °, preferably by at least 75 °, most preferably by 90 °, so that the filter element assumes a quasi cup-shaped shape in an angled state. This embodiment makes it possible to accommodate internals of a functional system, for example a pump unit, in an interior space enclosed by the extension arm, while the filter element per se hardly takes up any installation space in the radial direction and is therefore particularly suitable for very limited installation spaces.

Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements können die beidseits angeordneten Filtermatten wenigstens bereichsweise mit einer Naht fluiddicht verbunden sein. Vorteilhaft können die Filtermatten miteinander verschweißt sein. Insbesondere kann ein Ultraschallschweißverfahren eingesetzt werden. Andere Verbindungsarten sind optional möglich, wie Kleben, Klemmen, Vernähen und dergleichen. Durch den flachen Ausgangszustand des Filterelements können bei Bedarf unterschiedliche geeignete Fügemethoden eingesetzt werden. Insbesondere sind die Filtermatten entlang ihrer Außenkante miteinander fluiddicht verbunden, bevorzugt entlang des vollen Umfangs der Außenkante.According to a favorable configuration of the filter element, the filter mats arranged on both sides can be fluid-tightly connected at least in regions with a seam. The filter mats can advantageously be welded together. In particular, an ultrasonic welding process can be used. Other types of connection are optionally possible, such as gluing, clamping, sewing and the like. Due to the flat initial state of the filter element, different suitable joining methods can be used if necessary. In particular, the filter mats are connected to one another in a fluid-tight manner along their outer edge, preferably along the full circumference of the outer edge.

Die Filtermatten können einlagig oder mehrlagig aus einem Filtermedium oder mehreren Filtermedien aufgebaut sein. Beispielsweise kann die Filtermatte dreilagig aufgebaut sein.The filter mats can be constructed in one or more layers from one filter medium or several filter media. For example, the filter mat can be constructed in three layers.

Vorteilhaft ist ein vollsynthetisches Filtermedium, insbesondere ein Filtermedium mit hydrophilen Eigenschaften. Als Filtermedium eignet sich beispielsweise Polyamid (PA), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), thermoplastisches Elastomer (TPE), Polyoxymethylen (POM) und dergleichen. Das Filtermedium kann ein Vlies umfassen, gesponnen sein, geblasen sein, extrudiert sein, gewebt sein.A fully synthetic filter medium, in particular a filter medium with hydrophilic properties, is advantageous. Suitable filter media are, for example, polyamide (PA), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), thermoplastic Elastomer (TPE), polyoxymethylene (POM) and the like. The filter medium can include a nonwoven, spun, blown, extruded, woven.

Durch den Verbau des erfindungsgemäßen Filterelementes können niedrigere Differenzdrücke bei engen Bauräumen in einem Tankmodul erzielt werden. Durch die hydrophile Oberflächeneigenschaft und der guten Kapillarwirkung des vollsynthetischen Filtermediums kann der Transport der flüssigen Phase ohne Lufteintrag sichergestellt werden. Dies führt dazu, dass beim Ansaugvorgang und vorliegendem minimalen Füllstand keine Luft ins System angesaugt wird. Zu einer vorteilhaften Biodekontamination im Tankinnenraum kann sowohl das Filtermedium als auch der Stützkörper, insbesondere die Abstandshalter antimikrobiell ausgerüstet werden. Die Abstandshalter aus Kunststoff können hier durch einen Additivzusatz beispielsweise mit Metallionen extrudiert werden. Das Filterelement bietet eine hohe Variabilität für unterschiedlichste Bauräume. Ferner ist eine hohe Flexibilität bei der Positionierung des Filterelements durch integrierte Befestigungspunkte, wie etwa Befestigungsbuchsen, möglich.By installing the filter element according to the invention, lower differential pressures can be achieved in a small module in a small space. Due to the hydrophilic surface properties and the good capillary action of the fully synthetic filter medium, the transport of the liquid phase can be ensured without air entry. This means that no air is sucked into the system during the suction process and the present minimum fill level. For an advantageous biodecontamination in the interior of the tank, both the filter medium and the support body, in particular the spacers, can be equipped with an antimicrobial treatment. The plastic spacers can be extruded here with an additive, for example with metal ions. The filter element offers great variability for a wide variety of installation spaces. Furthermore, a high degree of flexibility in the positioning of the filter element is possible due to integrated fastening points, such as fastening bushings.

Günstige Filtermedien für die Filtermatten sind beispielsweise in PCT/ EP2018/065454 beschrieben, deren diesbezügliche Offenbarung vollinhaltlich eingeschlossen ist.Cheap filter media for the filter mats are for example in PCT / EP2018 / 065454 described, the relevant disclosure of which is included in full.

Vorteilhaft kann die Filtermatte dreilagig aufgebaut sein. Die erste Lage kann eine Stützlage und kann als Vlieslage oder als Gitterlage ausgebildet sein. Die überwiegende Anzahl der Fasern der ersten Lage kann vorzugsweise aus einem synthetischen Kunststoff gebildet sein. Dabei kann es sich im Fall einer Vlieslage beispielsweise und bevorzugt um PBT-Fasern (Polybutylenterephthalat-Fasern) handeln. Alternativ kann das Gitter auf PBT-Basis ausgebildet sein. Die erste Lage kann ein Flächengewicht von weniger als 130 g/m2, insbesondere zwischen 70 -110 g/m2 aufweisen. Die mittlere Dicke der zweiten Lage kann insbesondere weniger als 0,7 mm, insbesondere zwischen 0,4 bis 0,6 mm betragen.The filter mat can advantageously be constructed in three layers. The first layer can be a support layer and can be designed as a fleece layer or as a grid layer. The majority of the fibers of the first layer can preferably be formed from a synthetic plastic. In the case of a nonwoven layer, for example and preferably PBT fibers (polybutylene terephthalate fibers). Alternatively, the PBT-based grid can be formed. The first layer can have a weight per unit area of less than 130 g / m 2 , in particular between 70-110 g / m 2 . The average thickness of the second layer can in particular be less than 0.7 mm, in particular between 0.4 to 0.6 mm.

Die zweite Lage ist vorzugsweise eine Filtrationslage und ist als Vlieslage ausgebildet. Die überwiegende Anzahl von Fasern der zweiten Lage können dabei vorteilhaft PET-Fasern sein. Die zweite Lage kann ein Flächengewicht von mehr als 140 g/m2, insbesondere zwischen 160 - 180 g/m2 aufweisen. Die mittlere Dicke der zweiten Lage 202 kann mehr als 0,8 mm, insbesondere zwischen 0,9 bis 1,2 mm, betragen. Der mittlere Faserdurchmesser beträgt 4 bis 40 µm. Die Daten bezüglich der Dicke und des Faserdurchmessers können mikroskopisch bestimmt werden.The second layer is preferably a filtration layer and is designed as a non-woven layer. The majority of fibers in the second layer can advantageously be PET fibers. The second layer can have a weight per unit area of more than 140 g / m 2 , in particular between 160-180 g / m 2 . The average thickness of the second layer 202 can be more than 0.8 mm, in particular between 0.9 to 1.2 mm. The average fiber diameter is 4 to 40 µm. The data relating to the thickness and the fiber diameter can be determined microscopically.

Vorteilhaft weisen sowohl die erste Lage als auch die zweite Lage einen zumindest antibakteriellen Wirkstoff auf, bei dem es sich gemäß einer beispielhaften Ausführungsform um Zinkpyrithion handeln kann.Both the first layer and the second layer advantageously have an at least antibacterial active substance, which according to an exemplary embodiment can be zinc pyrithione.

Das Wirkstoff, hier Zinkpyrithion, kann in Form einer Beschichtung oder Imprägnierung auf den Fasern der ersten und der zweiten Lage angeordnet sein oder die Lagen durchdringen, so dass die Lagen gewissermaßen mit dem Wirkstoff getränkt sind.The active substance, here zinc pyrithione, can be arranged in the form of a coating or impregnation on the fibers of the first and the second layer or can penetrate the layers, so that the layers are soaked to a certain extent with the active substance.

Die Lagen des Vorfilters und des Hauptfilters können alternativ zu PBT-Fasern oder PET-Fasern auch Polyamid-Fasern oder Polypropylenfasern aufweisen.As an alternative to PBT fibers or PET fibers, the layers of the pre-filter and the main filter can also have polyamide fibers or polypropylene fibers.

Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann wenigstens eine der beidseits angeordneten Filtermatten wenigstens bereichsweise fest mit dem Stützkörper verbunden sein. Beispielsweise kann eine Filtermatte an den Stützkörper angeschweißt, angeklebt oder angespritzt sein.According to a favorable embodiment of the filter element, at least one of the filter mats arranged on both sides can be firmly connected to the support body at least in some areas. For example, a filter mat can be welded, glued or molded onto the support body.

Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements können die Ausleger Rastelemente aufweisen, um die Ausleger in um die Knickachse abgewinkelter Position bzw. dem abgewinkelten Zustand zu sichern. Vorteilhaft bleibt das Filterelement auch bei hohen Durchsätzen mechanisch stabil. Günstigerweise können gezielt Winkel vorgegeben werden, um welche die Ausleger abgewinkelt sein sollen.According to a favorable configuration of the filter element, the arms can have latching elements in order to secure the arms in the position or state that is angled about the articulation axis. The filter element advantageously remains mechanically stable even at high throughputs. Conveniently, angles can be predefined by which the brackets are to be angled.

Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann das Basiselement der Stützstruktur eine Auslassöffnung für Reinfluid aufweisen, wobei bevorzugt die Auslassöffnung in dem abgewinkelten Zustand der Ausleger an einer Innenseite des Filterelements vorliegt. Noch stärker bevorzugt kann wenigstens eine der Filtermatten eine korrespondierende Aussparung, die eine Auslassöffnung bildet, aufweisen. Die Auslassöffnung der Filtermatte(n) fluchtet geeigneterweise mit der Auslassöffnung des Stützkörpers. Weiter ist geeigneterweise ein Rand der Auslassöffnung der Filtermatte(n) mit einem Rand der Auslassöffnung des Stützkörpers fluiddicht verbunden, so dass im Bereich der Auslassöffnung kein Bypass bzw. Vermischung von Rein- und Rohfluid entsteht.According to a favorable configuration of the filter element, the base element of the support structure can have an outlet opening for pure fluid, the outlet opening preferably being present on the inside of the filter element in the angled state of the arms. Even more preferably, at least one of the filter mats can have a corresponding recess which forms an outlet opening. The outlet opening of the filter mat (s) suitably aligns with the outlet opening of the support body. Furthermore, an edge of the outlet opening of the filter mat (s) is suitably connected in a fluid-tight manner to an edge of the outlet opening of the support body, so that no bypass or mixing of pure and raw fluid occurs in the region of the outlet opening.

Insbesondere kann der Boden der Stützstruktur eine Auslassöffnung für Reinfluid und wenigstens eine der Filtermatten korrespondierende Auslassöffnung aufweisen. Vorteilhaft kann ein Ansaugstutzen an einer oder beiden Auslassöffnungen vorliegen. Insbesondere kann der Ansaugstutzen einteilig mit der Stützstruktur ausgebildet sein und sich durch die korrespondierende Auslassöffnung der Filtermatte(n) erstrecken.In particular, the bottom of the support structure can have an outlet opening for pure fluid and at least one outlet opening corresponding to the filter mats. An intake port can advantageously be present at one or both outlet openings. In particular, the intake manifold can be formed in one piece with the support structure and extend through the corresponding outlet opening of the filter mat (s).

Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann die Stützstruktur wenigstens auf einer Seite Abstandshalter zum Abhalten der Filtermatte aufweisen. Insbesondere kann die Stützstruktur wenigstens auf einer Seite Abstandshalter zum Abhalten der Filtermatte aufweisen und die Abstandshalter wenigstens im Bereich des Bodens als Strömungsleitrippen ausgebildet und/oder angeordnet sind. So kann eine ungestörte Ansaugung über die Filtermatten in den Innenraum zwischen den Filtermatten erfolgen. Die Strömungsleitrippen können radial auf die Auslassöffnung in der Stützstruktur zulaufen, was besonders günstige Verhältnisse für einen möglichst geringen Strömungswiderstand des Filterelements schafft.According to a favorable configuration of the filter element, the support structure can at least be have spacers on one side to hold the filter mat. In particular, the support structure can have spacers on at least one side for holding the filter mat, and the spacers can be designed and / or arranged as flow guide ribs at least in the region of the bottom. So an undisturbed suction can take place via the filter mats into the interior between the filter mats. The flow guide ribs can run radially towards the outlet opening in the support structure, which creates particularly favorable conditions for the lowest possible flow resistance of the filter element.

Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements kann der Stützkörper eine Mehrzahl Befestigungspunkte aufweisen, die bevorzugt als Durchgangsbohrung ausgebildet sind, wobei die Filtermatten mit den Befestigungspunkten des Stützkörpers jeweils korrespondierende Befestigungspunkte aufweisen, insbesondere Ausnehmungen in den Filtermatten, deren Rand mit Befestigungspunkten des Stützkörpers umlaufend fluiddicht verbunden ist, um im Bereich der Befestigungspunkte einen Bypass bzw. Vermischung von Rein- und Rohfluid zu vermeiden. Der Begriff „Bohrung“ ist hierin breit auszulegen und nicht im engeren Sinne als eine spanend erzeugte Ausnehmung zylindrischer Kontur zu verstehen. Vom Begriff der Bohrung werden vielmehr beliebige offene Ausnehmungen mit zylindrischer oder sonstiger Form erfasst.According to a favorable embodiment of the filter element, the support body can have a plurality of fastening points, which are preferably designed as a through-hole, the filter mats each having fastening points corresponding to the fastening points of the support body, in particular recesses in the filter mats, the edge of which is fluid-tightly connected to fastening points of the support body to avoid bypassing or mixing pure and raw fluid in the area of the attachment points. The term “bore” is to be interpreted broadly here and is not to be understood in the narrower sense as a machined recess of a cylindrical contour. Rather, the term “bore” encompasses any open recesses with a cylindrical or other shape.

Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements können die Ausleger rahmenartig ausgebildet sein. Insbesondere können die Ausleger rahmenartig ausgebildet sein und wenigstens zwei parallele Streben aufweisen. Insbesondere können die Ausleger rahmenartig ausgebildet sein und wenigstens drei parallele Streben aufweisen, wobei eine mittlere der Streben an dem Ende, an dem sie an den Boden anschließt, als Strömungsleitrippe fortgesetzt sein kann. Ein Druckverlust im Filterelement kann günstig beeinflusst werden.According to a favorable configuration of the filter element, the arms can be designed like a frame. In particular, the cantilevers can be designed like a frame and have at least two parallel struts. In particular, the cantilevers can be designed like a frame and have at least three parallel struts, it being possible for a central one of the struts to be continued as a flow guide rib at the end at which it adjoins the floor. A pressure loss in the filter element can be influenced favorably.

Nach einer günstigen Ausgestaltung des Filterelements können der Stützkörper und/oder die Filtermatten wenigstens bereichsweise einen antibakteriellen Wirkstoff aufweisen. Günstigerweise kann das Filtermedium geeignete Metallionen, wie etwa Silber und/oder Zink und/oder Aluminium und dergleichen, aufweisen. Ebenso kann der Stützkörper zumindest an seiner Oberfläche derartige Metallionen aufweisen.According to a favorable embodiment of the filter element, the support body and / or the filter mats can have an antibacterial active substance at least in some areas. The filter medium can advantageously have suitable metal ions, such as silver and / or zinc and / or aluminum and the like. Likewise, the support body can have such metal ions at least on its surface.

Vorteilhaft kann der Wirkstoff ein Wirkstoff aus der Gruppe umfassend Pyrithion und/oder ein Metallsalz davon sein, wobei das Metallsalz insbesondere ein Alkalimetallsalz, insbesondere ein Natriumsalz, ein Erdalkalimetallsalz oder ein Übergangsmetallsalz ist, bevorzugt aus der Gruppe Zink, Mangan, Kupfer und Eisen ist, ein Pyrithion-Derivat und/oder ein Metallsalz davon, und/oder ein quartäres Ammoniumsalz der allgemeinen Formel NR4 +X- oder R=NR2 +X-, wobei R ein organischer Rest ist, wobei R gleich oder verschieden ist, und wobei R bevorzugt zumindest eine Alkoxy-Gruppe der allgemeinen Formel - OCH3, eine Siloxy-Gruppe der allgemeinen Formel R3Si-O- oder eine Alkoxysilyl-Gruppe der allgemeinen Formel R1R2R3Si-O-R4, insbesondere eine Trialkoxysilylpropylgruppe, ist. Das Pyrithion-Metallsalz oder Pyrithion-Derivat-Metallsalz kann ein Zinksalz, insbesondere Zinkpyrithion, sein. Das quartäre Ammoniumsalz kann eine Trialkoxysilylpropylgruppe aufweisen, insbesondere Dimethyltetradecyl [3-(trimethoxysilyl)propyl]ammoniumchlorid oder 3-(tri-methoxysilyl) propyldimethyl octadecyl ammoniumchlorid sein.The active ingredient can advantageously be an active ingredient from the group comprising pyrithione and / or a metal salt thereof, the metal salt being in particular an alkali metal salt, in particular a sodium salt, an alkaline earth metal salt or a transition metal salt, preferably from the group zinc, manganese, copper and iron, a pyrithione derivative and / or a metal salt thereof, and / or a quaternary ammonium salt of the general formula NR 4 + X - or R = NR 2 + X - , where R is an organic radical, where R is identical or different, and where R preferably at least one alkoxy group of the general formula - OCH 3 , a siloxy group of the general formula R 3 Si - O - or an alkoxysilyl group of the general formula R 1 R 2 R 3 Si - OR 4 , in particular a trialkoxysilylpropyl group, is. The pyrithione metal salt or pyrithione derivative metal salt can be a zinc salt, in particular zinc pyrithione. The quaternary ammonium salt can have a trialkoxysilylpropyl group, in particular dimethyltetradecyl [3- (trimethoxysilyl) propyl] ammonium chloride or 3- (tri-methoxysilyl) propyldimethyl octadecyl ammonium chloride.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Filterelements vorgeschlagen, umfassend:

  • Bereitstellen eines im Wesentlichen flachen Stützkörpers, umfassend ein im Wesentlichen flaches Basiselement und sich davon weg erstreckende Ausleger;
  • Bereitstellen von zwei Filtermatten;
  • Einlegen des Stützkörpers zwischen die beiden Filtermatten;
  • Verbinden der Filtermatten an ihren Rändern und/oder mit einem Rand der Ausleger.
According to a further aspect of the invention, a method for producing a filter element according to the invention is proposed, comprising:
  • Providing a substantially flat support body comprising a substantially flat base member and cantilevers extending therefrom;
  • Providing two filter mats;
  • Insert the support body between the two filter mats;
  • Connect the filter mats at their edges and / or with an edge of the bracket.

Besonders vorteilhaft kann das Verbinden der Filtermatten an ihren Rändern oder mit einem Rand der Ausleger des Stützkörpers im flachen Zustand erfolgen, was die Verfahrensführung erleichtert.The filter mats can be connected particularly advantageously at their edges or with an edge of the cantilever of the support body in the flat state, which simplifies the procedure.

Nach einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann ferner ein Abwinkeln der Ausleger des Stützkörpers an ihrer jeweiligen Knickachse erfolgen. Mit besonderem Vorteil können die Ausleger Rastelemente aufweisen, so dass die abgewinkelten Ausleger im abgewinkelten Zustand fixiert sind.According to a favorable embodiment of the method, the brackets of the support body can also be angled at their respective articulation axes. The cantilevers can particularly advantageously have latching elements, so that the angled cantilevers are fixed in the angled state.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Filtervorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Filterelement vorgeschlagen, wobei das Filterelement einen zwischen zwei Filtermatten angeordneten Stützkörper aufweist, der ein im Wesentlichen flaches Basiselement und sich davon weg erstreckende Ausleger jeweils mit einer Knickachse aufweist, und wobei das Filterelement mit an der Knickachse abgewinkelten Auslegern des Stützkörpers auf einer Pumpeneinheit befestigt ist.According to a further aspect of the invention, a filter device with a filter element according to the invention is proposed, the filter element having a support body which is arranged between two filter mats and which has a substantially flat base element and cantilevers extending therefrom, each with a kink axis, and wherein the filter element is attached the articulated angled arms of the support body is attached to a pump unit.

Das Filterelement ist flexibel an verschiedene, insbesondere beengte Bauraumverhältnisse anpassbar. Das Filterelement kann Befestigungspunkte aufweisen, mit denen es auf der Pumpeneinheit befestigt, vorzugsweise angeschraubt werden kann.The filter element can be flexibly adapted to various, in particular confined, installation spaces. The filter element can have attachment points have, with which it is attached to the pump unit, preferably screwed.

Nach einer günstigen Ausgestaltung der Filtervorrichtung kann ein Ansaugstutzen der Pumpeneinheit mit einer Auslassöffnung im Basiselement des Stützkörpers fluidisch verbunden sein. Vorteilhaft kann eine dichtende Verbindung geschaffen werden, um das gefilterte Fluid aus dem Inneren des Filterelements abzuführen.According to a favorable embodiment of the filter device, an intake port of the pump unit can be fluidly connected to an outlet opening in the base element of the support body. A sealing connection can advantageously be created in order to discharge the filtered fluid from the interior of the filter element.

Nach einer günstigen Ausgestaltung der Filtervorrichtung können die Ausleger die Pumpeneinheit zumindest bereichsweise eng umschließen. Vorteilhaft kann das Filterelement in beengtem Bauraum zum Einsatz kommen.According to a favorable embodiment of the filter device, the cantilevers can at least partially enclose the pump unit. The filter element can advantageously be used in a confined space.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Einspritzsystem mit einem erfindungsgemäßen Filterelement vorgeschlagen für eine Brennkraftmaschine, mit einem Wassertank und zumindest einer Einspritzvorrichtung, die fluidisch mit dem Wassertank verbunden ist, wobei in einer Fluidleitung zwischen dem Wassertank und der zumindest einen Einspritzvorrichtung zumindest ein Filterelement angeordnet ist. Das Filterelement erlaubt hohe Fluiddurchsätze mit relativ geringem Druckverlust, insbesondere in beengtem Bauraum.According to a further aspect of the invention, an injection system with a filter element according to the invention is proposed for an internal combustion engine, with a water tank and at least one injection device that is fluidly connected to the water tank, wherein at least one filter element is arranged in a fluid line between the water tank and the at least one injection device is. The filter element allows high fluid throughputs with a relatively low pressure drop, especially in confined spaces.

FigurenlisteFigure list

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen beispielhaft:

  • 1 eine Explosionsdarstellung eines Filterelements nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 2 das Filterelement nach 1 in geschlossenem, flachem Ausgangszustand;
  • 3 das Filterelement nach 1 in einsatzfertigem Zustand mit abgewinkelten Auslegern;
  • 4 in perspektivischer Darstellung einen Teil einer Filtervorrichtung für ein Filterelement;
  • 5 in perspektivischer Darstellung die Filtervorrichtung aus 4 mit montiertem Filterelement;
  • 6 einen Schnitt durch die Filtervorrichtung aus 5;
  • 7 einen Stützkörper für ein Filterelement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung im Ausgangszustand mit flachem Stützkörper;
  • 8 den Stützkörper aus 7 mit abgewinkelten Auslegern;
  • 9 ein Einspritzsystem mit einer Filtervorrichtung nach einem Ausrührungsbeispiel der Erfindung.
Further advantages result from the following description of the drawing. Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. The drawings, description, and claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into useful further combinations. The following are examples:
  • 1 an exploded view of a filter element according to an embodiment of the invention;
  • 2nd the filter element after 1 in the closed, flat initial state;
  • 3rd the filter element after 1 ready for use with angled arms;
  • 4th a perspective view of part of a filter device for a filter element;
  • 5 in perspective the filter device 4th with mounted filter element;
  • 6 a section through the filter device 5 ;
  • 7 a support body for a filter element according to a further embodiment of the invention in the initial state with a flat support body;
  • 8th the support body 7 with angled arms;
  • 9 an injection system with a filter device according to an embodiment of the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.In the figures, identical or similar components are numbered with the same reference numerals. The figures only show examples and are not to be understood as limiting.

Zur Erläuterung der Erfindung zeigen 1 bis 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filterelements 10, wobei 1 das Filterelement 10 in einer Explosionsdarstellung zeigt, 2 das Filterelement 10 in geschlossenem, noch flachem Ausgangszustand und 3 das Filterelement 10 in einsatzfertigem Zustand mit abgewinkelten Auslegern 24 zeigt.Show to illustrate the invention 1 to 3rd a first embodiment of a filter element according to the invention 10th , in which 1 the filter element 10th shows in an exploded view, 2nd the filter element 10th in the closed, still flat initial state and 3rd the filter element 10th ready for use with angled arms 24th shows.

Das Filterelement 10 ist insbesondere zum Filtern von Flüssigkeiten vorgesehen. Es umfasst einen Stützkörper 20, welcher von zwei Filtermatten 12, 13 umschlossen ist. Der Stützkörper 20 weist ein in diesem Ausführungsbeispiel zentral angeordnetes, im Wesentlichen flaches Basiselement 22 und sich davon weg erstreckende Ausleger 24 auf.The filter element 10th is particularly intended for filtering liquids. It includes a support body 20th which of two filter mats 12th , 13 is enclosed. The support body 20th has a centrally arranged, essentially flat base element in this exemplary embodiment 22 and extending arms 24th on.

Die Ausleger 24 weisen jeweils eine Knickachse 26 auf, die in diesem Ausführungsbeispiel in einer Querschnittsebene des Basiselements 22 liegt. Optional kann die Knickachse 26 in einer Ebene parallel zur Querschnittsebene liegen. Vorzugsweise ist die Knickachse 26 durch ein Scharnier 40 realisiert.The outriggers 24th each have an articulation axis 26 on, in this embodiment in a cross-sectional plane of the base element 22 lies. Optionally, the articulation axis 26 lie in a plane parallel to the cross-sectional plane. The articulation axis is preferred 26 through a hinge 40 realized.

Die Knickachse 26 erstreckt sich dabei parallel oder tangential zu einer Umfangskurve 23 des Basiselements 22 am jeweiligen Ausleger 24.The articulation axis 26 extends parallel or tangential to a circumferential curve 23 of the base element 22 on the respective boom 24th .

Die Ausleger 24 sind rahmenartig ausgestaltet und bestehen aus einem umlaufenden Randelement 32, das zwei parallele Streben 42 aufweist, die mit dem Basiselement 22 verbunden sind. In den Streben 42 ist jeweils die Knickachse 26 vorgesehen. Die Streben 42 weisen vorzugsweise Rastelemente auf, die in 1 nicht erkennbar ist, beispielsweise in Form von komplementären Rasthaken oder dergleichen.The outriggers 24th are designed like a frame and consist of a peripheral edge element 32 , the two parallel struts 42 has that with the base element 22 are connected. In the struts 42 is the articulation axis 26 intended. The struts 42 preferably have locking elements which in 1 is not recognizable, for example in the form of complementary locking hooks or the like.

Die Rastelemente können die Ausleger 24 in um die Knickachse 26 abgewinkelter Position sichern.The locking elements can the boom 24th in about the articulation axis 26 Secure the angled position.

Die beidseits angeordneten Filtermatten 12, 13 sind wenigstens bereichsweise mit einer Naht 18 verbunden. The filter mats arranged on both sides 12th , 13 are at least partially with a seam 18th connected.

Die beidseits angeordneten Filtermatten 12, 13 können wenigstens bereichsweise an den Stützkörper 20 angespritzt sein.The filter mats arranged on both sides 12th , 13 can at least partially on the support body 20th be injected.

Das Basiselement 22 der Stützstruktur 20 weist eine Auslassöffnung 36 für Reinfluid auf, die in diesem Ausführungsbeispiel zentral angeordnet ist. Die in der Figur untere Filtermatte 13 weist eine dazu korrespondierende Auslassöffnung 14 auf.The basic element 22 the support structure 20th has an outlet opening 36 for pure fluid, which is arranged centrally in this embodiment. The lower filter mat in the figure 13 has a corresponding outlet opening 14 on.

Um die Auslassöffnung 36 sind Abstandshalter angeordnet, die als Strömungsleitrippen 38 dienen. Die Strömungsleitrippen 38 erstrecken sich radial zur Auslassöffnung 36 hin. Der Übersichtlichkeit wegen sind nur einige der Strömungsleitrippen 38 mit Bezugszeichen beziffert. Die Strömungsleitrippen 38 sind vorzugsweise sowohl auf der in der Figur sichtbaren Oberseite als auch auf der nicht erkennbaren Unterseite des Basiselements 22 ausgebildet.Around the outlet opening 36 spacers are arranged, which act as flow guide ribs 38 serve. The flow guide ribs 38 extend radially to the outlet opening 36 there. For the sake of clarity, these are just a few of the flow guide ribs 38 numbered with reference numerals. The flow guide ribs 38 are preferably both on the top side visible in the figure and on the undetectable bottom side of the base element 22 educated.

Am Umfang des Basiselements 22 sind Öffnungen angeordnet, die als Befestigungspunkte 34 vorgesehen sind. Die Filtermatten 12, 13 weisen dazu korrespondierende Öffnungen als Befestigungspunkte 16 auf. Das Filterelement 10 kann damit an einer Pumpeneinheit oder dergleichen befestigt werden, beispielsweise mittels Schrauben.On the circumference of the base element 22 openings are arranged that serve as attachment points 34 are provided. The filter mats 12th , 13 have corresponding openings as attachment points 16 on. The filter element 10th can thus be attached to a pump unit or the like, for example by means of screws.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Stützkörper 20 sternförmig ausgebildet. Ebenso sind die Filtermatten 12, 13 in ihrem Grundriss dazu komplementär sternförmig ausgebildet und weisen ein Basiselement 15 sowie Ausleger 11 auf. Optional kann eine andere Geometrie vorgesehen sein. Optional kann der Grundriss von Stützkörper 20 und Filtermatten 12, 13 auch voneinander abweichen.In this embodiment, the support body 20th star-shaped. The filter mats are also 12th , 13 Complementary star-shaped in their floor plan and have a base element 15 as well as outriggers 11 on. Another geometry can optionally be provided. Optionally, the floor plan of support body 20th and filter mats 12th , 13 also differ from each other.

Die Filtermatten 12, 13 können einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das jeweilige Filtermedium ein vollsynthetischer Kunststoff. Günstigerweise kann vorgesehen sein, dass der Stützkörper 20 und/oder die Filtermatten 12, 13 wenigstens bereichsweise einen antibakteriellen Wirkstoff aufweisen.The filter mats 12th , 13 can be single-layer or multi-layer. The respective filter medium is preferably a fully synthetic plastic. It can advantageously be provided that the support body 20th and / or the filter mats 12th , 13 have an antibacterial agent at least in some areas.

2 zeigt das Filterelement 10 im Ausgangszustand, wobei die beiden Filtermatten 12, 13 in diesem Ausführungsbeispiel an ihren Rändern 17 mittels einer Naht 18 dicht verbunden sind und die Ausleger 11, 24 noch nicht abgewinkelt abstehen. Durch die flache Form des Filterelements 10 im Ausgangszustand lassen sich die Filtermatten 12, 13 besonders einfach miteinander verbinden. 3 zeigt das Filterelement 10 mit abgewinkelten Auslegern 11, 24, wobei diese in einem rechten Winkel zum Basiselement 15, 24 abstehen. Es sind jedoch optional auch andere Winkel möglich, ebenso können verschiedene Ausleger 11, 24 unterschiedlich abgewinkelt sein. 2nd shows the filter element 10th in the initial state, the two filter mats 12th , 13 in this embodiment at their edges 17th by means of a seam 18th are tightly connected and the boom 11 , 24th do not protrude at an angle. Due to the flat shape of the filter element 10th in the initial state, the filter mats 12th , 13 connect particularly easily. 3rd shows the filter element 10th with angled arms 11 , 24th , this at a right angle to the base element 15 , 24th stand out. However, other angles are also optionally possible, and different brackets are also possible 11 , 24th be angled differently.

Ein vorteilhaftes Verfahren zum Herstellen eines Filterelements 10, umfasst die Schritte: Bereitstellen eines im Wesentlichen flachen Stützkörpers 20, umfassend ein im Wesentlichen flachen Basiselement 22 und sich davon weg erstreckende Ausleger 24; Bereitstellen von zwei Filtermatten 12, 13, wobei diese vorzugsweise denselben Grundriss wie der Stützkörper 20 aufweisen können;
Einlegen des Stützkörpers 20 zwischen die beiden Filtermatten 12, 13, wobei die Befestigungspunkte 16, 34 der Filtermatten 12, 13 und des Stützkörpers 20 sowie die Auslassöffnung der Filtermatte 13 mit der Auslassöffnung 36 des Stützkörpers 20 in Deckung gebracht werden;
Verbinden der Filtermatten 12, 13 an ihren Rändern 17 und/oder mit einem Rand 32 der Ausleger 24. Vorzugsweise werden die Filtermatten 12, 13 mittels Schweißen, insbesondere Ultraschallschweißen, miteinander verbunden.An advantageous method for producing a filter element 10th comprises the steps of: providing a substantially flat support body 20th comprising a substantially flat base member 22 and extending arms 24th ; Provision of two filter mats 12th , 13 , this preferably the same floor plan as the support body 20th can have;
Insert the support body 20th between the two filter mats 12th , 13 , the attachment points 16 , 34 the filter mats 12th , 13 and the support body 20th and the outlet opening of the filter mat 13 with the outlet opening 36 of the support body 20th be brought into cover;
Connect the filter mats 12th , 13 on their edges 17th and / or with a border 32 the boom 24th . Preferably the filter mats 12th , 13 connected to one another by means of welding, in particular ultrasonic welding.

Damit ist das Filterelement 10 im Ausgangszustand fertiggestellt. In diesem Zustand kann das Filterelement 10 Platz sparend transportiert werden.This is the filter element 10th completed in the initial state. In this state, the filter element 10th Can be transported to save space.

Um das Filterelement für seinen speziellen Einsatzort einsatzbereit zu machen, erfolgt noch das Abwinkeln der Ausleger 24 des Stützkörpers 20 an ihrer jeweiligen Knickachse 26.In order to make the filter element ready for use in its specific location, the brackets are bent 24th of the support body 20th at their respective articulation axis 26 .

4 bis 6 zeigen eine Filtervorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 4 zeigt dabei in perspektivischer Darstellung einen Teil der Filtervorrichtung 100 für ein erfindungsgemäßes Filterelement 10 in Form einer Pumpeneinheit 102, die in einem Tank 110 angeordnet ist. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung die Filtervorrichtung 100 aus 4 mit montiertem Filterelement 10. 6 zeigt einen Schnitt durch die Filtervorrichtung 100 aus 5. 4th to 6 show a filter device 100 according to an embodiment of the invention. 4th shows a perspective view of part of the filter device 100 for a filter element according to the invention 10th in the form of a pump unit 102 that are in a tank 110 is arranged. 5 shows a perspective view of the filter device 100 out 4th with mounted filter element 10th . 6 shows a section through the filter device 100 out 5 .

Die Filtervorrichtung 100 bietet nur einen sehr geringen Bauraum 106 für das Filterelement 10. Durch Abwinkeln der Ausleger kann das Filterelement 10 in den Bauraum eingeführt und mit seinem Basiselement 15 auf der Pumpeneinheit 102 befestigt werden. Hierzu werden die Öffnungen bildenden Befestigungspunkte 16 des Filterelements 10 mit Anschraubbohrungen 104 der Pumpeneinheit 102 in Deckung gebracht und mit diesen verschraubt.The filter device 100 offers very little space 106 for the filter element 10th . By angling the boom, the filter element 10th inserted into the installation space and with its base element 15 on the pump unit 102 be attached. For this purpose, the attachment points forming the openings 16 of the filter element 10th with screw holes 104 the pump unit 102 aligned and screwed to them.

Die Auslassöffnungen 14 und 36 (siehe 1) sind mit einem Ansaugstutzen 136 der Pumpeneinheit 102 fluidisch verbunden, so dass Reinfluid aus dem Inneren des Filterelements 10 zur Pumpeneinheit 102 abgeführt werden kann.The outlet openings 14 and 36 (please refer 1 ) are with an intake manifold 136 the pump unit 102 fluidly connected so that pure fluid from inside the filter element 10th to the pump unit 102 can be dissipated.

Das Filterelement 10 kann günstigerweise trotz des beengten Bauraums 106 frei über seine Oberfläche ansaugen und kann daher auch hohe Volumenströme bewältigen. The filter element 10th can conveniently despite the cramped space 106 suck freely over its surface and can therefore also handle high volume flows.

Das vollsynthetische Filtermedium des Filterelements 10 weist eine günstige Kapillarwirkung auf, so dass beim Ansaugen auch bei minimalem Flüssigkeitsstand im Tank 110 keine Luft angesaugt wird.The fully synthetic filter medium of the filter element 10th has a favorable capillary effect, so that when aspirating even with a minimal liquid level in the tank 110 no air is sucked in.

Sollte sich ein Luftpolster zwischen dem Abdecktopf der Pumpeneinheit 102 und dem Filterelement 10 aufbauen, kann dieses beispielsweise durch eine optionale Entlüftungsmembran beispielweise aus PTFE (nicht dargestellt) im Filterelement 10 abtransportiert werden.If there is an air cushion between the cover of the pump unit 102 and the filter element 10th build up, this can for example by an optional ventilation membrane made of PTFE (not shown) in the filter element 10th be transported away.

Durch die Kapillarwirkung und die hydrophilen Eigenschaften des Filtermediums kann ein Transport des flüssigen Fluids ohne Lufteintrag erfolgen. Beim Ansaugvorgang auch bei minimalem Füllstand im Tank 110 wird keine Luft ins System hinter der Pumpeneinheit 105 angesaugt.Due to the capillary action and the hydrophilic properties of the filter medium, the liquid fluid can be transported without air. During the suction process even with a minimal fill level in the tank 110 there is no air into the system behind the pump unit 105 sucked in.

Das Filterelement 10 bietet eine hohe Variabilität für unterschiedliche Bauräume und eine hohe Flexibilität der geeignet ausgewählten Materialien für das Filtermedium. Eine Positionierung kann durch integrierte Befestigungspunkte erfolgen.The filter element 10th offers a high degree of variability for different installation spaces and a high degree of flexibility in the suitably selected materials for the filter medium. Positioning can be done using integrated attachment points.

7 und 8 zeigen einen Stützkörper 20 für ein Filterelement nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. 7 zeigt den Stützkörper 20 im Ausgangszustand mit flachem Stützkörper 20, und 8 zeigt den Stützkörper 20 aus 7 mit abgewinkelten Auslegern 24. 7 and 8th show a support body 20th for a filter element according to a further embodiment of the invention. 7 shows the support body 20th in the initial state with a flat support body 20th , and 8th shows the support body 20th out 7 with angled arms 24th .

Die Ausleger 24 sind rahmenartig ausgebildet und weisen jeweils drei parallele Streben 42 auf, wobei eine mittlere der Streben 42 an dem Ende, an dem sie an das Basiselement 22 anschließt, als Strömungsleitrippe 38 fortgesetzt ist.The outriggers 24th are frame-like and each have three parallel struts 42 on, with a middle of the struts 42 at the end where it connects to the base element 22 connects, as a flow guide rib 38 is continued.

Ferner ist die Auslassöffnung 36 exzentrisch angeordnet, wobei eine Vielzahl von als Strömungsleitrippen 38 ausgestaltete Abstandshalter radial auf die Auslassöffnung 36 zulaufen und so eine günstige Zuführung des gefilterten Fluids zur Auslassöffnung 36 erlauben.Furthermore, the outlet opening 36 eccentrically arranged, with a plurality of as flow guide ribs 38 designed spacers radially on the outlet opening 36 run in and so a convenient supply of the filtered fluid to the outlet opening 36 allow.

9 zeigt schematisch ein Einspritzsystem 200 für eine Brennkraftmaschine mit einer Filtervorrichtung 100 nach einem Ausrührungsbeispiel der Erfindung, die ein Filterelement 10 umfasst. Die Figur zeigt in vereinfachter Weise den Aufbau einer Medienleitung einer Wassereinspritzanlage 200 einer Brennkraftmaschine mit einem Fluidstrom von Wasser in Strömungsrichtung 202. 9 schematically shows an injection system 200 for an internal combustion engine with a filter device 100 according to an embodiment of the invention, which is a filter element 10th includes. The figure shows the structure of a media line of a water injection system in a simplified manner 200 an internal combustion engine with a fluid flow of water in the flow direction 202 .

Das Einspritzsystem 200 umfasst einen beheizbaren Wassertank 204 mit einem Nachfüllstutzen 201 und einen Sensor 203 zur Ermittlung der Wasserqualität, des Füllstandes und/oder der Temperatur und zumindest eine Einspritzvorrichtung in Form einer Düseneinheit 209, die fluidisch mit dem Wassertank 204 verbunden ist. In einer Fluidleitung 210 zwischen dem Wassertank 204 und der zumindest einen Einspritzvorrichtung 209 ist zumindest ein Filterelement 10 angeordnet ist..The injection system 200 includes a heated water tank 204 with a refill 201 and a sensor 203 for determining the water quality, the fill level and / or the temperature and at least one injection device in the form of a nozzle unit 209 that are fluid with the water tank 204 connected is. In a fluid line 210 between the water tank 204 and the at least one injector 209 is at least one filter element 10th is arranged ..

Der Wassertank 204 weist eine erste Zuleitung 210 zu einer dem Wassertank in Strömungsrichtung 202 nachgeordneten Pumpeneinheit 102 auf. Die Pumpeneinheit 102 kann, wie in 9 dargestellt, mit einem Absperrventil, einer Blende, einem Rückschlagventil, einem Drucksensor und einer optionalen Heizung versehen sein.The water tank 204 has a first lead 210 to a the water tank in the direction of flow 202 downstream pump unit 102 on. The pump unit 102 can, as in 9 shown, be provided with a shut-off valve, an orifice, a check valve, a pressure sensor and an optional heater.

Um die Pumpeneinheit 102 vor Verschmutzungen aus dem Wassertank zu schützen, weist die Zuleitung 210 einen Vorfilter 10 auf. Dieser filtert Schmutzpartikel in der Größenordnung von größer als 25 µm aus dem Fluidstrom. Eine zweite Zuleitung 212 leitet das Fluid weiter zu einer der Pumpeneinheit 102 in Strömungsrichtung 202 nachgeordneten Düsenanordnung 209 weiter. Durch die Düsen 220 der Düsenanordnung 209 kann die Einspritzung von Wasser in einen Kolbenmotor oder eine Gasturbine der Verbrennungskraftmaschine erfolgen. Optional kann durch einen Drucksensor 208 der Mediendruck bei Zuführung des Fluids in die Düsenanordnung 209 überprüft werden.To the pump unit 102 To protect against contamination from the water tank, the supply line 210 a pre-filter 10th on. This filters dirt particles of the order of magnitude of more than 25 µm out of the fluid flow. A second supply line 212 forwards the fluid to one of the pump units 102 in the direction of flow 202 downstream nozzle arrangement 209 further. Through the nozzles 220 the nozzle arrangement 209 can be the injection of water into a piston engine or a gas turbine of the internal combustion engine. Optionally, a pressure sensor 208 the media pressure when the fluid is fed into the nozzle arrangement 209 be checked.

Die zweite Zuleitung 212 weist einen Hauptfilter 216 auf, welcher die Düsenanordnung 209 vor einer Verstopfung oder einer Verschmutzung schützt. Der Hauptfilter 216 wird auch oft als Feinfilter beschrieben. Er dient der Filtration von Partikeln aus dem Fluidstrom mit einer Partikelgröße, die größer sind als 9 µm.The second supply line 212 has a main filter 216 on which is the nozzle arrangement 209 protects against constipation or contamination. The main filter 216 is often described as a fine filter. It is used to filter particles from the fluid flow with a particle size that is larger than 9 µm.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • CN 104350268 A [0002]CN 104350268 A [0002]
  • JP 2009165965 A [0003]JP 2009165965 A [0003]
  • JP 2007224748 A [0004]JP 2007224748 A [0004]
  • EP 2018/065454 [0026]EP 2018/065454 [0026]

Claims (16)

Filterelement (10), insbesondere zum Filtern von Flüssigkeiten, insbesondere Wasserfilterelement, umfassend einen Stützkörper (20), welcher von zwei Filtermatten (12, 13) umschlossen ist, wobei der Stützkörper (20) ein im Wesentlichen flaches Basiselement (22) und sich davon radial weg erstreckende Ausleger (24) aufweist, wobei die Ausleger (24) jeweils eine Knickachse (26) aufweisen, die in einer Querschnittsebene des Basiselements (22) oder in einer Ebene parallel zur Querschnittsebene des Basiselements (22) liegt und jeweils parallel oder tangential zu einer Umfangskurve (23) des Basiselements (22) liegt, wobei die Ausleger (24) um die Knickachse (26) gegenüber dem Basiselement (22) abwinkelbar sind, so dass das Filterelement in einem abgewinkelten Zustand eine im Wesentlichen topfförmige Gestalt einnimmt.Filter element (10), in particular for filtering liquids, in particular water filter element, comprising a support body (20) which is enclosed by two filter mats (12, 13), the support body (20) being a substantially flat base element (22) and extending therefrom has cantilevers (24) extending radially away, the cantilevers (24) each having an articulation axis (26) which lies in a cross-sectional plane of the base element (22) or in a plane parallel to the cross-sectional plane of the base element (22) and in each case parallel or tangential lies to a circumferential curve (23) of the base element (22), the arms (24) being able to be angled around the kink axis (26) relative to the base element (22), so that the filter element assumes an essentially cup-shaped shape in an angled state. Filterelement nach Anspruch 1, wobei die Ausleger (24) um die Knickachse (26) zumindest um 45°, bevorzugt um zumindest 75°, meisten bevorzugt um 90° abwinkelbar sind.Filter element after Claim 1 , wherein the arms (24) can be angled at least 45 °, preferably at least 75 °, most preferably by 90 ° about the articulation axis (26). Filterelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die beidseits angeordneten Filtermatten (12, 13) wenigstens bereichsweise fluiddicht mit einer Naht (18) verbunden sind, insbesondere wenigstens bereichsweise entlang einer Außenkante, bevorzugt vollumfänglich entlang der Außenkante.Filter element after Claim 1 or 2nd , The filter mats (12, 13) arranged on both sides being connected to a seam (18) in at least some areas in a fluid-tight manner, in particular at least in some areas along an outer edge, preferably in full along the outer edge. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenigstens eine der beidseits angeordneten Filtermatten (12, 13) wenigstens bereichsweise fest mit dem Stützkörper (20) verbunden ist, insbesondere stoffschlüssig verbunden, bevorzugt umspritzt oder verschweißt.Filter element according to one of the Claims 1 to 3rd , wherein at least one of the filter mats (12, 13) arranged on both sides is fixedly connected to the support body (20) at least in some areas, in particular is integrally connected, preferably molded or welded. Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausleger (24) Rastelemente aufweisen, um die Ausleger (24) in dem abgewinkelten Zustand zu sichern.Filter element according to one of the preceding claims, wherein the arms (24) have latching elements in order to secure the arms (24) in the angled state. Filterelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das Basiselement (22) der Stützstruktur (20) eine Auslassöffnung (36) für Reinfluid aufweist, wobei bevorzugt die Auslassöffnung (36) in dem abgewinkelten Zustand der Ausleger (24) an einer Innenseite des Filterelements vorliegt, und wobei bevorzugt wenigstens eine der Filtermatten (13) eine korrespondierende Aussparung, die eine Auslassöffnung (14) bildet, aufweist.Filter element according to one of the Claims 2 to 5 , wherein the base element (22) of the support structure (20) has an outlet opening (36) for pure fluid, the outlet opening (36) preferably being present on the inside of the filter element in the angled state of the extension arm (24), and preferably at least one of the Filter mats (13) has a corresponding recess which forms an outlet opening (14). Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützstruktur (20) wenigstens auf einer Seite Abstandshalter zum Abhalten der Filtermatte (12, 13) aufweist, insbesondere wobei die Stützstruktur (20) wenigstens auf einer Seite Abstandshalter zum Abhalten der Filtermatte (12, 13) aufweist und die Abstandshalter wenigstens im Bereich des Basiselements (22) als Strömungsleitrippen (38) ausgebildet und/oder angeordnet sind.Filter element according to one of the preceding claims, wherein the support structure (20) has spacers on at least one side for holding the filter mat (12, 13), in particular wherein the support structure (20) has spacers on at least one side for holding the filter mat (12, 13) and the spacers are designed and / or arranged at least in the area of the base element (22) as flow guide ribs (38). Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stützkörper (20) eine Mehrzahl Befestigungspunkte (34) aufweist, die bevorzugt als Durchgangsbohrung ausgebildet sind, wobei die Filtermatten (12, 13) mit den Befestigungspunkten (34) des Stützkörpers (20) korrespondierende Befestigungspunkte (16) aufweisen, insbesondere Ausnehmungen in den Filtermatten (12, 13), deren Rand mit die Befestigungspunkten (34) des Stützkörpers (20) umlaufend fluiddicht verbunden ist.Filter element according to one of the preceding claims, wherein the support body (20) has a plurality of fastening points (34), which are preferably designed as a through hole, the filter mats (12, 13) corresponding fastening points (34) of the support body (20) 16), in particular recesses in the filter mats (12, 13), the edge of which is connected in a fluid-tight manner all round to the fastening points (34) of the support body (20). Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausleger (24) rahmenartig ausgebildet sind, insbesondere wobei die Ausleger (24) rahmenartig ausgebildet sind und wenigstens zwei parallele Streben (42) aufweisen, insbesondere wobei die Ausleger (24) rahmenartig ausgebildet sind und wenigstens drei parallele Streben (42) aufweisen, wobei eine mittlere der Streben (42) an dem Ende, an dem sie an das Basiselement (22) anschließt, als Strömungsleitrippe (38) fortgesetzt ist.Filter element according to one of the preceding claims, wherein the arms (24) are frame-like, in particular where the arms (24) are frame-like and have at least two parallel struts (42), in particular wherein the arms (24) are frame-like and at least three have parallel struts (42), a middle one of the struts (42) continuing at the end at which it connects to the base element (22) as a flow guide rib (38). Filterelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stützkörper (20) und/oder die Filtermatten (12, 13) wenigstens bereichsweise einen antibakteriellen Wirkstoff aufweisen.Filter element according to one of the preceding claims, wherein the support body (20) and / or the filter mats (12, 13) have an antibacterial active substance at least in regions. Verfahren zum Herstellen eines Filterelements (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend Bereitstellen eines im Wesentlichen flachen Stützkörpers (20), umfassend ein im Wesentlichen flaches Basiselement (22) und sich davon radial weg erstreckende Ausleger (24); Bereitstellen von zwei Filtermatten (12, 13); Einlegen des Stützkörpers (20) zwischen die beiden Filtermatten (12, 13); Verbinden der Filtermatten (12, 13) an ihren Rändern (17) und/oder mit einem Rand (32) der Ausleger (24).A method of manufacturing a filter element (10) according to any one of the preceding claims, comprising Providing a substantially flat support body (20) comprising a substantially flat base member (22) and cantilevers (24) extending radially therefrom; Providing two filter mats (12, 13); Inserting the support body (20) between the two filter mats (12, 13); Connecting the filter mats (12, 13) at their edges (17) and / or with an edge (32) of the brackets (24). Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend Abwinkeln der Ausleger (24) des Stützkörpers (20) an ihrer jeweiligen Knickachse (26).Procedure according to Claim 11 , further comprising angling the brackets (24) of the support body (20) on their respective articulation axis (26). Filtervorrichtung (100) mit einem Filterelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Filterelement (10) auf einer Pumpeneinheit (102) befestigt ist.Filter device (100) with a filter element (10) according to one of the Claims 1 to 10th , wherein the filter element (10) is attached to a pump unit (102). Filtervorrichtung nach Anspruch 13, wobei ein Ansaugstutzen (136) der Pumpeneinheit (102) mit der Auslassöffnung (36) im Basiselement (22) des Stützkörpers (20) fluidisch verbunden ist.Filter device after Claim 13 , wherein an intake port (136) of the pump unit (102) is fluidly connected to the outlet opening (36) in the base element (22) of the support body (20). Filtervorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei die Ausleger (24) die Pumpeneinheit (102) zumindest bereichsweise umschließen, insbesondere an einer Mantelfläche der Pumpeneinheit (102).Filter device after Claim 13 or 14 , the boom (24) the pump unit (102) enclose it at least in regions, in particular on a lateral surface of the pump unit (102). Einspritzsystem (200) mit einem Filterelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 für eine Brennkraftmaschine, mit einem Wassertank (204) und zumindest einer Einspritzvorrichtung (209), die fluidisch mit dem Wassertank (204) verbunden ist, wobei in einer Fluidleitung (210) zwischen dem Wassertank (204) und der zumindest einen Einspritzvorrichtung (209) zumindest ein Filterelement (10) angeordnet ist.Injection system (200) with a filter element (10) according to one of the Claims 1 to 10th for an internal combustion engine, with a water tank (204) and at least one injection device (209) which is fluidly connected to the water tank (204), wherein in a fluid line (210) between the water tank (204) and the at least one injection device (209) at least one filter element (10) is arranged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010008133A1 (en) * 2009-02-16 2010-09-02 AISAN KOGYO K.K., Obu-shi Intake filter and fuel supply device

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