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Die Erfindung betrifft ein Filterelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Filter.
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Filterelemente sind austauschbare Komponenten für Filter in Hydrauliksystemen. Hydrauliksysteme werden beispielsweise in Fahrzeugen, Bau-, Land-, Werkzeug- oder Bearbeitungsmaschinen eingesetzt. Das in den Hydrauliksystemen verwendete Hydrauliköl wird üblicherweise filtriert. Die dabei zum Einsatz kommenden Filterelemente nehmen die Schmutzpartikel aus dem Hydrauliköl auf und müssen nach einer bestimmten Zeit ausgetauscht werden. Je nach Anwendungsgebiet oder Maschine sind verschiedene Einbaulagen möglich.
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Aus
DE 10 2011 120 680 A1 ist ein Filterelement bekannt, das eine fluiddurchlässige Lochzarge umfasst, um die ein Filtermaterial angeordnet ist. An den axialen Enden sind das Filtermaterial und die Lochzarge jeweils von einer Endscheibe eingefasst. Die Endscheibe, die eine Öffnung zum Verbinden mit einem Fluidkreislauf aufweist, wird auch als Anschlussscheibe bezeichnet. Die Endscheiben weisen jeweils einen Ringraum auf, in dem die axialen Enden des Filtermaterials und der Lochzarge aufgenommen sind. Üblicherweise sind die Endscheiben mit den axialen Enden des Filterelements durch einen Kleber verbunden.
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Je nach Einbaulage des Filterelements wirken unterschiedlich Kräfte auf die Verbindung zwischen der Lochzarge und der Anschlussscheibe.
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Bei dem bekannten Stand der Technik besteht der Nachteil darin, dass senkrecht zur Längsachse des Filterelements wirkende Kräfte, insbesondere bei waagrechter Einbaulage des Filterelements, unmittelbar von der Lochzarge über die Klebeverbindung auf die Anschlussscheibe übertragen werden. Durch die auftretenden Schälkräfte kann sich die Klebeverbindung zwischen der Lochzarge und der Anschlussscheibe lösen. Dadurch kann die Filtereigenschaft des Filterelements negativ beeinflusst werden. Im schlimmsten Fall löst sich die Lochzarge komplett von der Anschlussscheibe.
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Zur waagrechten Zentrierung des Filterelements im Gehäuse ist in der Regel eine Zentrierung notwendig, die die Kräfte aufnimmt und die Klebeverbindung entlastet. Für die Zentrierung bedarf es Materialvorhaltung und Bearbeitung.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Filterelement anzugeben, bei dem die Verbindung zwischen der Lochzarge und der Anschlussscheibe verbessert ist derart, dass ein Lösen der Verbindung verhindert wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung einen Filter anzugeben.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit Blick auf
- - das Filterelement durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und
- - den Filter durch den Gegenstand des Anspruchs 9
gelöst.
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Konkret wird die Aufgabe durch ein Filterelement für einen Filter umfassend wenigstens ein Filtermaterial, eine Anschlussscheibe und eine Lochzarge gelöst, wobei das Filtermaterial und die Lochzarge koaxial zueinander angeordnet sind, die Lochzarge mit dem Filtermaterial und der Anschlussscheibe stoffschlüssig verbunden ist und die Anschlussscheibe an einem axialen Ende der Lochzarge angeordnet ist und die Anschlussscheibe einen Ringraum zur Aufnahme der Lochzarge und des Filtermaterials aufweist, wobei die Lochzarge wenigstens einen Fortsatz aufweist und die Anschlussscheibe wenigstens einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des wenigstens einen Fortsatzes umfasst, wobei die Breite des Aufnahmeraums kleiner ist als die Breite des Ringraums.
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Die Anschlussscheibe wird auch als eine Endscheibe bezeichnet. Im Bereich der Endscheiben ist das Filtermaterial mit der Lochzarge verklebt. Die Verwendung mehrerer Filtermaterialien ist möglich.
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Der Fortsatz erstreckt sich in Richtung der Längsachse des Filterelements. Es ist mehr als ein Fortsatz möglich. Es ist möglich, dass der Fortsatz mehrere Zapfen, Zacken oder Zähne umfasst. Alternativ sind andere Geometrien möglich. Der Fortsatz ist an einem axialen Ende der Lochzarge angeordnet. Anders gesagt ist der Fortsatz an einer Stirnseite der Lochzarge angeordnet. Der Fortsatz ist an dem axialen Ende des Filterelements angeordnet, an dem das Filterelement mit dem Filter verbunden werden kann.
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Im montierten Zustand ist der Fortsatz im Aufnahmeraum der Anschlussscheibe angeordnet. Die Breite des Aufnahmeraums ist kleiner als die Breite des Ringraums der Anschlussscheibe ausgebildet. Unter der Breite ist die Erstreckung der beiden Räume in radialer Richtung zu verstehen. Der Ringraum umfasst einen Stoß für das Filtermaterial, an dem das Filtermaterial im eingebauten Zustand anliegt.
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Der Fortsatz bildet im montierten Zustand mit dem Aufnahmeraum einen Formschluss. Der Fortsatz ist im montierten Zustand derart im Aufnahmeraum angeordnet, dass, wenn das Filtermaterial mit einer Kraft senkrecht zur Längsachse des Filterelements beaufschlagt ist, die Kraft über den Fortsatz der Lochzarge direkt auf die Anschlussscheibe übertragen werden kann. Anders gesagt können die Kräfte durch die besondere Geometrie der Abschlussscheibe direkt in die Aufnahme des Filterelements eingeleitet werden. Das ist vorteilhaft, da auf diese Weise Schälkräfte, die auf die Klebeverbindung zwischen der Lochzarge und der Anschlussscheibe wirken, vermindert oder gänzlich vermieden werden können.
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Unter einer Schälkraft ist jene Kraft zu verstehen, die notwendig ist, um die Klebeverbindung zwischen der Lochzarge und der Anschlussscheibe zu lösen.
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Das erfindungsgemäße Filterelement ist vorteilhaft, da durch den Fortsatz und den Aufnahmeraum auf die Zentrierung verzichtet werden kann. Somit entfallen auch die Materialvorhaltung und die zusätzlichen Bearbeitungsschritte, die sonst notwendig sind, um das Filterelement in einer waagrechten Einbaulage zu zentrieren und zu befestigen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Fortsatz als eine ringförmige Verlängerung der Lochzarge ausgebildet und der Aufnahmeraum der Anschlussscheibe umfasst eine Ringnut. Die ringförmige Verlängerung ist für die Aufnahme der Kräfte senkrecht zur Längsrichtung des Filterelements vorteilhaft, da auf diese Weise die Kraft über eine große Fläche verteilt werden kann. Die Ringnut ist vorteilhaft, da der Fortsatz in der Ringnut um die Mittellängsachse des Filterelements gedreht werden kann. Das ermöglicht eine Schraubverbindung zwischen dem Filterelement, insbesondere der Anschlussscheibe, und dem Filtergehäuse.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform entspricht die Tiefe des Aufnahmeraums der Länge des Fortsatzes der Lochzarge. Die Länge bedeutet die Länge in axialer Richtung des Filterelements. Dadurch sind der Fortsatz und der Aufnahmeraum aneinander angepasst und eine bessere Kraftübertragung möglich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lochzarge auf einer Innenumfangsfläche oder einer Außenumfangsfläche des Filtermaterials angeordnet. So ist die Lochzarge für verschiedene Filter mit verschiedenen Filtereigenschaften verwendbar.
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Es ist vorteilhaft, wenn der Außendurchmesser der Lochzarge dem Durchmesser der radial inneren Wand des Aufnahmeraums entspricht. So ist es möglich, dass das Filtermaterial die maximale radiale Dicke aufweist.
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Besonders bevorzugt weist der Ringraum einen ersten Klebebereich zum stoffschlüssigen Verbinden des Filtermaterials und der Lochzarge mit der Anschlussscheibe auf. So ist eine umlaufende Verbindung, insbesondere stoffschlüssige Verbindung, zwischen dem Filtermaterial, der Lochzarge und der Anschlussscheibe möglich. Genauer wird das Filtermaterial mit der Lochzarge verklebt und die Lochzarge mit einer Innenwandung des Ringraums der Anschlussscheibe verklebt.
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Weiter besonders bevorzugt weist der Aufnahmeraum einen zweiten Klebebereich zum stoffschlüssigen Verbinden der Lochzarge mit der Anschlussscheibe auf, wobei der erste Klebebereich in den zweiten Klebebereich übergeht. In dem zweiten Klebebereich ist der Fortsatz der Lochzarge mit der Anschlussscheibe verklebt. Mit anderen Worten ist der Fortsatz mit der Anschlussscheibe stoffschlüssig verbunden. Ferner ist der Fortsatz formschlüssig in der Aufnahme angeordnet derart, dass Kräfte von dem Fortsatz unmittelbar auf die Anschlussscheibe übertragbar sind.
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Es ist vorteilhaft, wenn das wenigstens eine Filtermaterial zu einem Balg gefaltet ist. Ein zu einem Balg gefaltetes Filtermaterial weist gute Filtereigenschaften auf und lässt sich sternförmig um die Lochzarge anordnen.
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Im Rahmen der Erfindung wird ferner ein Filter mit einem Filterelement offenbart und beansprucht.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Darin zeigen:
- 1 einen Schnitt im Bereich der Anschlussscheibe durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Filterelements
- 2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Filterelements;
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Das in 1 und 2 dargestellte Filterelement 10 umfasst eine Lochzarge 13, ein Filtermaterial 11, eine Endscheibe 19 und eine Anschlussscheibe 12.
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Die Lochzarge 13 ist zylindrisch ausgebildet. Das Filtermaterial 11 ist koaxial auf der Lochzarge 13 angeordnet. Genauer ist das Filtermaterial 11 auf einer Außenumfangsfläche der Lochzarge 13 angeordnet. Das Filtermaterial 11 ist zu einem zylindrischen Balg gefaltet. Es ist möglich, dass das Filtermaterial 11 mehrere Materialien umfasst.
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An den axialen Enden der Lochzarge 13 und des Filtermaterials 11 sind Endscheiben 19 angeordnet. Eine der Endscheiben ist als eine Anschlussscheibe 12 ausgebildet. Die Anschlussscheibe 12 und die Endscheibe 19 sind ausgebildet derart, dass die Lochzarge 13 und das Filtermaterial 11 wenigstens teilweise umschlossen oder eingefasst sind. Dazu weist die Anschlussscheibe 12 und die Endscheibe 19 jeweils einen Ringraum 14 auf.
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1 zeigt eine Detailansicht der Anschlussscheibe 12. In 1 ist der Ringraum 14 gut zu erkennen. Der Ringraum 14 weist eine radiale Breite auf, die größer ist als die radiale Breite der Lochzarge 13 mit dem Filtermaterial 11. Die Lochzarge 13 mit dem Filtermaterial 11 liegt an den Innenflächen des Ringraums 14 an. Genauer liegt die Lochzarge 13 an der radial inneren Innenfläche 21 des Ringraums 14 an und das Filtermaterial 11 an der radial äußeren Innenfläche 22 des Ringraums 14 an.
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Der Ringraum 14 weist einen Aufnahmeraum 16 auf. Der Aufnahmeraum 16 ist ringförmig. Alternativ sind andere Formen möglich. Es ist möglich, dass der Aufnahmeraum 16 mehrere Aufnahmeräume 16 umfasst, die voneinander beabstandet sind. Der Aufnahmeraum 16 umfasst eine Vertiefung, die sich im montierten Zustand von dem Filtermaterial 11 weg erstreckt. Die radiale Breite des Aufnahmeraums 16 ist kleiner als die radiale Breite des Ringraums 14. Der Aufnahmeraum 16 weist eine gemeinsame Fläche mit dem Ringraum 14 auf. Der Aufnahmeraum 16 erstreckt sich in axialer Richtung entlang der radial Inneren Innenfläche 21 des Ringraums 14. Die radial innere Innenfläche 21 des Ringraums 14 ist die radial innere Innenfläche 21 des Aufnahmeraums 16. Der Ringraum 14 und der Aufnahmeraum 16 bilden in Richtung der Mittellängsachse des Filterelements 10 eine Stufe 20. Das Filtermaterial 11 liegt im eingebauten Zustand an der Stufe 20 an. Die Stufe 20 bildet einen Stoß für das Filtermaterial 11.
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Die Lochzarge 13 weist einen Fortsatz 15 auf. Der Fortsatz 15 ist eine ringförmige Verlängerung der Lochzarge 13. Mit anderen Worten erstreckt sich der Fortsatz 15 von einer Stirnseite der Lochzarge 13 ausgehend in axialer Richtung von dem Filtermaterial 11 weg. Der Fortsatz 15 weist kein Filtermaterial 11 auf bzw. der Fortsatz 15 ist der Bereich der Lochzarge 13, der frei von Filtermaterial 11 ist. Es sind andere Geometrien für den Fortsatz 15, beispielswiese Zacken oder Zähne, möglich.
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Im eingebauten Zustand ist der Fortsatz 15 der Lochzarge 13 im Aufnahmeraum 16 der Anschlussscheibe 12 angeordnet. Die Lochzarge 13 liegt an der radial inneren Innenfläche 21 des Ringraums 14 und des Aufnahmeraums 16 an. Die Tiefe des Aufnahmeraums 16 in axialer Richtung des Filterelements 10 entspricht der Länge des Fortsatzes 15 in axialer Richtung.
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Der Ringraum 14 weist einen ersten Klebebereich 17 auf. Der Aufnahmeraum 16 weist einen zweiten Klebebereich 18 auf. Der erste Klebebereich 17 geht in den zweiten Klebebereich 18 über. Im ersten Klebebereich 17 sind die Lochzarge 13 und das Filtermaterial 11 mit der Anschlussscheibe 12 verklebt. Im zweiten Klebebereich 18 ist die Lochzarge 13 mit der Anschlussscheibe 12 verklebt.
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Die Lochzarge 13 und die Anschlussscheibe 12 bilden durch den Fortsatz 15 und den Aufnahmeraum 16 in einer Richtung senkrecht zur Mittellängsachse des Filterelements 10 einen Formschluss. Durch den ersten und zweiten Klebebereich 17, 18 sind die Lochzarge 13 und die Anschlussscheibe 12 stoffschlüssig miteinander verbunden. Vorzugsweise ist der Fortsatz 15 der Lochzarge 13 im Aufnahmebereich 16 vollständig von Kleber umschlossen. Anders gesagt ist der Aufnahmeraum 16 vorzugsweise vollständig mit Kleber ausgefüllt.
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Durch den Fortsatz 15 und den Aufnahmeraum 16 sind Kräfte, die senkrecht zu Mittellängsachse des Filterelements 10 wirken unmittelbar auf die Anschlussscheibe 12 übertragbar. Solche Kräfte treten beispielsweise durch die Schwerkraft bei einer zum Erdboden waagrechten Einbaulage des Filterelements 10 auf. Durch den Fortsatz 15 der Lochzarge 13 und den Aufnahmeraum 16 der Anschlussscheibe ist die Klebeverbindung, insbesondere die Klebeverbindung im ersten Klebebereich 17, entlastet. Schälkräfte, also die Kräfte, die auf die Klebeverbindung zwischen der Lochzarge und der Anschlussscheibe wirken, werden vermieden oder wenigstens vermindert.
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Der Fortsatz 15 ist im montierten Zustand derart im Aufnahmeraum 16 angeordnet, dass, wenn das Filtermaterial 11 mit einer Kraft senkrecht zur Längsachse des Filterelements 10 beaufschlagt ist, die Kraft über den Fortsatz 15 der Lochzarge 13 direkt auf die Anschlussscheibe 12 übertragen werden kann.
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Auf eine zusätzliche Zentrierung kann durch die besondere Geometrie des Filterelements 10 verzichtet werden. Das erspart Zeit und die durch die Materialvorhaltung und zusätzliche Bearbeitung erzeugten Kosten.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Filterelement
- 11
- Filtermaterial
- 12
- Anschlussscheibe
- 13
- Lochzarge
- 14
- Ringraum
- 15
- Fortsatz
- 16
- Aufnahmeraum
- 17
- erster Klebebereich
- 18
- zweiter Klebebereich
- 19
- Endscheibe
- 20
- Stufe
- 21
- radial innere Innenfläche des Ringraums
- 22
- radial äußere Innenfläche des Ringraums
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011120680 A1 [0003]
