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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Rundfilterelement zur Filtration eines flüssigen oder gasförmigen Fluids nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Aus
CN 209302405 U ist Filtereinrichtung mit einem Rundfilterelement bekannt, das einen als Hohlkörper mit länglicher Querschnittsform ausgebildeten Filtermediumkörper umfasst, der von dem zu reinigenden Fluid in Radialrichtung durchströmt wird. Zur Vergrößerung der Filtrationsfläche ist der Filtermediumkörper als Faltenfilter ausgebildet. Der Filtermediumkörper wird radial von außen nach innen von dem zu reinigenden Fluid durchströmt, wobei an der Innenseite, die die Reinseite bildet, ein Stützgerüst angeordnet ist, das zur Stabilisierung des Filtermediumkörpers dient und Radialkräfte, die bei der Durchströmung des Filtermediumkörpers auftreten, aufnimmt.
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Offenbarung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rundfilterelement, das mit einem Stützgerüst ausgeführt ist, in einfacher konstruktiver Weise so auszubilden, dass das Stützgerüst für eine sichere Stabilisierung des als Faltenfilter ausgeführten Filtermediumkörpers des Filterelements dient.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Rundfilterelement wird zur Filtration eines flüssigen oder eines gasförmigen Fluids eingesetzt, beispielsweise in Filtereinrichtungen zur Filtration von Kraftstoff oder zur Filtration von Luft, insbesondere Verbrennungsluft für Brennkraftmaschinen. Das Rundfilterelement weist einen Filtermediumkörper auf, an welchem die Filtration des Fluids durchgeführt wird und der als Faltenfilter mit einer Vielzahl sich aneinanderschließender Falten ausgebildet ist, welche die zur Verfügung stehende Filtrationsfläche vergrößern. Der Filtermediumkörper umschließt einen innenliegenden Strömungsraum, der bei einer Durchströmung radial von außen nach innen den Reinraum zur Aufnahme des gereinigten Fluids bildet. Im Prinzip kommt auch eine entgegengesetzte Durchströmung des Filtermediumkörpers radial von innen nach außen in Betracht; in diesem Fall nimmt der innenliegende Strömungsraum das ungereinigte Rohfluid auf.
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An einer Seite des Filtermediumkörpers befindet sich ein Stützgerüst, das den Filtermediumkörper in Radialrichtung abstützt. In bevorzugter Ausführung befindet sich das Stützgerüst an der Reinseite des Filtermediumkörpers, so dass die bei der Durchströmung des Filtermediumkörpers entstehenden Radialkräfte von dem Stützgerüst aufgenommen werden können. Bei einer radialen Durchströmung von außen nach innen befindet sich dementsprechend das Stützgerüst im innenliegenden Strömungsraum, wohingegen bei einer radialen Durchströmung von innen nach außen das Stützgerüst an der außenliegenden Umfangsseite des Filtermediumkörpers angeordnet ist. Vorteilhafterweise liegt das Stützgerüst unmittelbar auf Kontakt zur Reinseite des Filtermediumkörpers.
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Die Begriffe „Achsrichtung“, „Längsrichtung“ bzw. „axial“ und „Radialrichtung“ bzw. „radial“ beziehen sich auf die Längsachse des Filtermediumkörpers, die zugleich die Längsmittelachse des innenliegenden Strömungsraums bildet. Auch die Längsachse des Stützgerüsts fällt vorteilhafterweise mit dieser Längsachse bzw. Längsmittelachse zusammen.
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Die Filterfalten des Filtermediumkörpers weisen vorteilhafterweise radial außenliegende und radial innenliegende Faltenstirnkanten auf, wobei jede Falte eine Längserstreckung parallel zur Längsachse des Filtermediumkörpers besitzt. Die Falten schließen sich unmittelbar aneinander an und verlaufen vorteilhafterweise in Umfangsrichtung des Filtermediumkörpers vollständig ringsum.
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Als Rundfilterelement mit einem entsprechend geformten Filtermediumkörper kommen insbesondere zylindrische bzw. hohlzylindrische Bauteile in Betracht. Es ist auch möglich, von der Zylinderform abweichende Rundfilterelemente mit entsprechenden Filtermediumkörpern vorzusehen, die insbesondere eine längliche oder ovale Querschnittsform besitzen, bezogen auf eine Schnittebene, die orthogonal zur Längsachse des Filtermediumkörpers verläuft.
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In dem erfindungsgemäßen Rundfilterelement ist mindestens ein Stabilisierungsschwert angeordnet, dessen Längsrichtung parallel zur Längsachse des Rundfilterelements und Filtermediumkörpers verläuft. Es genügt, genau ein Stabilisierungsschwert anzuordnen. Es kann aber zweckmäßig sein, über den Umfang verteilt mehrere Stabilisierungsschwerter vorzusehen, die zueinander parallel sowie parallel zur Längsachse verlaufen. Beispielsweise ist es möglich, diametral gegenüberliegend insgesamt zwei Stabilisierungsschwerter vorzusehen.
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Das Stabilisierungsschwert ragt in Radialrichtung über eine einhüllende Mantelfläche, welche die Seitenfläche des Stützgerüsts bildet, hinaus. Aufgrund dieses radialen Hinausragens greift das Stabilisierungsschwert bzw. die Stabilisierungsschwerter zwischen benachbarten Falten des Filtermediumkörpers ein und bewirken eine Stabilisierung der Falten des Filtermediumkörpers in Umfangsrichtung. Der Filtermediumkörper verbleibt auch während eines Filtrationsvorgangs in seiner Relativlage innerhalb des Rundfilterelements sowie innerhalb der Filtereinrichtung, die das Rundfilterelement aufnimmt. Relativbewegungen des Filtermediumkörpers in Umfangsrichtung werden durch das oder die Stabilisierungsschwerter vollständig oder zumindest weitgehend vermieden. Das Stabilisierungsschwert hat somit in Umfangsrichtung eine den Filtermediumkörper abstützende und stabilisierende Funktion.
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Das bzw. die Stabilisierungsschwerter sind bezogen auf das Stützgerüst ortsfest im Rundfilterelement gehalten. Es ist sowohl möglich, dass das Stützgerüst und das Stabilisierungsschwert eine bauliche Einheit bilden, indem beispielsweise das Stabilisierungsschwert einteilig mit dem Stützgerüst ausgebildet oder zweiteilig ausgebildet, jedoch fest mit dem Stützgerüst verbunden ist. Möglich ist es auch, dass das Stabilisierungsschwert bzw. die Stabilisierungsschwerter an einem weiteren Bauteil des Rundfilterelements angeordnet und gehalten sind, das ein separat vom Stützgerüst ausgebildetes Bauteil bildet, jedoch ortsfest gegenüber dem Stützgerüst gehalten ist, beispielsweise an einer oberen und unteren Endscheibe des Filtermediumkörpers. Derartige Endscheiben bestehen beispielsweise aus einem PUR-Schaum und decken die axialen Stirnseiten des Filtermediumkörpers strömungsdicht ab. In Zusammenbauposition bilden der Filtermediumkörper einschließlich der Endscheiben und das Stützgerüst insgesamt eine bauliche Einheit, in der das Stützgerüst, die Endscheiben und das oder die Stabilisierungsschwerter ortsfest zueinander gehalten sind. Auch in diesem Fall sorgt das oder die Stabilisierungsschwerter für eine Stabilisierung der Filterfalten des Filtermediumkörpers in Umfangsrichtung, wodurch eine Beschädigung des Filtermediumkörpers verhindert wird.
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Die Filterfalten des Filtermediumkörpers können aus einem nachgiebigen Material gefertigt sein, beispielsweise aus einem Vlies oder Papiermaterial, das durch das Stabilisierungsschwert bzw. die Stabilisierungsschwerter in Umfangsrichtung fixiert wird.
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Es kommen verschiedene Ausführungsformen des Stabilisierungsschwerts in Betracht. Bei dem Stabilisierungsschwert handelt es sich beispielhaft um eine sich in Längsrichtung erstreckende Rippe, die sich vollständig oder annähernd über die axiale Länge der Filterfalten erstreckt, um diese zu stabilisieren. Es kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, dass das Stabilisierungsschwert zumindest an einer Stirnseite eine Abschrägung aufweist, welche das Zusammensetzen von Stützgerüst und Filtermediumkörper erleichtert.
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Das Stabilisierungsschwert kann, in alternativer Ausführung, eine geringere Länge als das Stützgerüst und/oder der Filtermediumkörper aufweisen. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn das Stabilisierungsschwert eine axiale Länge aufweist, die mindestens 50 %, 60 %, 70 %, 80 % oder 90 % der axialen Erstreckung des Stützgerüsts bzw. des Filtermediumkörpers besitzt.
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Des Weiteren ist es möglich, dass sich an einer Umfangsposition in Achsrichtung nur ein Stabilisierungsschwert befindet oder, in alternativer Ausführung, zwei oder mehr axial hintereinanderliegende Stabilisierungsschwerter vorgesehen sind, zwischen denen eine Lücke klafft. In noch einer weiteren Ausführung ist es möglich, dass das Stabilisierungsschwert über seine axiale Länge eine konstante Querschnittsgeometrie aufweist, gegebenenfalls mit einer Abschrägung im Bereich einer Stirnseite oder beider Stirnseiten. In alternativer Ausführung ist es auch möglich, dass das Stabilisierungsschwert in Längsrichtung eine nicht-konstante Querschnittsgeometrie, beispielsweise Wellenform aufweist, so dass das Stabilisierungsschwert an unterschiedlichen axialen Positionen unterschiedlich große Querschnitte besitzt.
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In Radialrichtung kann, gemäß weiterer vorteilhafter Ausführung, das Stabilisierungsschwert eine sich radial zur Stirnseite hin verjüngende Querschnittsform aufweisen, um den Eingriff in den Zwischenraum zwischen zwei Filterfalten zu erleichtern und zu verbessern.
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Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die radiale Erstreckung des Stabilisierungsschwerts an die radiale Faltentiefe der Filterfalten angepasst, so dass in Zusammenbauposition das Stabilisierungsschwert radial bis zum Faltengrund einer Filterfalte reicht.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Rundfilterelements, mit einem als Faltenfilter ausgebildeten Filtermediumkörper, der eine ovale Grundquerschnittsform aufweist, und mit einem innenliegenden Stützgerüst,
- 2 das Rundfilterelement in teilweise aufgeschnittener perspektivischer Ansicht,
- 3 eine 2 entsprechende Darstellung des Rundfilterelements, jedoch zur Veranschaulichung ohne eine obere Endscheibe,
- 4 eine Draufsicht auf das Rundfilterelement ohne obere Endscheibe,
- 5 das Stützgerüst in perspektivischer Einzelansicht.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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Die Figuren zeigen ein Rundfilterelement 1, das beispielsweise zur Filtration von Kraftstoff verwendet werden kann. Das Rundfilterelement 2 wird zur Filtration in ein aufnehmendes Filtergehäuse eingesetzt, wobei Filtergehäuse und Rundfilterelement eine Filtereinrichtung bilden.
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Das Rundfilterelement 1 weist einen Filtermediumkörper 2 auf, der als Faltenfilter ausgebildet ist und eine Vielzahl von Filterfalten 3 aufweist. Der Filtermediumkörper 2 ist als Hohlkörper ausgebildet mit einer ovalen Grundquerschnittsform, entlang der sich in Umfangsrichtung die Filterfalten 3 erstrecken. Der Filtermediumkörper 3 ist an seinen beiden axialen Stirnseiten von jeweils einer Endscheibe 4, 5 strömungsdicht abgedeckt, die aus einem PUR-Schaum bestehen. Bezogen auf die Längsachse 6 von Rundfilterelement 1 und Filtermediumkörper 2 erfolgt die Durchströmung des Filtermediumkörpers radial von außen nach innen. Das gereinigte Fluid wird aus dem innenliegenden Strömungsraum 7 axial abgeleitet.
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Die Faltenstirnkanten der Filterfalten 3 liegen radial außen und radial innen. Die Längserstreckung der Filterfalten 3 verläuft parallel zur Längsachse 6.
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An der innenliegenden Reinseite des Filtermediumkörpers 2 befindet sich ein Stützgerüst 8, das vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt ist und aus Längsstreben 9 und Umfangsstreben 10 zusammengesetzt ist. Zwischen den Streben 9, 10 befinden sich verhältnismäßig große Lücken, durch die das zu reinigende Fluid hindurchströmen kann.
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An der außenliegenden Mantelfläche des Stützgerüsts 8 befinden sich diametral gegenüberliegend Stabilisierungsschwerter 11, die gegenüber der Mantelfläche des Stützgerüsts 8 radial nach außen hinausragen. Jedes Stabilisierungschwert 11 befindet sich an einer Längsstrebe 9 des Stützgerüsts 8 und erstreckt sich parallel zur Längsachse 6 über die gesamte axiale Höhe des Stützgerüsts 8. Die Stabilisierungsschwerter 11 befinden sich jeweils an einer Längsseite des Stützgerüsts 8. Jedes Stabilisierungsschwert 11 weist an beiden axialen Stirnseiten jeweils eine Abschrägung 12 auf. Die Querschnittsform jedes Stabilisierungsschwertes 11 ist dreieckförmig und weist eine radial nach außen weisende Verjüngung auf.
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Die Stabilisierungsschwerter 11 ragen in einen Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Filterfalten 3 des Filtermediumkörpers 2 hinein, wodurch die Filterfalten 3 in Umfangsrichtung stabilisiert werden. Es wird insbesondere verhindert, dass die Filterfalten 3 eine verhältnismäßig große Relativbewegung in Umfangsrichtung gegenüber den ortsfest gehaltenen Bauteilen wie Stützgerüst ausübt. Das Material des Filtermediumkörpers und der Filterfalten 3 ist nachgiebig ausgeführt, wobei über die Stabilisierungsschwerter 11 trotz der Nachgiebigkeit des Filtermaterials eine relative Fixierung der Filterfalten 3 erreicht wird und Schwingungen der Filterfalten relativ zum Stützgerüst unterbunden oder zumindest stark gedämpft werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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