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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere Getriebeöl, insbesondere zur Verwendung als Ölfilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sowie ein Filtersystem mit einem Filterelement.
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Stand der Technik
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In der
EP 3 047 891 A1 ist ein Filtersystem offenbart, bei dem ein flaches Filterelement zwischen zwei Gehäuseteilen angeordnet ist. Das Filterelement ist an seinem Umfang von einem Kunststoffmantel umgeben, der als Gehäusewand fungiert. An den Stirnseiten ist der Kunststoffmantel mit den Gehäuseteilen verschweißt oder verklebt.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere von Getriebeöl, zu schaffen, das einfacher herstellbar ist.
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Eine weitere Aufgabe ist es, ein vereinfachtes Filtersystem mit einem solchen Filterelement zu schaffen.
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Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst mit einem Filterelement mit wenigstens einem aus wenigstens einem Filtermedium ausgebildeten Filterbalg mit einer anströmseitigen Flachseite und einer abströmseitigen Flachseite, wobei am Außenrand des Filterbalgs wenigstens bereichsweise wenigstens ein Bandelement angeordnet ist, das in Richtung der Flächennormalen der Flachseiten komprimierbar ist, und wobei das wenigstens eine Bandelement als Dichtung des Filterbalgs vorgesehen ist.
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Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst mit einem Filtersystem zum Filtern eines Fluids mit einem Filtergehäuse mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil und einem in dem Filtergehäuse zwischen einer Rohseite und einer Reinseite angeordneten Filterelement, wobei das Filterelement einen Filterbalg mit einer anströmseitigen Flachseite und einer abströmseitigen Flachseite umfasst, wobei am Außenrand des Filterbalgs wenigstens bereichsweise wenigstens ein Bandelement angeordnet ist, das in Richtung der Flächennormalen der Flachseiten komprimierbar ist, und wobei das wenigstens eine Bandelement eine Dichtung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil bildet.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Es wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids vorgeschlagen, mit wenigstens einem aus wenigstens einem Filtermedium ausgebildeten Filterbalg mit einer anströmseitigen Flachseite und einer abströmseitigen Flachseite, wobei am Außenrand des Filterbalgs wenigstens bereichsweise wenigstens ein Bandelement angeordnet ist, das in Richtung der Flächennormalen der Flachseiten komprimierbar ist, und wobei das Bandelement als Dichtung des Filterbalgs vorgesehen ist.
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Das Bandelement kann in einer Ausführung an allen Schmalseiten um den Filterbalg umlaufend ausgebildet sein oder aus Bandelementabschnitten bestehen, die in Umfangsrichtung, entlang den Schmalseiten, auch beabstandet angeordnet sein können.
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Vorteilhaft kann das Filterelement im Einsatz vollständig in das Gehäuse eintauchen, indem es von den beiden Gehäuseteilen vollständig umgeben ist. Es kann vermieden werden, das Filterelement mit einem zusätzlichen Rand zu versehen, der als Gehäuseteil verwendbar ist. Der Filterbalg kann an seinem Außenrand umlaufend von dem Bandelement umgeben sein. Beispielsweise können alle vier Schmalseiten des Filterbalgs jeweils ein Bandelement aufweisen oder das Bandelement kann alle vier Schmalseiten umgeben. Alternativ kann das Bandelement stückweise an nur einem Abschnitt oder mehreren Abschnitten des Außenrands angeordnet sein, beispielsweise nur an einer oder an beiden der Kopfseiten oder nur an einer oder an beiden der Stirnseiten. Vorzugsweise ist wenigstens ein Bandelement an einer der Stirnseiten des Filterbalgs angeordnet. In den Stirnseiten enden die Stirnkanten der Falten. Besonders bevorzugt ist an beiden Stirnseiten jeweils ein Bandelement angeordnet. Die Kopfseiten des Filterbalgs sind jeweils durch die äußere Kopffalte gebildet.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Bandelement in Richtung der Flächennormalen über wenigstens eine der Flachseiten überstehen. Dies ermöglicht es, den Überstand als Dichtung zu nutzen, beispielsweise als Axialdichtung, wenn das Filterelement zwischen die Gehäuseteile gesetzt und diese in geeigneter Weise zusammengefügt werden. Andere Dichtrichtungen können bei Bedarf ebenfalls realisiert werden.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Bandelement in Richtung der Flächennormalen über beide Flachseiten überstehen. Dies ermöglicht die Verbesserung der Dichtigkeit des Bandelementes.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann ein Überstand über eine oder beide Flachseiten im nichtkomprimierten Zustand des Bandelementes zwischen 1 mm und 30 mm betragen, bevorzugt zwischen 3 mm und 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 7 mm. Der Überstand erlaubt eine sichere Abdichtung und ermöglicht einen kleinen Bauraum.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Bandelement in Richtung der Flächennormalen ein Elastizitätsmodul in Dickenrichtung (Flächennormalen) des Bandmaterials von 0,001 MPa bis 10 000 MPa aufweisen, vorzugsweise von 0,01 MPa bis 10 MPa. Das Bandelement kann ausreichend stark komprimiert werden, um das Filterelement im Einbauzustand sicher zu halten und zwischen Rohseite und Reinseite zu dichten.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Bandelement eine Dicke zwischen 0,2 mm und 30 mm aufweisen, vorzugsweise zwischen 1 mm und 3 mm. Das Filterelement kann mit geringem Bauraumbedarf verwendet werden. Der Querschnitt des Bandelements kann rechteckig, mit konstanter Dicke, sein. Alternativ kann der Querschnitt des Bandelements trapezförmig oder dreieckig, mit nicht-konstanter Dicke, sein.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Bandelement fluiddurchlässig ausgebildet sein. Vorteilhaft ist das Bandelement wenigstens partikeldicht. Das Bandelement kann aus einem Fasermaterial gebildet sein. Vorzugsweise kann so genanntes „nonwoven“-Material eingesetzt werden, also ein Vliesstoff. Ebenso kann ein Nichtfasermaterial zum Einsatz kommen, beispielsweise Polyurethan-Schaum oder dergleichen. Das Bandelement kann optional aus einem Material gebildet sein, das unter Wärmeeinwirkung aufquellend reagiert. Das Material kann auch unter Wärmeeinwirkung aufquellend und aushärtend reagieren. Das Bandelement wird dabei durch die Einwirkung von Temperatur, Zeit und Druck aus einem Ausgangsmaterial aufgeschäumt und ausgehärtet. Es kann beispielsweise eine Härte des Bandelements zwischen 40 und 96 shA (Shore A) erreicht werden. Ein solches Material wird beispielsweise bei einer genannten Endscheibenfolie eingesetzt und besteht im Wesentlichen aus einer Mischung aus Vinylkautschuk und Phenolharz.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann der Filterbalg zum Filtern einer Flüssigkeit, insbesondere von Öl, vorgesehen sein. Es kann ein preiswertes Filtersystem zum Filtern von Öl geschaffen werden. Vorzugsweise kann der Filterbalg aus einem vollsynthetisierten Material gebildet sein.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids vorgeschlagen, mit einem Filtergehäuse mit einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil und einem in dem Filtergehäuse zwischen einer Rohseite und einer Reinseite angeordneten Filterelement zum Filtern eines Fluids, wobei das Filterelement einen Filterbalg mit einer anströmseitigen Flachseite und einer abströmseitigen Flachseite umfasst. Am Außenrand des Filterbalgs ist wenigstens bereichsweise wenigstens ein Bandelement angeordnet, das in Richtung der Flächennormalen der Flachseiten komprimierbar ist. Das wenigstens eine Bandelement bildet eine Dichtung zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil.
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Es kann ein Filtersystem mit nur drei Bauteilen dargestellt werden, zwei Gehäuseteilen und ein darin angeordnetes Filterelement, das selbstdichtend im Gehäuse angeordnet werden kann. Die beiden Gehäuseteile können das zwischen ihnen angeordnete Filterelement an seinem Bandelement verpressen.
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Das Filterelement kann ein Lebensdauerbauteil sein, das nicht ausgewechselt wird, oder es kann zum Auswechseln vorgesehen sein.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann zwischen dem ersten Gehäuseteil und dem zweiten Gehäuseteil an deren Verbindungsbereich eine spaltartige Verbindungsstrecke ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Gehäuseteil am Verbindungsbereich in das andere eingreifen. Optional kann ein Gehäuseteil in eine Nut des anderen Gehäuseteils eingreifen. Vorteilhaft kann so das Eindringen von Fremdstoffen in das Innere des Gehäuses vermieden oder zumindest verringert werden. Günstigerweise können die beiden Gehäuseteile lösbar miteinander verbunden sein, so dass das Filterelement gewechselt werden kann. Optional kann eine unlösbare Verbindung zwischen den Gehäuseteilen vorgesehen sein. Alternativ zur spaltartigen Verbindungsstrecke können die Gehäuseteile auf Stoß miteinander verbunden sein, beispielsweise miteinander verschweißt oder verklebt sein.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Bandelement wenigstens an einer Flachseite des Filterbalgs über diesen in Richtung einer Flächennormalen der Flachseite überstehen. Vorzugsweise kann das Bandelement an der abströmseitigen Flachseite überstehen. Auf diese Weise kann zumindest die Reinseite des Filterelements sicher vor Verunreinigungen, insbesondere vor Partikeln, geschützt werden.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann das Filterelement mit seinem Umfang mit Übermaß in das Gehäuse eingesetzt sein. Dies ermöglicht eine Presspassung des Filterelements im Gehäuse quer zur Dichtung, was die Dichtigkeit des Bandelementes vorteilhaft erhöht.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann wenigstens eines der Gehäuseteile an seiner Innenseite eine Nut zur Aufnahme eines Überstands des Bandelements aufweisen. Dies ist günstig, wenn das Bandelement nur an einer der Flachseiten des Filterelements übersteht. Vorteilhaft ist das Filterelement dadurch in seiner Position im Gehäuse auch bei dynamischen Belastungen stabilisiert. Die Dichtigkeit des Verbundes aus Gehäuseteil und Bandelement wird verbessert. Optional können beide Gehäuseteile eine Nut zur Aufnahme eines Überstands des Bandelements aufweisen. Dies ist günstig, wenn das Bandelement an beiden Flachseiten des Filterelements übersteht. Dies stabilisiert das Filterelement im Gehäuse.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung kann wenigstens eines der Gehäuseteile einen Vorsprung aufweisen, der bei geschlossenem Gehäuse axial auf das Bandelement drückt. Das Bandelement kann einen Überstand aufweisen oder mit der entsprechenden Flachseite fluchten oder sogar gegenüber der Flachseite zurückgesetzt sein. Durch den Überstand kann das Bandelement ausreichend für Dichtzwecke und auch Positionierungszwecke genutzt werden.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung können die Gehäuseteile zerstörungsfrei lösbar verbunden sein. Vorteilhaft ist eine Rastverbindung zwischen den Gehäuseteilen, insbesondere mittels vorzugsweise von außen zugänglichen Laschen und Ösen. Denkbar sind auch andere Verbindungsmittel, wie etwa Schrauben.
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Nach einer günstigen Ausgestaltung können die Gehäuseteile fest miteinander verbunden sein. Es können gängige Verbindungstechniken eingesetzt werden.
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Besonders günstig ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Filtersystems als Flüssigkeitsfilter einer Antriebseinheit, insbesondere als Getriebeölfilter einer Antriebseinheit, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, oder als Flüssigkeitsfilter beim Schmieren und/oder Kühlen eines Elektromotors und/oder in Kombination mit einem Getriebe und/oder der Leistungselektronik (E-Achse), insbesondere eines Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs. Vorteilhaft kann das Filtersystem in einer Getriebeölwanne im Öl angeordnet sein, welche nach außen gekapselt ist. Der Füllstand des Öls in der Getriebeölwanne kann schwanken, so dass das Filtersystem zeitweise in den Ölsumpf eintaucht und zeitweise sich oberhalb des Ölsumpfs befindet. Anforderungen an die Dichtigkeit des Bandelementes können daher reduziert werden, so dass es ausreichend ist, wenn das Bandelement partikeldicht, jedoch nicht fluiddicht ist.
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Figurenliste
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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.
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Es zeigen beispielhaft:
- 1 eine isometrische Ansicht eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit wiederverschließbarem Gehäuse;
- 2 eine Explosionsdarstellung eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit fest verschlossenem Gehäuse;
- 3 eine teilgeschnittene Ansicht des Filtersystems nach 2;
- 4 einen Längsschnitt durch das Filtersystem nach 2;
- 5 eine vergrößerte Detailansicht des Längsschnitts aus 4;
- 6 eine vergrößerte Detailansicht eines längsgeschnittenen Filtersystems mit einer Variante eines Filtersystems aus 5;
- 7 eine vergrößerte Detailansicht eines längsgeschnittenen Filtersystems mit einer Variante eines Filtersystems aus 5;
- 8 eine vergrößerte Detailansicht eines längsgeschnittenen Filtersystems mit einer Variante eines Filtersystems aus 5;
- 9 eine Explosionsdarstellung eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit fest verschlossenem Gehäuse;
- 10 eine teilgeschnittene Ansicht des Filtersystems nach 9;
- 11 einen Längsschnitt durch das Filtersystem nach 9;
- 12 eine vergrößerte Detailansicht des Längsschnitts aus 11;
- 13 schematisch einen Filterbalg, dessen Bandelement mittels Kleberaupe am Filtermedium angeordnet ist; und
- 14 schematisch einen Filterbalg, dessen Bandelement aus einem unter Temperatureinwirkung aufschäumenden Material gebildet ist.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt eine isometrische Ansicht eines Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit wiederverschließbarem Gehäuse 110, in dem ein nicht erkennbares erfindungsgemäßes Filterelement angeordnet ist. Das Gehäuse 110 umfasst ein erstes Gehäuseteil 112, beispielsweise einen Gehäusetopf, und ein zweites Gehäuseteil 114, beispielsweise einen Gehäusedeckel. Im zweiten Gehäuseteil 114 ist mittig ein Stutzen 134 angeordnet, der beispielsweise ein Fluidauslass für das gefilterte Fluid sein kann.
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Beide Gehäuseteile 112, 114 sind an einem Kontaktbereich 120 lösbar miteinander verbunden. Hierzu ist an einem der Gehäuseteile 112, 114 eine Aufnahme 138 für eine Lasche 136 mit Schnapphaken angeordnet, welche am anderen der Gehäuseteile 114, 112 angeordnet ist. Dies ermöglicht einen Austausch des Filterelements.
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Die Gehäuseteile 112, 114 können ineinandergesteckt sein, so dass sich eine spaltartige Verbindungsstrecke 122 ausbilden kann, was eine Leckage insbesondere von außen nach innen auch bei lösbarer Verbindung 120 zumindest vermindert.
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2 zeigt in einer Explosionsdarstellung ein Filtersystem 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem verschlossenen Gehäuse 110. 3 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des Filtersystems 100 nach 2 in zusammengesetztem Zustand.
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Die Gehäuseteile 112, 114 können durch übliche Verbindungstechniken, wie beispielsweise Verschweißen oder Verkleben, gefügt werden. Zum Verkleben kann ein Folienverkleben oder ein Flüssigverkleben eingesetzt werden. Die Gehäuseteile 112, 114 sind wie in 1 ineinandergreifend angeordnet vorgesehen, wobei das Gehäuseteil 112 über das Gehäuseteil 114 übergreifend angeordnet ist. Alternativ können die Gehäuseteile 112, 114 Stoß-auf-Stoß aufeinandergesetzt und gefügt werden.
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Die Gehäuseteile 112, 114 und das Filterelement 10 sind kassettenartig ausgebildet. Optional können andere Querschnitte vorgesehen sein.
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Das erste Gehäuseteil 112 weist mittig einen Anschlussstutzen 132 und das zweite Gehäuseteil 114 einen mittig angeordneten Anschlussstutzen 134 auf. Am in der Figur oberen Anschlussstutzen 134 ist eine Nut 135 vorgesehen, in die ein Dichtring 140 eingelegt werden kann. Auf den Innenseiten der Gehäuseteile 112, 114 sind über die Innenseiten verteilt Rippen 115 vorgesehen, auf denen sich das Filterelement 10, insbesondere im Betrieb, abstützen kann.
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Das Filterelement 10 besteht in diesem Beispiel aus einem flachen Filterbalg 12 aus einem Filtermedium und weist eine anströmseitige Flachseite 16 und eine gegenüberliegende abströmseitige Flachseite 18 auf. Der Filterbalg 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel an seinem Außenrand umlaufend mit einem Bandelement 30 umgeben. Das Bandelement 30 ist vorzugsweise partikeldicht ausgebildet und kann fluiddurchlässig für das zu filternde Fluid ausgebildet sein.
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Der Filterbalg 12 kann Falten aufweisen, deren Faltkanten in den jeweiligen Flachseiten 16, 18 enden. Alternativ kann der Faltenbalg 12 auch eine Schüttung aufweisen oder in Richtung der Flächennormalen N aufeinandergestapelte Lagen von Filtermedium aufweisen.
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Das Bandelement 30 steht in Richtung der Flächennormalen N über wenigstens die beiden Flachseiten 16, 18 über. Das Bandelement 30 ist in Richtung der Flächennormalen N komprimierbar, was es ermöglicht, das Bandelement 30 hier beispielsweise als Axialdichtung des Filterbalgs 12 einzusetzen. Daher kann das Filtersystem 100 vorteilhaft aus nur drei Bauteilen gebildet sein: die beiden Gehäuseteile 112, 114 und das Filterelement 10.
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Die 3 bis 5 zeigen verschiedene Schnitte durch das Filtersystem 100 nach 2. 3 zeigt einen Teilschnitt des Filtersystems 100 in isometrischer Ansicht und 4 einen Längsschnitt durch das Filtersystem 100. 5 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Längsschnitts aus 4. Deutlich ist in 5 die spaltartige Verbindungsstrecke 122 zu erkennen. Durch die lange Wegstrecke der Verbindungsstrecke 122 ist eine Diffusion eines Mediums von außen nach innen wirksam reduziert oder sogar unterbunden.
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Das Filterelement 10 trennt eine Rohseite 102 von einer Reinseite 104 des Filtersystems 100. Das Bandelement 30, welches den Filterbalg 12 in diesem Ausführungsbeispiel umlaufend umgibt, steht über beide Flachseiten 16, 18 des Filterbalgs 12 über. Der jeweilige Überstand 40, 42 des Bandelements 30 ist in einer Nut 116, 118 aufgenommen, welche im jeweiligen Gehäuseteil 112, 114 umlaufend an dessen Rand ausgebildet ist. Das Schließen des Gehäuses 110, wenn beide Gehäuseteile 112, 114 miteinander verbunden werden, bewirkt eine Presspassung des jeweiligen Überstands 40, 42 des Bandelementes 30, so dass die ursprüngliche Breite 36 und/oder Höhe 38 des Bandelements 30 etwas verringert wird. Das Bandelement 30 wirkt als Dichtung des Filterelements 10.
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Vorteilhaft kann das Filterelement 10 mit einem leichten Übermaß in seiner flächigen Ausdehnung ausgebildet sein, so dass auch eine Presspassung des Filterelements 10 an seinem Außenumfang möglich ist und das Bandelement 30 satt an der Innenwand der Gehäuseteile 112, 114 anliegen kann.
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Ein günstiger Überstand 40, 42 des Bandelements 30 über eine oder beide Flachseiten 16, 18 im nichtkomprimierten Zustand des Bandelementes 30 liegt zwischen 1 mm und 30 mm, bevorzugt zwischen 3 mm und 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 7 mm. Vorteilhaft weist das Bandelement 30 eine Dicke 36 zwischen 0,2 mm und 30 mm auf, vorzugsweise zwischen 1 mm und 3 mm. Ferner weist das Bandelement 30 günstigerweise in Richtung der Flächennormalen N ein Elastizitätsmodul in Dickenrichtung (Flächennormalen) des Bandmaterials von 0,001 MPa bis 10000 MPa auf, vorzugsweise von 0,01 MPa bis 10 MPa.
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Die 6 bis 8 zeigen in vergrößerter Detailansicht entsprechend 5 Varianten von Filterelementen 10 und Gehäuseteilen 112, 114 mit unterschiedlichen Ausgestaltungen des Kontaktbereichs zwischen Bandelement 30 und Gehäuseteilen 112, 114.
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6 zeigt eine Variante eines Filtersystems 100, bei dem das Bandelement 30 an beiden Flachseiten 16, 18 übersteht, jedoch nur das reinseitige Gehäuseteil 114 eine Nut 118 zur Aufnahme des Überstands 42 des Bandelements 30 aufweist. Das erste Gehäuseteil 112 weist keine Nut auf.
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7 zeigt eine Variante eines Filtersystems 100, bei dem das Bandelement 30 nur an einer der beiden Flachseiten 16, 18 übersteht und nur das erste Gehäuseteil 112 eine Nut 116 zur Aufnahme des Überstands 40 des Bandelements 30 aufweist. Das andere Gehäuseteil 114 weist keine umlaufende Nut, sondern einen umlaufenden Vorsprung 119 auf, der axial auf das Bandelement 30 drückt.
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Optional kann das zweite Gehäuseteil 114 eine Nut und das erste Gehäuseteil 112 einen Vorsprung aufweisen. Ebenso können beide Gehäuseteile jeweils einen Vorsprung aufweisen.
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8 zeigt eine Variante eines Filtersystems 100, bei dem das Bandelement 30 an keiner der beiden Flachseiten 16, 18 übersteht und nur das erste Gehäuseteil 112 einen Vorsprung 119 aufweist, der axial auf das Bandelement 30 drückt. Das andere Gehäuseteil 114 weist weder eine umlaufende Nut noch einen umlaufenden Vorsprung auf.
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9 zeigt in einer Explosionsdarstellung ein Filtersystem 100 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem im Gebrauchszustand fest verschlossenen Gehäuse 110. 10 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht des Filtersystems 100 nach 9 in zusammengesetztem Zustand.
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Die Gehäuseteile 112, 114 können durch übliche Verbindungstechniken, wie beispielsweise Verschweißen oder Verkleben, gefügt werden. Zum Verkleben kann ein Folienverkleben oder ein Flüssigverkleben eingesetzt werden. Die Gehäuseteile 112, 114 sind wie in 1 ineinandergreifend angeordnet vorgesehen, wobei das Gehäuseteil 114 über das Gehäuseteil 112 übergreifend angeordnet ist. Alternativ können die Gehäuseteile 112, 114 Stoß-auf-Stoß aufeinandergesetzt und gefügt werden.
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Die Gehäuseteile 112, 114 und das Filterelement 10 sind kassettenartig ausgebildet. Optional können andere Querschnitte vorgesehen sein.
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Das erste Gehäuseteil 112 weist mittig einen Anschlussstutzen 132 und das zweite Gehäuseteil 114 einen mittig angeordneten Anschlussstutzen 134 auf. Am in der Figur oberen Anschlussstutzen 134 ist eine Nut 135 vorgesehen, in die ein Dichtring 140 eingelegt werden kann. Auf den Innenseiten der Gehäuseteile 112, 114 sind über die Innenseiten verteilt Rippen 115 vorgesehen, auf denen sich das Filterelement 10, insbesondere im Betrieb, abstützen kann.
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Das Filterelement 10 besteht in diesem Beispiel aus einem flachen Filterbalg 12 aus einem Filtermedium und weist eine anströmseitige Flachseite 16 und eine gegenüberliegende abströmseitige Flachseite 18 auf. Der Filterbalg 12 ist an seinem Außenrand bereichsweise mit einem Bandelement 30 umgeben. An beiden Stirnseiten ist jeweils ein Bandelement 30 angeordnet, während die Kopffalten 19 jeweils kein Bandelement 30 aufweisen.
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Das Bandelement 30 ist vorzugsweise partikeldicht ausgebildet und kann fluiddurchlässig für das zu filternde Fluid ausgebildet sein.
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Der Filterbalg 12 kann Falten aufweisen, deren Faltkanten in den jeweiligen Flachseiten 16, 18 enden. Alternativ kann der Faltenbalg 12 auch eine Schüttung aufweisen oder in Richtung der Flächennormalen N aufeinandergestapelte Lagen von Filtermedium aufweisen.
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Die beiden Bandelemente 30 stehen in Richtung der Flächennormalen N über wenigstens die beiden Flachseiten 16, 18 über. Die Bandelemente 30 sind in Richtung der Flächennormalen N komprimierbar, was es ermöglicht, die Bandelemente 30 als Dichtung des Filterbalgs 12 einzusetzen. Zusammen mit den Stirnfalten 19 bilden die Bandelemente 30 eine Dichtung um den Filterbalg 12. Daher kann das Filtersystem 100 vorteilhaft aus nur drei Bauteilen gebildet sein: die beiden Gehäuseteile 112, 114 und das Filterelement 10.
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Die 10 bis 12 zeigen verschiedene Schnitte durch das Filtersystem 100 nach 9. 10 zeigt einen Teilschnitt des Filtersystems 100 in isometrischer Ansicht und 11 einen Längsschnitt durch das Filtersystem 10, wobei in der Ansicht zu sehen ist, wie die beiden sich gegenüberliegenden Kopffalten 19 als Dichtung zwischen den Gehäuseteilen 116, 118 angeordnet sind. 12 zeigt eine vergrößerte Detailansicht des Längsschnitts aus 11. Deutlich ist in 12 die spaltartige Verbindungsstrecke 122 zu erkennen. Durch die lange Wegstrecke der Verbindungsstrecke 122 ist eine Diffusion eines Mediums von außen nach innen wirksam reduziert oder sogar unterbunden.
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Das Filterelement 10 trennt eine Rohseite 102 von einer Reinseite 104 des Filtersystems 100, wie in 10 zu sehen ist. Das Bandelement 30, welches den Filterbalg 12 umlaufend umgibt, steht über beide Flachseiten 16, 18 des Filterbalgs 12 über. Der jeweilige Überstand 40, 42 des Bandelements 30 ist in einer Nut 116, 118 aufgenommen, welche im jeweiligen Gehäuseteil 112, 114 an dessen Rand korrespondierend zu den mit den Bandelementen 30 versehenen Stirnkanten des Filterbalgs 12 ausgebildet ist. Das Schließen des Gehäuses 110, wenn beide Gehäuseteile 112, 114 miteinander verbunden werden, bewirkt eine Presspassung des jeweiligen Überstands 40, 42 des Bandelementes 30 an den Stirnseiten des Filterbalgs 12, so dass die ursprüngliche Breite 36 und/oder Höhe 38 jedes Bandelements 30 etwas verringert wird.
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Das untere Gehäuseteil 112 greift in eine Nut 124 des oberen Gehäuseteils 114 ein, die korrespondierend zu den Kopffalten 19 des Filterbalgs 12 ausgebildet ist, wobei die Kopffalten 19 an der Innenseite des Rands des unteren Gehäuseteils 116 anliegen und zwischen der innenseitigen Nutflanke der Nut 124 des oberen Gehäuseteils 114 und der Innenseite des Gehäuserands des unteren Gehäuseteils 116 eingeklemmt sind. Die Bandelemente 30 wie auch die Kopffalten 19 wirken dabei als Dichtung des Filterelements 10.
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Vorteilhaft kann das Filterelement 10 mit einem leichten Übermaß in seiner flächigen Ausdehnung ausgebildet sein, so dass auch eine Presspassung des Filterelements 10 an seinem Außenumfang möglich ist und die Bandelemente 30 und die Kopffalten 19 satt an der Innenwand der Gehäuseteile 112, 114 anliegen können.
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Ein günstiger Überstand 40, 42 der Bandelemente 30 über eine oder beide Flachseiten 16, 18 im nichtkomprimierten Zustand des Bandelementes 30 liegt zwischen 1 mm und 30 mm, bevorzugt zwischen 3 mm und 10 mm, besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 7 mm. Vorteilhaft weist das Bandelement 30 eine Dicke 36 zwischen 0,2 mm und 30 mm auf, vorzugsweise zwischen 1 mm und 3 mm. Ferner weist das Bandelement 30 günstigerweise in Richtung der Flächennormalen N ein Elastizitätsmodul von 0,001 MPa bis 10000 MPa auf, vorzugsweise von 0,01 MPa bis 10 MPa.
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13 zeigt schematisch einen Filterbalg 10, dessen zu Falten aufgestelltes Filtermedium 14 mit seiner Stirnkantenfläche an ein Bandelement 30 angrenzt. Eine Verbindung zwischen Bandelement 30 und einer Stirnseite des Filtermediums 14 erfolgt mittels einer Kleberaupe 44, die zwischen dem Bandelement 30 und den Stirnkanten der Falten des Filtermediums 14 angeordnet ist. Die Ansicht zeigt eine Draufsicht auf eine Kopffalte des Filterbalgs 12.
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14 zeigt schematisch einen Filterbalg 10, dessen zu Falten aufgestelltes Filtermedium 14 mit seiner Stirnkantenfläche in eine Aussparung einer Werkzeugform 150 aufgenommen ist. Zur Erzeugung eines Bandelements 30 wird eine so genannte Endscheibenfolie verwendet, die unter Temperatureinwirkung aufschäumt und das Filtermedium 14 an seinen Stirnkanten einschließt. Die Ansicht zeigt eine Draufsicht auf eine Kopffalte des Filterbalgs 12.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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