DE102022107265A1

DE102022107265A1 - Gießschale für eine Gießvorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Filterelements

Info

Publication number: DE102022107265A1
Application number: DE102022107265.7A
Authority: DE
Inventors: Pascal Neef; Thomas Sieber; Thomas Vilsmaier; Joachim-Paul Krieger; Friedrich Kupfer
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2022-03-28
Filing date: 2022-03-28
Publication date: 2023-09-28
Also published as: WO2023186393A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gießschale (40) zum Herstellen eines Filterelements (10) zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper (12), umfassend eine Aufnahmeschale (42) zur Aufnahme eines Gießmaterials in einer Nut (50) mit einer Ablagefläche (56) für den Filterkörper (12) und eine Abdeckung (60) mit wenigstens zwei beweglich angeordneten Abdeckteilen (62, 64), welche in einer ersten Position (90) die Nut (50) freigeben und in einer zweiten Position (92) die Nut (50) mit bestimmungsgemäß eingesetztem Filterkörper (12) im Wesentlichen abdecken.Die Erfindung betrifft ferner eine Gießvorrichtung (100) mit einer Gießschale (40) sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements (10) zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper (12) mit einer Gießschale (40).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Gießschale zum Herstellen eines Filterelements zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper, eine Gießvorrichtung mit einer Gießschale sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper mit einer Gießschale.
Stand der Technik
Üblicherweise bestehen Gießschalen zum Anbringen einer Endscheibe und/oder Dichtung an ein Filterelement aus zwei separaten Hälften oder Teilen, einer Unterschale und einer Oberschale, welche aufeinander positioniert werden. Beide Schalen werden jeweils mit Trennmittel eingesprüht oder benetzt, damit sich die gegossene oder angeschäumte Endscheibe und/oder Dichtung, beispielsweise aus Polyurethan (PUR) nach dem Verguss leicht daraus entformen lässt und keine Rückstände des PUR zurückbleiben.
Aus JP2017177369A ist eine Vorrichtung zur Herstellung eines Filterelements bekannt, umfassend: ein Formwerkzeug mit einer Vielzahl von geteilten Formen, die einen Hohlraum bilden, indem sie so eingespannt werden, dass ein Harzmaterial in dem Hohlraum aufgeschäumt wird, um ein Dichtungsteil an einer äußeren Umfangskante eines Filtermaterials integral zu formen. Das Formwerkzeug ist beim Aufschäumen des Harzmaterials zwischen dem Hohlraum und einem Spalt zwischen der Vielzahl von geteilten Formpaarungsflächen angeordnet und ermöglicht den Durchgang von Luft aus dem Hohlraum zu dem Spalt. Weiter umfasst die Vorrichtung ein Regulierelement zum Regulieren des Durchgangs eines Harzmaterials während des Aufschäumens.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Gießschale zum Herstellen eines Filterelements zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper mit einer angegossenen Dichtung und/oder Endscheibe zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe ist, eine Gießvorrichtung mit einer solchen verbesserten Gießschale zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe ist, ein Verfahren zum Herstellen eines Filterelements zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper und einer angegossenen Dichtung und/oder Endscheibe mit einer solchen verbesserten Gießschale zu schaffen.
Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einer Gießschale zum Herstellen eines Filterelements zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper und einer angegossenen Dichtung und/oder Endscheibe, umfassend eine Aufnahmeschale zur Aufnahme eines Gießmaterials in einer Nut mit einer Ablagefläche für den Filterkörper und eine Abdeckung mit wenigstens zwei beweglich angeordneten Abdeckteilen, welche in einer ersten Position die Nut freigeben und in einer zweiten Position die Nut mit bestimmungsgemäß eingesetztem Filterkörper im Wesentlichen abdecken.
Die weitere Aufgabe wird gelöst von einer Gießvorrichtung mit einer Gießschale, wobei die Gießschale eine Aufnahmeschale zur Aufnahme eines Gießmaterials in einer Nut mit einer Ablagefläche für den Filterkörper und eine Abdeckung mit wenigstens zwei beweglich angeordneten Abdeckteilen umfasst, welche in einer ersten Position die Nut freigeben und in einer zweiten Position die Nut mit bestimmungsgemäß eingesetztem Filterkörper im Wesentlichen abdecken.
Die weitere Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren zum Herstellen eines Filterelements zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper und einer angegossenen Dichtung und/oder Endscheibe mit einer Gießschale, wobei die Gießschale eine Aufnahmeschale zur Aufnahme eines Gießmaterials in einer Nut mit einer Ablagefläche für den Filterkörper und eine Abdeckung mit wenigstens zwei beweglichen Abdeckteilen aufweist, welche in einer ersten Position die Nut freigeben und in einer zweiten Position die Nut mit bestimmungsgemäß eingesetztem Filterkörper im Wesentlichen abdecken, wobei Gießmaterial in die Nut eingebracht wird, wobei der Filterkörper in einer ersten Position der Abdeckteile mit einer Stirnseite bestimmungsgemäß auf die Aufnahmeschale aufgesetzt wird, so dass der Filterkörper mit einem äußeren Rand wenigstens teilweise in eine Nut der Gießschale hineinragt, wobei die wenigstens zwei Abdeckteile in die zweite Position bewegt werden und die Aufnahmeschale und die wenigstens zwei Abdeckteile in der zweiten Position einen durch die Nut gebildeten Hohlraum umschließen. Das Gießmaterial ist vorzugsweise ein aufschäumendes Material, insbesondere PUR. Der Hohlraum definiert die Form der angegossenen Endscheibe oder Dichtung.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Es wird nach einem Aspekt der Erfindung eine Gießschale vorgeschlagen zum Herstellen eines Filterelements zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper, umfassend eine Aufnahmeschale zur Aufnahme eines Gießmaterials in einer Nut mit einer Ablagefläche für den Filterkörper und eine Abdeckung mit wenigstens zwei beweglich angeordneten Abdeckteilen, welche in einer ersten Position die Nut freigeben und in einer zweiten Position die Nut mit bestimmungsgemäß eingesetztem Filterkörper im Wesentlichen abdecken. Mittels der Gießschale ist eine Endscheibe und/oder eine Dichtung an den Filterkörper angießbar, insbesondere anschäumbar. Der Filterkörper ist vorzugsweise als Faltenbalg aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium gebildet.
Vorgeschlagen wird eine einzige Gießschale, welche eine oder mehrere schwenkbare Komponenten aufweist. Diese schwenkbaren Komponenten bilden im zusammengeklappten Zustand eine „Oberschale“ aus. Günstigerweise sind die Komponenten um bis zu 180° schwenkbar, somit ist eine optimale Aufbringung des Trennmittels möglich. Eine Verriegelung der schwenkbaren Teile beim Gießprozess kann beispielsweise durch eine mechanische Verrastung oder mittels einer magnetischen Vorrichtung realisiert werden, um den Schaumgegendruck beim Gießprozess sicherzustellen. Auf diese Weise lässt sich günstig innerhalb der Gießschale eine obenliegende Dichtfläche oder Funktionsfläche an der PUR-Endscheibe und/oder Dichtung realisieren.
Alternativ kann auch eine Anordnung mit schiebbaren Komponenten vorgesehen werden. In einer solchen Ausführung ist jedoch die Aufbringung des Trennmittels etwas aufwendiger.
Die Aufnahmeschale und die wenigstens zwei Abdeckteile umschließen bei bestimmungsgemäß auf die Aufnahmeschale aufgesetztem Filterkörper einen durch die Nut gebildeten Hohlraum, welcher zum Anbringen einer umlaufenden Dichtung an einem äußeren Rand einer Stirnseite des Filterkörpers dient. Die Dichtung kann beispielsweise durch Gießen, Aufschäumen oder Anschäumen eines Kunststoffs, insbesondere von PUR, hergestellt werden.
Ein Vorteil der vorgeschlagenen Gießschale ist, dass keine separate Gieß-Oberschale nötig ist, wodurch die Handhabung und/oder die Logistik in einer Fertigungslinie vereinfacht wird. Weiter ist nur ein einmaliger Prozess zum Aufbringen des Trennmittels in die Gießschale nötig, wodurch die Herstellung beschleunigt wird. Vorteilhaft können weiter Funktionsflächen und/oder Dichtflächen an bestehenden Anlagen realisiert werden, welche nicht für Gießschalen mit separater Oberschale ausgelegt sind. Dadurch lässt sich der Herstellungsprozess vereinfachen und kostengünstiger gestalten.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Gießschale kann die Nut an ihrer Innenseite eine Nutwand aufweisen, die niedriger ist als eine Nutwand an ihrer Außenseite und die an der innenseitigen Nutwand die Ablagefläche für den Filterkörper aufweist. Insbesondere kann dabei die Ablagefläche für den Filterkörper waagrecht ausgebildet sein. Auf diese Weise kann der Filterkörper für den Vergussprozess sicher auf der Aufnahmeschale platziert werden.
Vorteilhaft kann die Nut dabei umlaufend um die Aufnahmeschale ausgebildet sein. Der auf die Ablagefläche aufgesetzte Filterkörper dichtet die Nut zum Innenraum hin ab, so dass das Gießmaterial in dem durch die Nut und den Filterkörper gebildeten Hohlraum verbleibt. Die Gießschale kann beispielsweise ringförmig oder rechteckig ausgebildet sein. Die Gießschale kann beispielsweise topfförmig mit Boden ausgebildet sein.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Gießschale können die wenigstens zwei Abdeckteile jeweils um eine parallel zur Ablagefläche für den Filterkörper angeordneten Achse an der Aufnahmeschale schwenkbar angeordnet sein. Insbesondere können die wenigstens zwei Abdeckteile jeweils um 180° schwenkbar sein. Im aufgeklappten Zustand können die Abdeckteile vorteilhaft mit Trennmittel besprüht oder benetzt werden, um das Filterelement mit angeschäumter Dichtung sicher entformen zu können.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Gießschale können die wenigstens zwei Abdeckteile parallel zur Ablagefläche für den Filterkörper verschiebbar an der Aufnahmeschale angeordnet sein. Alternativ kann auch eine Anordnung mit schiebbaren Komponenten vorgesehen werden. Eine solche Ausführung ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Formgebung des Filterelements den Bauraum für klappbare Abdeckteile nicht bereitstellt.
Vorteilhaft ist jedoch auch eine Kombination von schwenkbaren und verschiebbaren Abdeckteilen möglich.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Gießschale kann eine Befestigungsvorrichtung vorhanden sein, mit der die wenigstens zwei Abdeckteile in der zweiten Position fixierbar sind. Insbesondere kann die Befestigungsvorrichtung eine mechanische Befestigungsvorrichtung und/oder eine magnetische Befestigungsvorrichtung sein. Eine Verriegelung der klappbaren Teile beim Gießprozess kann beispielsweise durch eine mechanische Verrastung oder mittels einer magnetischen Vorrichtung realisiert werden, um den Schaumgegendruck beim Gießprozess sicherzustellen. Auf diese Weise lässt sich günstig innerhalb der Gießschale eine obenliegende Dichtflache oder Funktionsflache an der PUR-Endscheibe und/oder Dichtung realisieren.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Gießschale können die wenigstens zwei Abdeckteile in der zweiten Position einen Freiraum in der Gießschale bereitstellen, der größer ist als ein bestimmungsgemäß in die Gießschale eingesetzter Querschnitt des Filterkörpers. Dadurch kann der bestimmungsgemäß eingesetzte Filterkörper mit einem Spalt zu den geschlossenen Abdeckteilen beabstandet sein. Auf diese Weise kann das Gießmaterial vorteilhaft an den Filterkörper angeschäumt werden und einen gewissen Überstand zwischen der eigentlichen Dichtfläche und dem Filterkörper ausbilden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Gießschale können Seitenflächen der wenigstens zwei Abdeckteile, welche in der zweiten Position an eine Außenseite des Filterkörpers angrenzen, formkomplementär zu der Außenseite des Filterkörpers ausgebildet sein. Auf diese Weise können die wenigstens zwei Abdeckteile bei eingesetztem Filterkörper den durch die Nut gebildeten Hohlraum beim Vergussprozess vorteilhaft gegen den Filterkörper abdichten.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Gießschale kann eine Unterseite der wenigstens zwei Abdeckteile, welche in der zweiten Position dem Hohlraum zugewandt sind, zur Ausbildung einer Dichtfläche beim Anbringen einer Dichtung ausgebildet sein. Auf diese Weise lässt sich günstig innerhalb der Gießschale eine obenliegende Dichtfläche oder Funktionsfläche an der PUR-Endscheibe und/oder Dichtung realisieren.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Gießschale können aneinander angrenzende Stirnflächen der wenigstens zwei beweglichen Abdeckteile in der zweiten Position dicht aneinander anschließen. Dadurch kann bei eingesetztem Filterkörper der durch die Nut gebildete Hohlraum beim Vergussprozess umlaufend zuverlässig gegen den Filterkörper abgedichtet werden.
Es wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung eine Gießvorrichtung mit einer Gießschale vorgeschlagen, wobei die Gießschale eine Aufnahmeschale zur Aufnahme eines Gießmaterials in einer Nut mit einer Ablagefläche für den Filterkörper und eine Abdeckung mit wenigstens zwei beweglich angeordneten Abdeckteilen umfasst, welche in einer ersten Position die Nut freigeben und in einer zweiten Position die Nut mit bestimmungsgemäß eingesetztem Filterkörper im Wesentlichen abdecken.
Mit der vorgeschlagenen Gießvorrichtung mit einer Gießschale lässt sich günstig innerhalb der Gießschale eine obenliegende Dichtfläche oder Funktionsfläche an der PUR-Endscheibe und/oder Dichtung realisieren. Die wenigstens zwei beweglich angeordneten Abdeckteile können schwenkbar oder verschiebbar ausgebildet sein.
Die Aufnahmeschale und die wenigstens zwei Abdeckteile umschließen bei bestimmungsgemäß auf die Aufnahmeschale aufgesetztem Filterkörper einen durch die Nut gebildeten Hohlraum, welcher zum Anbringen einer umlaufenden Dichtung an einem äußeren Rand einer Stirnseite des Filterkörpers dient. Die Dichtung kann beispielsweise durch Gießen, Aufschäumen oder Anschäumen eines Kunststoffs, insbesondere von PUR, hergestellt werden.
Ein Vorteil der vorgeschlagenen Gießvorrichtung ist, dass keine separate Gieß-Oberschale nötig ist, wodurch die Handhabung und/oder die Logistik in einer Fertigungslinie vereinfacht wird. Weiter ist nur ein einmaliger Prozess zum Aufbringen des Trennmittels in die Gießschale nötig, wodurch die Herstellung beschleunigt wird. Vorteilhaft können weiter Funktionsflächen und/oder Dichtflächen an bestehenden Anlagen realisiert werden, welche nicht für Gießschalen mit separater Oberschale ausgelegt sind. Dadurch lässt sich der Herstellungsprozess vereinfachen und kostengünstiger gestalten.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Gießvorrichtung können die wenigstens zwei Abdeckteile an den Filterkörper dicht anschließend ausgebildet sein. Insbesondere können die wenigstens zwei Abdeckteile wenigstens bereichsweise dicht anschließend ausgebildet sein. Auf diese Weise können die wenigstens zwei Abdeckteile bei eingesetztem Filterkörper den durch die Nut gebildeten Hohlraum beim Vergussprozess vorteilhaft gegen den Filterkörper abdichten.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung der Gießvorrichtung können die wenigstens zwei Abdeckteile mit einem Spalt von dem Filterkörper beabstandet ausgebildet sein. Insbesondere können die wenigstens zwei Abdeckteile wenigstens bereichsweise mit einem Spalt von dem Filterkörper beabstandet ausgebildet sein. Auf diese Weise kann das Gießmaterial vorteilhaft an den Filterkörper angeschäumt werden und einen gewissen Überstand zwischen der eigentlichen Dichtfläche und dem Filterkörper ausbilden.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann die Gießvorrichtung einen Niederhalter zur Fixierung des Filterkörpers während des Gießvorgangs in der Gießschale umfassen. Dadurch kann verhindert werden, dass der Filterkörper beim Vergussprozess durch das aufgeschäumte Gießmaterial aufschwimmt und sich so zu große Toleranzen beim Vergussprozess ergeben.
Es wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen zum Herstellen eines Filterelements zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper mit einer Gießschale, wobei die Gießschale eine Aufnahmeschale zur Aufnahme eines Gießmaterials in einer Nut mit einer Ablagefläche für den Filterkörper und eine Abdeckung mit wenigstens zwei beweglichen Abdeckteilen aufweist, welche in einer ersten Position die Nut freigeben und in einer zweiten Position die Nut mit bestimmungsgemäß eingesetztem Filterkörper im Wesentlichen abdecken. Dabei wird der Filterkörper in einer ersten Position der Abdeckteile mit einer Stirnseite bestimmungsgemäß auf die Aufnahmeschale aufgesetzt, so dass der Filterkörper mit einem äußeren Rand wenigstens teilweise in eine Nut der Gießschale hineinragt. Die wenigstens zwei Abdeckteile werden in die zweite Position bewegt und die Aufnahmeschale und die wenigstens zwei Abdeckteile umschlie-ßen in der zweiten Position einen durch die Nut gebildeten Hohlraum.
Vorteilhaft dient der Hohlraum bei bestimmungsgemäß auf die Aufnahmeschale aufgesetztem Filterkörper zum Anbringen einer umlaufenden Dichtung an dem äußeren Rand der Stirnseite des Filterkörpers.
Die Aufnahmeschale und die wenigstens zwei Abdeckteile umschließen bei bestimmungsgemäß auf die Aufnahmeschale aufgesetztem Filterkörper einen durch die Nut gebildeten Hohlraum, welcher zum Anbringen einer umlaufenden Dichtung an einem äußeren Rand einer Stirnseite des Filterkörpers dient. Die Dichtung kann beispielsweise durch Gießen, Aufschäumen oder Anschäumen eines Kunststoffs, insbesondere von PUR, hergestellt werden.
Ein Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens mit der Gießschale ist, dass keine separate Gieß-Oberschale nötig ist, wodurch die Handhabung und/oder die Logistik in einer Fertigungslinie vereinfacht wird. Weiter ist nur ein einmaliger Prozess zum Aufbringen des Trennmittels in die Gießschale nötig, wodurch die Herstellung beschleunigt wird. Vorteilhaft können weiter Funktionsflächen und/oder Dichtflächen an bestehenden Anlagen realisiert werden, welche nicht für Gießschalen mit separater Oberschale ausgelegt sind.
Dadurch lässt sich der Herstellungsprozess vereinfachen und kostengünstiger gestalten. Zudem ist es durch das Entfernen der Abdeckungen in lateraler Richtung möglich, Dichtungen an schräg verlaufenden Stirnseiten bzw. geneigten Filterbälgen anzubringen.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung kann das Verfahren umfassen: Füllen der Nut mit einem insbesondere schäumbaren Gießmaterial, insbesondere Polyurethan; Bewegen der wenigstens zwei Abdeckteile von der ersten Position in die zweite Position; Einbringen des Filterkörpers; Ausbilden der Dichtung am äußeren Rand der Stirnseite des Filterkörpers; Bewegen der wenigstens zwei Abdeckteile in die erste Position; Abnehmen des Filterkörpers von der Ablagefläche der Aufnahmeschale. Das Ausbilden der Dichtung findet hierbei automatisch durch Aufschäumen des Gießmaterials in der Nut statt. Auf diese Weise kann die Dichtung des Filterelements sehr effizient und kostengünstig hergestellt werden, da insbesondere die Handhabung der Gießschale mit beweglichen Abdeckteilen wesentlich einfacher ist und auch Dichtflächen oder Funktionsflächen sehr zuverlässig realisiert werden können.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens können vor dem Aufsetzen des Filterkörpers auf die Aufnahmeschale Innenflächen der Nut und Unterseiten der wenigstens zwei Abdeckteile mit einem Trennmittel versehen werden. Auf diese Weise kann die Dichtung des Filterelements sehr effizient hergestellt werden, da insbesondere das Aufbringen des Trennmittels vor dem eigentlichen Vergussprozess durch die beweglichen Abdeckteile erleichtert wird.
Gemäß einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens kann nach dem Aufsetzen des Filterkörpers auf die Aufnahmeschale der Filterkörper mit einem Niederhalter fixiert werden, welcher vor dem Abnehmen des Filterkörpers von der Aufnahmeschale wieder entfernt wird. Dadurch kann verhindert werden, dass der Filterkörper beim Vergussprozess durch das aufgeschäumte Gießmaterial aufschwimmt und sich so zu große Toleranzen beim Vergussprozess ergeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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 Draufsicht auf eine Gießvorrichtung mit einer Gießschale nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine Draufsicht auf eine Gießvorrichtung mit einer Gießschale nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 einen Längsschnitt durch die Gießvorrichtung nach 2 mit aufgesetztem Filterelement und teilweise angeschäumter Dichtung;
4 einen Längsschnitt durch die Gießvorrichtung nach 2 mit einem aufgesetztem Filterelement anderer Bauform und angeschäumter Dichtung;
5 eine Draufsicht auf eine Gießvorrichtung mit einer Gießschale nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;
6 einen Längsschnitt durch die Gießvorrichtung nach 5 mit aufgesetztem Filterelement; und
7 einen Längsschnitt durch die Gießvorrichtung nach 5 mit aufgesetztem Filterelement und angeschäumter Dichtung.

Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
Im Folgenden verwendete Richtungsterminologie mit Begriffen wie „links“, „rechts“, „oben“, „unten“, „davor“ „dahinter“, „danach“ und dergleichen dient lediglich dem besseren Verständnis der Figuren und soll in keinem Fall eine Beschränkung der Allgemeinheit darstellen. Die dargestellten Komponenten und Elemente, deren Auslegung und Verwendung können im Sinne der Überlegungen eines Fachmanns variieren und an die jeweiligen Anwendungen angepasst werden.
1 zeigt eine Draufsicht auf eine Gießvorrichtung 100 mit einer Gießschale 40 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine Gießvorrichtung 100 mit einer Gießschale 40 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, während in 3 ein Längsschnitt durch die Gießvorrichtung 100 nach 2 mit aufgesetztem Filterelement 10 und teilweise angeschäumter Dichtung 20 dargestellt ist.
Die Gießvorrichtung 100 dient zum Herstellen eines Filterelements 10 zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper 12 und weist dazu eine Gießschale 40 auf. Die Gießschale 40 umfasst eine Aufnahmeschale 42 zur Aufnahme eines Gießmaterials in einer Nut 50 mit einer Ablagefläche 56 für den Filterkörper 12. Weiter umfasst die Gießschale 40 eine Abdeckung 60 mit wenigstens zwei beweglich angeordneten Abdeckteilen 62, 64, welche in einer ersten Position 90 die Nut 50 freigeben und in einer zweiten Position 92 die Nut 50 mit bestimmungsgemäß eingesetztem Filterkörper 12 im Wesentlichen abdecken.
Die Gießschale 40 kann prinzipiell ringförmig oder rechteckförmig ausgebildet sein. Bei den in den 1 bis 7 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Gießschale 40 jeweils rechteckförmig ausgebildet.
Das Ausführungsbeispiel in 1 weist zwei beweglich angeordnete Abdeckteile 62, 64 auf, welche U-förmig ausgebildet sind. Die Abdeckteile 62, 64 können um die Achsen 70, 72 geschwenkt werden, vorzugsweise um 180°, so dass sie voll aufgeklappt werden können. In 1 ist die zweite Position 92 dargestellt, bei der die Abdeckteile 62, 64 in zusammengeklapptem Zustand auf der Aufnahmeschale 42 liegen. Die beiden Abdeckteile 62, 64 stoßen in der zweiten Position 92 mit Stirnflächen 82 und 85, bzw. 83 und 84 zusammen und schließen dicht, so dass sich eine dichte Abdeckung 60 auf der Aufnahmeschale 42 ergibt.
Das Ausführungsbeispiel in 2 weist vier beweglich angeordnete Abdeckteile 62, 64, 66, 68 auf, welche trapezförmig ausgebildet sind. Die Abdeckteile 62, 64, 66, 68 können um die Achsen 70, 71, 72, 73 geschwenkt werden, vorzugsweise um 180°, so dass sie voll aufgeklappt werden können. In 2 ist die zweite Position 92 dargestellt, bei der die Abdeckteile 62, 64, 66, 68 in zusammengeklapptem Zustand auf der Aufnahmeschale 42 liegen. Die Abdeckteile 62, 64, 66, 68 stoßen in der zweiten Position 92 mit Stirnflächen 82 und 89, 83 und 86, 84 und 87, 85, und 88 zusammen und schließen dicht, so dass sich eine dichte Abdeckung 60 auf der Aufnahmeschale 42 ergibt.
In 3 ist die Gießvorrichtung 100 mit auf die Ablagefläche 56 der Aufnahmeschale 42 aufgesetztem Filterkörper 12, welcher beispielsweise aus einem gefalteten Filtermedium 14 gebildet sein kann, dargestellt. Im Längsschnitt sind Einzelheiten des Mechanismus der beweglichen Abdeckelemente 62, 64 im Zusammenwirken mit der Nut 50 der Aufnahmeschale 42 dargestellt.
Auf der linken Seite der 3 ist das Abdeckteil 62 in der ersten Position 90, also in aufgeklapptem Zustand, dargestellt, während auf der rechten Seite der 3 das Abdeckteil 64 in der zweiten Position 92, also in zugeklapptem Zustand, dargestellt ist. Die Nut 50 ist dabei auch bereits mit der angeschäumten Dichtung 20 ausgefüllt.
Die Nut 50 weist an ihrer Innenseite eine Nutwand 52 auf, die niedriger ist als eine Nutwand 54 an ihrer Außenseite. An der innenseitigen Nutwand 52 ist die Ablagefläche 56 für den Filterkörper 12 ausgebildet. Die Ablagefläche 56 für den Filterkörper 12 ist dabei bevorzugt waagrecht ausgebildet.
Die Nut 50 kann umlaufend um die Aufnahmeschale 42 ausgebildet sein. Dabei dichtet das auf die Ablagefläche 56 aufgesetzte Filterelement 10 die Nut 50 nach innen ab, da das Filterelement 10 mit seinem äußeren Rand 18 in die Nut 50 hineinragt.
Die Gießschale 42 kann vorteilhaft topfartig mit Boden ausgebildet sein.
Die zwei Abdeckteile 62, 64 sind jeweils um die parallel zur Ablagefläche 56 für den Filterkörper 12 angeordneten Achse 70, 72 an der Aufnahmeschale 42 schwenkbar, insbesondere um 180° schwenkbar angeordnet.
Vorteilhaft kann eine (nicht dargestellte) Befestigungsvorrichtung vorhanden sein, mit der die wenigstens zwei Abdeckteile 62, 64 in der zweiten Position 92 fixiert werden können.
Eine solche Befestigungsvorrichtung kann beispielsweise als eine mechanische Befestigungsvorrichtung, insbesondere als Verrastung oder als eine magnetische Befestigungsvorrichtung ausgebildet sein. Damit lassen sich die Abdeckteile 62, 64 im zusammengeklappten Zustand fixieren.
Seitenflächen 74, 76 der zwei Abdeckteile 62, 64, welche in der zweiten Position 92 an eine Außenseite 26 des Filterkörpers 12 angrenzen, sind formkomplementär zu der Außenseite 26 des Filterkörpers 12 ausgebildet. So können die zwei Abdeckteile 62, 64 an den Filterkörper 12 dicht anschließen. Insbesondere können sie wenigstens bereichsweise an den Filterkörper 12 dicht anschließen. Dadurch verbleibt das Gießmaterial in dem durch die Nut 50 und den Filterkörper 12 gebildeten Hohlraum 46.
In einer alternativen Ausführungsform können die zwei Abdeckteile 62, 64 in der zweiten Position 92 einen Freiraum in der Gießschale 40 bereitstellen, der größer ist als ein bestimmungsgemäß in die Gießschale 40 eingesetzter Querschnitt des Filterkörpers 12. Dadurch kann der bestimmungsgemäß eingesetzte Filterkörper 12 mit einem Spalt 48 beabstandet, insbesondere bereichsweise beabstandet, zu den Abdeckteilen 62, 64 angeordnet sein.
In der zweiten Position 92, wenn die Abdeckteile 62, 64 in zusammengeklapptem Zustand auf der Aufnahmeschale 42 aufliegen und der Filterkörper 12 eingesetzt ist, bildet die Nut 50 mit den Abdeckteilen 62, 64 jeweils einen umschlossenen Hohlraum 46, in dem das Gießmaterial eingefüllt und aufgeschäumt werden kann.
Eine Unterseite 78, 80 der zwei Abdeckteile 62, 64, welche in der zweiten Position 92 dem Hohlraum 46 zugewandt sind, sind dabei zur Ausbildung einer Dichtfläche 22 beim Anbringen einer Dichtung 20 ausgebildet. Auf diese Weise lässt sich günstig innerhalb der Gießschale eine obenliegende Dichtfläche oder Funktionsfläche an der PUR-Endscheibe und/oder Dichtung 20 realisieren.
Nach dem vorgeschlagenen Verfahren wird der Filterkörper 12 in einer ersten Position 90 der Abdeckteile 62, 64 mit einer Stirnseite 16 bestimmungsgemäß auf die Aufnahmeschale 42 aufgesetzt, so dass der Filterkörper 12 mit dem äußeren Rand 18 wenigstens teilweise in die Nut 50 der Gießschale 40 hineinragt. Dann werden die zwei Abdeckteile 62, 64 in die zweite Position 92 bewegt. Dadurch umschließen die Aufnahmeschale 42 und die zwei Abdeckteile 62, 64 in der zweiten Position 92 den durch die Nut 50 gebildeten Hohlraum 46.
Danach wird die Nut mit dem Gießmaterial, insbesondere Polyurethan, gefüllt. Das Gießmaterial schäumt auf und bildet so die umlaufende Dichtung 20 am äußeren Rand 18 der Stirnseite 16 des Filterkörpers 12.
Nach Beenden des Vergussprozesses werden die zwei Abdeckteile 62, 64 in die erste Position 90 bewegt und der Filterkörpers 12 von der Ablagefläche 56 der Aufnahmeschale 42 abgenommen.
Vorteilhaft können vor dem Aufsetzen des Filterkörpers 12 auf die Aufnahmeschale 42 die Innenflächen 58, 59 der Nut 50 und die Unterseiten 78, 80 der wenigstens zwei Abdeckteile 62, 64 mit einem Trennmittel versehen werden, um das Filterelement 10 mit der fertigen Dichtung 20 hinterher leichter entformen zu können. Das Aufsprühen oder Benetzen des Trennmittels wird bei offenen Abdeckteilen 62, 64 in der ersten Position 90 vorgenommen. In 3 ist dazu schematisch eine Trennmitteleinsprühvorrichtung 32 eingezeichnet.
Durch den zwischen den Abdeckteilen 62, 64 und der Außenseite 26 des Filterkörpers 12 gebildeten Spalt 48 kann das Gießmaterial beim Aufschäumen an der Außenseite 26 hochsteigen und einen Überstand 24 bilden.
An einer oberen Ecke des Filterkörpers 12 ist ein Schutzrand 28 zu erkennen, der auf übliche Weise angebracht werden kann. Beispielsweise kann der Schutzrand 28 aus einem Kunststoff bestehen und angespritzt, angeklebt, oder angeschäumt sein. Der Schutzrand 28 kann streifenförmig ausgebildet sein oder auch mehrere Noppen umfassen. Dadurch, dass die Abdeckung 60 der Gießschale 40 zur Seite wegbewegt werden kann und nicht wie bei konventionellen Gießschalen nach oben hin abgenommen werden muss, sind keinerlei Einschränkungen an die Form und Abmessungen, insbesondere die Erstreckung in radialer Richtung, des Schutzrands 28 gegeben. So ist es beispielsweise möglich, dass sich eine Projektion des Schutzrands 28 auf die Dichtung 20 bis zur Dichtfläche 22 oder darüber hinaus erstreckt.
4 zeigt einen Längsschnitt durch die Gießvorrichtung 100 nach 1 mit einem aufgesetzten Filterelement 10 anderer Bauform und angeschäumter Dichtung 20.
In der Darstellung in 4 ist die Dichtung 20 bereits rundumlaufend angeschäumt. Das Filterelement 10 weist einen bezüglich der Stirnseite 16 schief stehenden Filterkörper 12 auf. Die Gießschale 40 ist funktional wie bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Die Abdeckteile 62, 64 sind jedoch der Außenseite 26 des schräg gestellten Filterkörpers 12 angepasst, so dass die Seitenflächen 74, 76 parallel zu der Außenseite 26 ausgebildet sind. Dadurch kann ein gleichmäßiger Spalt 48 zwischen Seitenfläche 74, 76 und der Außenseite 26 eingehalten werden.
In 5 ist eine Draufsicht auf eine Gießvorrichtung 100 mit einer Gießschale 40 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Die zwei Abdeckteile 62, 64 sind parallel zur Ablagefläche 56 für den Filterkörper 12 verschiebbar an der Aufnahmeschale 42 angeordnet sind. Die Abdeckteile 62, 64 sind in der ersten Position 90 dargestellt und können in Pfeilrichtung in die zweite Position 92 verschoben werden. Dabei grenzen dann die Stirnflächen 82 und 85, bzw. 83 und 84 der beiden Abdeckteile 62, 64 dicht aneinander.
Durch die in der Diagonalen der rechteckförmigen Gießschale 40 ausgebildeten Trennung der beiden Abdeckteile 62, 64 ist nur ein kleiner Verfahrweg nötig, um die beiden Abdeckteile 62, 64 zwischen der ersten Position 90 und der zweiten Position 92 zu bewegen.
Ein Mechanismus zum Arretieren oder Verrasten der beiden Abdeckteile 62, 64 kann ebenso wie bei den ersten Ausführungsbeispielen in den 1 und 2 vorgesehen werden. Die Bewegung der beiden Abdeckteile 62, 64 zwischen erster und zweiter Position 90, 92 kann beispielsweise von Hand erfolgen. Alternativ kann jedoch auch eine Antriebseinheit vorgesehen werden.
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform ist auch eine Kombination der beiden Varianten schwenkbare und verschiebbare Abdeckteile möglich.
6 zeigt einen Längsschnitt durch die Gießvorrichtung 100 nach 5 mit aufgesetztem Filterelement 10.
Das Filterelement 10 weist wie bei dem Ausführungsbeispiel in 4 einen zur Stirnseite 16 schräg gestellten Filterkörper 12 auf. Nach dem Aufsetzen des Filterkörpers 12 auf die Aufnahmeschale 42 wird der Filterkörper 12 mit einem Niederhalter 30 fixiert, so dass ein Aufschwimmen des Filterkörpers 12 beim Vergussprozess mit dem Gießmaterial verhindert werden kann.
Die Gießschale 40 ist mit den Abdeckteilen 62, 64 in der ersten Position 90 dargestellt. Die Nuten 50 sind offen. Es ist zu erkennen, dass die Seitenflächen 74, 76 der Abdeckteile 62, 64 der schrägen Außenseite 26 des Filterkörpers 12 in der Form angepasst sind und dazu parallel ausgebildet sind.
7 zeigt einen Längsschnitt durch die Gießvorrichtung 100 nach 5 mit aufgesetztem Filterelement 10 und angeschäumter Dichtung 20.
Der Aufschäumprozess des Gießmaterials hat bereits stattgefunden, die Dichtung 20 ist ausgebildet. Zu beiden Seiten des Filterkörpers 12 haben sich in den Spalten 48 zwischen Seitenflächen 74, 76 der Abdeckteile 62, 64 und der Außenseite 26 des Filterkörpers 12 jeweils ein Überstand 24 des Gießmaterials gebildet, der sich an der Außenseite 26 hochzieht.
Vor dem Abnehmen des Filterkörpers 12 von der Aufnahmeschale 42 kann der Niederhalter 30 zweckmäßigerweise wieder entfernt werden.
Entsprechend den dargestellten Ausführungsbeispielen mit einer um eine Stirnseite eines Filterkörpers umlaufenden Dichtung kann auch eine Endscheibe zum Verschließen der offenen Stirnseiten eines Filterkörpers in Form eines Hohlkörpers hergestellt werden. Der Filterkörper ist beispielsweise ein Faltenbalg, dessen Endfalten miteinander verbunden sind, so dass ein Hohlkörper gebildet ist. Dieser kann zylindrisch, beispielsweise kreiszylindrisch, oder konisch ausgebildet sein. Die Endscheiben können offen oder geschlossen ausgebildet werden und gleichzeitig zur Ausbildung einer Dichtung gegenüber einem Gehäusebauteil ausgestaltet sein.
Bezugszeichen

10: Filterelement
12: Filterkörper
14: Filtermedium
16: Stirnseite
18: äußerer Rand
20: Dichtung
22: Dichtfläche
24: Überstand
26: Außenseite
28: Schutzrand
30: Niederhalter
32: Trennmittelsprüheinrichtung
40: Gießschale
42: Aufnahmeschale
46: Hohlraum
48: Spalt
50: Nut
52: Nutwand Innenseite
54: Nutwand Außenseite
56: Ablagefläche
58: Innenfläche
59: Innenfläche
60: Abdeckung
62: Abdeckteil
64: Abdeckteil
66: Abdeckteil
68: Abdeckteil
70: Achse
71: Achse
72: Achse
73: Achse
74: Seitenfläche
76: Seitenfläche
78: Unterseite
80: Unterseite
82: Stirnfläche
83: Stirnfläche
84: Stirnfläche
85: Stirnfläche
86: Stirnfläche
87: Stirnfläche
88: Stirnfläche
89: Stirnfläche
90: erste Position
92: zweite Position
100: Gießvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017177369 A [0003]

Claims

Gießschale (40) zum Herstellen eines Filterelements (10) zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper (12) und einer Dichtung und/oder Endscheibe, umfassend eine Aufnahmeschale (42) zur Aufnahme eines Gießmaterials in einer Nut (50) mit einer Ablagefläche (56) für den Filterkörper (12) und eine Abdeckung (60) mit wenigstens zwei beweglich angeordneten Abdeckteilen (62, 64), welche in einer ersten Position (90) die Nut (50) freigeben und in einer zweiten Position (92) die Nut (50) mit bestimmungsgemäß eingesetztem Filterkörper (12) im Wesentlichen abdecken.
Gießschale nach Anspruch 1, wobei die Nut (50) an ihrer Innenseite eine Nutwand (52) aufweist, die niedriger ist als eine Nutwand (54) an ihrer Außenseite und die an der innenseitigen Nutwand (52) die Ablagefläche (56) für den Filterkörper (12) aufweist, insbesondere wobei die Ablagefläche (56) für den Filterkörper (12) waagrecht ausgebildet ist.
Gießschale nach Anspruch 1 oder 2, wobei die wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64) jeweils um eine parallel zur Ablagefläche (56) für den Filterkörper (12) angeordnete Achse (70, 72) an der Aufnahmeschale (42) schwenkbar angeordnet sind, insbesondere um 180° schwenkbar sind.
Gießschale nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64) parallel zur Ablagefläche (56) für den Filterkörper (12) verschiebbar an der Aufnahmeschale (42) angeordnet sind.
Gießschale nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Befestigungsvorrichtung vorhanden ist, mit der die wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64) in der zweiten Position (92) fixierbar sind, insbesondere wobei die Befestigungsvorrichtung eine mechanische Befestigungsvorrichtung und/ oder eine magnetische Befestigungsvorrichtung ist.
Gießschale nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64) in der zweiten Position (92) einen Freiraum in der Gießschale (40) bereitstellen, der größer ist als ein bestimmungsgemäß in die Gießschale (40) eingesetzter Querschnitt des Filterkörpers (12).
Gießschale nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Seitenflächen (74, 76) der wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64), welche in der zweiten Position (92) an eine Außenseite (26) des Filterkörpers (12) angrenzen, formkomplementär zu der Außenseite (26) des Filterkörpers (12) ausgebildet sind.
Gießschale nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Unterseite (78, 80) der wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64), welche in der zweiten Position (92) dem Hohlraum (46) zugewandt sind, zur Ausbildung einer Dichtfläche (22) beim Anbringen einer Dichtung (20) ausgebildet ist.
Gießschale nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei aneinander angrenzende Stirnflächen (82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89) der wenigstens zwei beweglichen Abdeckteile (62, 64) in der zweiten Position (92) dicht aneinander anschließen.
Gießvorrichtung (100) mit einer Gießschale (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gießschale (40) eine Aufnahmeschale (42) zur Aufnahme eines Gießmaterials in einer Nut (50) mit einer Ablagefläche (56) für den Filterkörper (12) und eine Abdeckung (60) mit wenigstens zwei beweglich angeordneten Abdeckteilen (62, 64) umfasst, welche in einer ersten Position (90) die Nut (50) freigeben und in einer zweiten Position (92) die Nut (50) mit bestimmungsgemäß eingesetztem Filterkörper (12) im Wesentlichen abdecken.
Gießvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64) an den Filterkörper (12) dicht anschließend ausgebildet sind, insbesondere wenigstens bereichsweise dicht anschließend ausgebildet sind.
Gießvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64) mit einem Spalt (48) von dem Filterkörper (12) beabstandet ausgebildet sind, insbesondere wenigstens bereichsweise mit einem Spalt (48) von dem Filterkörper (12) beabstandet ausgebildet sind.
Gießvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, aufweisend einen Niederhalter (30) zur Fixierung des Filterkörpers (12) während des Gießvorgangs in der Gießschale (40).
Verfahren zum Herstellen eines Filterelements (10) zum Filtern eines Fluids mit einem Filterkörper (12) und einer Dichtung (20) und/oder Endscheibe mittels einer Gießschale (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Gießschale (40) eine Aufnahmeschale (42) zur Aufnahme eines Gießmaterials in einer Nut (50) mit einer Ablagefläche (56) für den Filterkörper (12) und eine Abdeckung (60) mit wenigstens zwei beweglichen Abdeckteilen (62, 64) aufweist, welche in einer ersten Position (90) die Nut (50) freigeben und in einer zweiten Position (92) die Nut (50) mit bestimmungsgemäß eingesetztem Filterkörper (12) im Wesentlichen abdecken, wobei der Filterkörper (12) in einer ersten Position (90) der Abdeckteile (62, 64) mit einer Stirnseite (16) bestimmungsgemäß auf die Aufnahmeschale (42) aufgesetzt wird, so dass der Filterkörper (12) mit einem äußeren Rand (18) wenigstens teilweise in eine Nut (50) der Gießschale (40) hineinragt, wobei Gießmaterial in die Nut (50) eingebracht wird, und wobei die wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64) in die zweite Position (92) bewegt werden und die Aufnahmeschale (42) und die wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64) in der zweiten Position (92) einen durch die Nut (50) gebildeten Hohlraum (46) umschließen.
Verfahren nach Anspruch 14, umfassend - Füllen der Nut (50) mit einem Gießmaterial, insbesondere Polyurethan; - Bewegen der wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64) in die zweite Position (92); - Einbringen des Filterkörpers (12); - Ausbilden der Dichtung (20) am äußeren Rand (18) der Stirnseite (16) des Filterkörpers (12); - Bewegen der wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64) in die erste Position (90); - Abnehmen des Filterkörpers (12) von der Ablagefläche (56) der Aufnahmeschale (42).
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei vor dem Aufsetzen des Filterkörpers (12) auf die Aufnahmeschale (42) Innenflächen (58, 59) der Nut (50) und Unterseiten (78, 80) der wenigstens zwei Abdeckteile (62, 64) mit einem Trennmittel versehen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei nach dem Aufsetzen des Filterkörpers (12) auf die Aufnahmeschale (42) der Filterkörper (12) mit einem Niederhalter (30) fixiert wird, welcher vor dem Abnehmen des Filterkörpers (12) von der Aufnahmeschale (42) wieder entfernt wird.