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Die Erfindung betrifft einen Filter
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
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Filter, die aus einem Filterelement
bestehen, das mit einem Deckel und einem Boden fest verbunden ist,
sind allgemein bekannt und werden als auswechselbare Filterpatronen
eingesetzt. Um eine ausreichende Stabilität des Filterelementes zu gewährleisten,
besitzen derartige Filter üblicherweise
ein Mittelrohr, das sich im Zentralkanal des Filterelements zwischen
Deckel und Boden erstreckt. Der Zentralkanal steht dabei mit einer Öffnung im
Deckel in Verbindung, die meist den Auslaß aus dem Filter bildet. Um
eine ausreichende Stabilität
des Filters zu gewährleisten,
soll sich das Mittelrohr jeweils vom Boden bis zum Deckel des Filters
erstrecken. Das Filterelement besteht üblicherweise aus lamellenartig gefaltetem
Filterpapier oder anderen Filtermedien. Ein derartiger Filterbalg
kann erhebliche Toleranzen in seinen Abmessungen besitzen. Um zu
gewährleisten,
daß das
Mittelrohr sich zwischen Deckel und Boden erstreckt, muß eine enge
Tolerierung des Filterelements vorgenommen werden oder es müssen Mittelrohre
mit unterschiedlichen Längen
zur Verfügung gestellt
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Filter der gattungsgemäßen Art
zu schaffen, das eine hohe Stabilität besitzt und einfach herstellbar
ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Filter
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die variable Länge des Mittelrohrs in Richtung
der Längsmittelachse
des Mittelrohrs ermöglicht es,
auch bei Filterelementen mit erheblicher Abweichung der axialen
Länge jeweils
das gleiche Mittelrohr zu verwenden. Ein derartiges Mittelrohr kann
bei entsprechender Ausgestaltung auch bei Filtern mit unterschiedlicher
axialer Länge
zum Einsatz kommen, so daß die
Teilevielfalt reduziert werden kann. Gleichzeitig sinkt der Aufwand
für die
Herstellung des Mittelrohrs und für dessen Lagerhaltung.
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Zweckmäßig besitzt das Mittelrohr
einen Abschnitt zum Längenausgleich,
der in Richtung der Längsmittelachse
des Mittelrohrs federnd ausgebildet ist. Das Mittelrohr paßt sich
so automatisch der axialen Länge
des Filterelementes an. Damit kann gleichzeitig auf einfache Weise
eine ausreichende Stabilität
des Filterelements gewährleistet
werden, da sichergestellt ist, daß sich das Mittelrohr über die gesamte
Länge des
Filterelements erstreckt. Vorteilhaft ist das Mittelrohr aus senkrecht
zur Längsmittelachse
des Mittelrohrs angeordneten Ringen gebildet, die in axialer Richtung
durch Streben miteinander verbunden sind. Dabei sind in einem Abschnitt
zum Längenausgleich
insbesondere eine oder mehrere Streben federnd ausgebildet. Hierzu
ist zweckmäßig mindestens
eine Strebe in einem Abschnitt zum Längenausgleich V-förmig ausgebildet.
Die V-förmige Ausbildung
einer Strebe gewährleistet
nur durch die Eigenelastizität
des Materials einen ausreichenden Federweg in Längsrichtung des Mittelrohrs.
In Umfangsrichtung des Mittelrohrs ist dagegen ein Verdrehen bei
dieser Ausgestaltung vermieden. Es kann jedoch auch vorteilhaft
sein, daß mindestens
eine Strebe in einem Abschnitt zum Längenausgleich spiralförmig um
die Längsmittelachse
des Mittelrohrs verläuft.
Hierdurch lassen sich große
Federwege realisieren.
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Zweckmäßig ist mindestens ein Anschlag zur
Begrenzung der minimalen Länge
des Mittelrohres vorgesehen. Hierdurch kann insbesondere eine Zerstörung der
federnd ausgebildeten Streben durch zu starkes Zusammendrücken des
Mittelrohrs vermieden werden. Vorteilhaft ist der Anschlag durch eine
Strebe gebildet, die sich in dem Abschnitt zum Längenausgleich erstreckt und
die zu einem an den Abschnitt angrenzenden Ring einen Abstand aufweist.
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Es ist vorgesehen, daß das Mittelrohr
mit dem Deckel eine Aufnahme für
eine Dichtung bildet. An dieser Dichtung kann ein Anschluß zur Zufuhr oder
Abfuhr von zu filtrierendem Medium festgelegt sein. Insbesondere
bei der Ausbildung von Mittelrohr und Deckel aus Kunststoff muß sichergestellt
sein, daß sich
die Teile gut entformen lassen. Hierzu ist vorgesehen, daß die Aufnahme
als Umfangsnut ausgebildet ist, die senkrecht zur Längsmittelachse
des Mittelrohrs geteilt ist, wobei ein Teil der Aufnahme am Mittelrohr
und ein Teil am Deckel angeformt ist. Dabei muß sichergestellt sein, daß die Aufnahme
zur Gewährleistung
einer guten Abdichtung eine vorgegebene Größe besitzt. Durch die variable
Länge des Mittelrohrs,
das insbesondere federnd gestaltet ist, kann sichergestellt werden,
daß die
beiden die Aufnahme bildenden Teile dicht aneinander anliegen. So kann
die Einhaltung einen einer vorgegebenen Größe der Aufnahme sichergestellt
werden.
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Für
das Mittelrohr sowie Boden und/oder Deckel ist vorgesehen, daß diese
aus Kunststoff, insbesondere aus POM oder PA bestehen. Das Filterelement
ist mit Deckel und Boden insbesondere durch Heizelementschweißen oder
Spiegelschweißen
verbunden. Eine derartige Schweißverbindung läßt sich einfach
und schnell herstellen. Gleichzeitig kann eine dichte Verbindung
des Filterelements mit Deckel und Boden ohne zusätzliche Mittel sichergestellt
werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
durch einen Filter in Richtung der Linie I-I in 2,
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2 eine
Draufsicht auf den Filter aus 1,
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3 das
Mittelrohr des Filters aus 1 in perspektivischer
Darstellung,
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4 das
Mittelrohr aus 3 in
Seitenansicht,
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5 das
Mittelrohr aus 3 im
Längsschnitt,
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6 einen
Schnitt entlang der Linie VI-VI,
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7 den
Ausschnitt VII aus 4 in
vergrößerter Darstellung,
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8 den
Ausschnitt VIII aus 5 in
vergrößerter Darstellung,
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9 den
Ausschnitt IX aus 5 in
vergrößerter Darstellung,
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10 eine
perspektivische Darstellung eines Mittelrohrs.
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Der in 1 dargestellte
Filter 1 besitzt ein Filterelement 2, das beim
Einbau in einem Filtergehäuse
eine Rohseite von einer Reinseite trennt. Das Filterelement 2 kann
beispielsweise ein Filterbalg aus lamellenartig gefaltetem Filterpapier
oder aus einem anderen Filtermedium sein. Das Filterelement 2 ist
zylindrisch und besitzt einen mittigen, zylindrischen Zentralkanal 25.
An einer Stirnseite 3 des Filterelements 2 ist
ein Deckel 5 angeordnet, der eine zentrale Öffnung 7 besitzt,
wie auch 2 zeigt. An der
gegenüberliegenden
Stirnseite 4 ist ein Boden 6 mit dem Filterelement 2 verbunden,
der scheibenförmig
ausgebildet ist und der den Zentralkanal 25 verschließt. Deckel 5 und
Boden 6 sind mit dem Filterelement 2 durch Heizelementschweißen oder
durch Spiegelschweißen
fluid dicht verbunden. Zur Verbindung von Deckel 5 und Boden 6 mit
dem Filterelement 2 werden Deckel 5 und Boden 6,
die aus Kunststoff, insbesondere aus POM oder PA bestehen, erhitzt,
bis das Material an der dem Filterelement 2 zugewandten
Seite plastisch verformbar ist. In diesem Zustand wird das Filterelement 2 fest
an Deckel 5 und Boden 6 gepreßt, so daß die Stirnseiten 3 und 4 des
Filterelements 2 sich mit dem Material von Deckel 5 und
Boden 6 verbinden. Das Filterelement 2 ist dadurch
an seinen Stirnseiten 3 und 4 fluiddicht abgeschlossen.
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Im Zentralkanal 25 ist ein
Mittelrohr 8 angeordnet, das an seinem Ende 17 am
Boden 6 anliegt und an dem gegenüberliegenden Ende 16 mit
dem Deckel 5 verschweißt
ist. Im Bereich des Deckels 5 bildet das Mittelrohr 8 mit
dem Deckel 5 eine Aufnahme 12, die als umlaufende
Nut ausgebildet ist und in der eine Dichtung 11, insbesondere
ein O-Ring, angeordnet ist. Die Aufnahme 12 ist in einer
Richtung senkrecht zur Längsmittelachse 10 des
Mittelrohrs 8 geteilt ausgebildet, um die Entformbarkeit
von Mittelrohr 8 und Deckel 5 zu gewährleisten.
Der am Mittelrohr 8 angeformte Teil 13 der Aufnahme 12 ist
durch einen scheibenförmigen
Absatz am Mittelrohr 8 gebildet. Der scheibenförmige Absatz
erstreckt sich vom Filterelement 2 radial nach innen und
besitzt eine zentrale Öffnung 27,
die mit der Öffnung 7 im
Deckel 5 in Verbindung steht. Der zweite, am Deckel 5 angeformte
Teil 14 der Aufnahme 12 ist durch einen Absatz 33 gebildet,
der sich in einem Bereich radial außerhalb der Öffnung 7 vom
Deckel 5 in axialer Richtung, auf den Boden 6 zu
erstreckt. Der Absatz 33 ist dabei ringförmig ausgebildet
und bildet den Boden der Aufnahme 12.
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Um eine gute Abdichtung mit einem
in den Öffnungen 7 und 27 angeordneten
Anschluß durch die
Dichtung 11 zu gewährleisten,
muß die
Aufnahme 12 eine vorgegebene Größe besitzen. Dies kann dadurch
erreicht werden, daß das
Mittelrohr 8 am Deckel 5 fest anliegt. Hierzu
sind Abschnitte 9 zum Längenausgleich
vorgesehen, mit denen Toleranzen der axialen Länge des Filterelements 2 ausgeglichen werden
können.
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In den 3 bis 9 ist das Mittelrohr 8 im
Einzelnen dargestellt. Das Mittelrohr 8 ist aus Ringen 15 gebildet,
die sich in Umfangsrichtung zur Längsmittelachse 10 des
Mittelrohrs 8 erstrecken. Das Mittelrohr 8 ist
dabei von neun Ringen 15 gebildet. An den dem Deckel 5 zugewandten
Ende 16 ist ein Ringflansch 18 anstelle eines
Rings 15 vorgesehen, der eine größere axiale Erstreckung besitzt.
Die Ringe 15 sind in Richtung der Längsmittelachse 10 von
Streben 20 gehalten, die parallel zur Längsmittelachse 10 jeweils
zwischen zwei Ringen 15 verlaufen und diese verbinden.
Dabei sind zwischen zwei Ringen 15 jeweils vier Streben 20 gleichmäßig am Umfang
verteilt. Wie insbesondere 6 zeigt,
besitzen die Ringe 15 eine in radialer Richtung zur Längsmittelachse 10 gemessene
Breite b, die größer als
die ebenfalls in radialer Richtung gemessene Breite c der Streben 20 ist.
Die Streben 20 sind dabei am Innenumfang der Ringe 15 angeordnet,
so daß mit
dem Filterelement 2 nur die Ringe 15 in Kontakt
stehen.
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Das Mittelrohr 8 besitzt
zwei Abschnitte 9 zum Längenausgleich.
Dabei besitzen die Abschnitte 9 zum Längenausgleich zum Boden 6 und
dem Deckel 5 des Filters 1 jeweils einen Ab stand,
der etwa der Länge
von drei Streben 20 mit den dazwischen angeordneten Ringen 15 entspricht.
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Die Abschnitte 9 zum Längenausgleich
sind in Richtung der Längsmittelachse 10 federnd
ausgebildet. Hierzu sind in Richtung der Längsmittelachse 10 federnde
Streben 21 vorgesehen. Die Streben 21 sind V-förmig ausgebildet.
Dabei sind jeweils vier V-förmige
Streben 21 in einem Abschnitt 9 angeordnet, wobei
das V in Umfangsrichtung benachbarter Streben 21 jeweils
in entgegengesetzte Richtung öffnet.
Zwischen zwei Streben 21 ist jeweils eine Strebe 23 angeordnet,
die an einem Ring 15 festgelegt ist und sich in Richtung
auf den benachbarten Ring 15 im Abschnitt 9 erstreckt.
Wie in 7 dargestellt,
ist zwischen der Strebe 23 und einem Ring 15 ein
Abstand a gebildet. Die Strebe 23 bildet mit dem entsprechenden
Ring 15 einen Anschlag 26, der die minimale Länge im Abschnitt 9 zum
Längenausgleich festlegt.
Hierdurch wird verhindert, daß eine
Strebe 21 durch zu große
Verformung bricht und dadurch zerstört wird. Wie 7 zeigt, ist jede Strebe 21 mit einem
Schenkel 34 an einem Ring 15 und mit einem Schenkel 35 an
dem gegenüberliegenden,
den Abschnitt 9 begrenzenden Ring 15 festgelegt.
Die Schenkel 34 und 35 sind dabei symmetrisch
zu einer Symmetrieachse 22 ausgebildet, die senkrecht zur Längsmittelachse 10 des
Mittelrohrs 8 verläuft.
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An dem dem Deckel 5 zugewandten
Ende 16 besitzt das Mittelrohr 8 einen Ringflansch 18,
der in 8 im Schnitt
vergrößert dargestellt
ist. Der Ringflansch 18 besitzt im Bereich des Endes 16 eine
umlaufende Nut 24 an seinem Außenumfang, die sich etwa über die
halbe, in radialer Richtung gemessene Dicke e des Ringflanschs 18 erstreckt.
Die Nut 24 gewährleistet
eine sichere Fixierung des Mittelrohrs 8 im Deckel 5.
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Wie in 9 vergrößert dargestellt,
ist der an dem dem Boden 6 zugewandten Ende 17 angeordnete
Ring 15 am Ende 17 an seinem Außenumfang mit
einer Ausnehmung 19 versehen, die einen sicheren Stand
des Mittelrohrs 8 am Boden 6 gewährleistet.
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In 10 ist
ein Ausführungsbeispiel
eines Mittelrohrs 28 dargestellt. Das Mittelrohr 28 ist
wie das Mittelrohr 5 aus Ringen 15 gebildet. Die
Ringe 15 sind durch in Richtung der Längsmittelachse 10 verlaufende
Streben 30 verbunden. Die in radialer Richtung gemessene
Breite b entspricht dabei der in radialer Richtung gemessenen Breite
d der Streben 30. Das Mittelrohr 28 besitzt sowohl
an dem dem Deckel 5 zugewandten Ende 16 als auch
an dem dem Boden zugewandten Ende 17 einen Rand 32,
der ringförmig ausgebildet
ist. Das Mittelrohr 28 besitzt einen Abschnitt 29 zum
Längenausgleich,
der in der Mitte des Mittelrohrs 28 angeordnet ist. Im
Abschnitt 29 ist eine spiralförmige Strebe 31 angeordnet,
deren in radialer Richtung gemessene Breite der Breite b der Ringe 15 entspricht.
Die Strebe 31 erstreckt sich spiralförmig um die Längsmittelachse 10 etwa
einmal am Umfang des Mittelrohrs 28 entlang. Die spiralförmige Strebe 31 ermöglicht einen
federnden Längenausgleich
des Mittelrohrs 28.
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Auch andere Anordnungen der Streben 21 bzw.
der Strebe 31 können
vorteilhaft sein. Insbesondere können
mehr oder weniger Streben 21 und mehr Streben 31 als
in den gezeigten Ausführungsbeispielen
vorgesehen sein.