DE10304554A1

DE10304554A1 - Filter für ein Strömungsmedium

Info

Publication number: DE10304554A1
Application number: DE10304554A
Authority: DE
Inventors: Thomas Brieden; Claude Frédéric Gebler; Günter KACHLER; Mike Schmid; Ulrich Wiesner
Original assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 2003-02-05
Filing date: 2003-02-05
Publication date: 2004-08-19

Abstract

Bei einem Filter mit einem äußeren und inneren Gehäuse, bei dem das innere Gehäuse voneinander koaxial getrennte Durchströmungsräume aufweist, soll das Innengehäuse einfach und funktionssicher herstellbar sein. DOLLAR A Zu diesem Zweck ist das Innengehäuse aus vorgefertigten Einzelteilen zusammensetzbar. Durch das Zusammensetzen der vorgefertigten Teile kann ein zu durchströmender zusätzlicher Hohlraum fertigungstechnisch einfach geschaffen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Filter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein solches Filter bei hoher Funktionssicherheit einfach und kostengünstig herstellen zu können.

In erster Linie wird dieses technische Problem bereits mit einer Ausbildung eines gattungsgemäßen Filters nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Einzelnen noch anhand gezeichneter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.

In der Zeichnung sind in
1 bis 5 jeweils halb in Ansicht und halb in einem Längsschnitt verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Filterpatronen dargestellt.
Filterpatrone nach 1
Sämtliche dargestellten Filterpatronen dienen insbesondere als Lufttrockner. Im Einzelnen bestehen sie aus einem topfförmigen Außengehäuse 1 mit einer aus mehreren Teilen zusammengesetzten Stirnwand 2. In der Stirnwand 2 befinden sich eine zentrale erste Öffnung 3 sowie radial mit Abstand um diese herum angeordnete zweite Öffnungen 4. Die erste Öffnung 3 besitzt ein Innengewinde, über das die Filterpatrone auf einen nicht gezeichneten Filterkopf aufschraubbar ist.
Innerhalb des Außengehäuse 1 befindet sich ein Innengehäuse 5. Dieses Innengehäuse 5 besitzt einen strömungsdurchlässigen Bodenbereich 6, sowie einen zentralen ersten Hohlraum 7, der durch eine zylindrische Trennwand 8 von einem äußeren ringförmigen zweiten Hohlraum 9 getrennt ist. Strömungsmäßig steht der erste Hohlraum 7 mit der ersten Öffnung 3 und der zweite Hohlraum 9 mit den zweiten Öffnungen 4 in Verbindung. Die Durchströmung der Filterpatrone erfolgt nach den angegebenen Strömungspfeilen S.
Das Innengehäuse 5 ist an seiner offenen Stirnseite durch einen axial verschiebbar in dem Innengehäuse gelagerten Deckel 10 verschlossen. Der Deckel 10 stützt sich über eine Druckfeder 11 an dem geschlossenen Boden des Außengehäuses 1 ab, wobei die Druckfeder 11 auf den Deckel 10 eine Kraft ausübt, durch die der Deckel 10 in das Innere des Innengehäuses 5 hineingedrückt wird.
Die Hohlräume 7 und 9 des Innengehäuses 5 sind mit einem körnigen Substrat gefüllt. Durch den federbelasteten Deckel 10 wird dieses körnige Substrat 12 im Innengehäuse 5 verpresst.
Das Innengehäuse 5 besteht aus einem ersten, die Trennwand 8 umfassenden Bauteil 13 und einem die Außenwand des Innengehäuses 5 umfassenden zweiten Bauteil 14.
Die Bauteile 13 und 14 sind getrennt hergestellt und anschließend miteinander verbunden.
Bei den einzelnen gezeichneten Ausführungsvarianten sind insbesondere die Bauteile 13 und 14 unterschiedlich ausgebildet. Gemeinsam ist jedoch jeder dieser Ausbildungen eine einfache Herstellbarkeit dieser Teile als Einzelteile bei einer einfachen Verbindbarkeit zu einem kompletten Innengehäuse 5.
Die beiden Bauteile 13 und 14 sind jeweils derart gestaltet, dass sich nach dem Zusammenfügen dieser beiden Teile jeweils am Boden des zweiten Hohlraumes 9 ein Hohlraumboden 15 bildet. Dieser Hohlraumboden 15 ist bei sämtlichen gezeichneten Varianten mit einem elastisch verformbaren Filtermaterial 16 ausgefüllt.
Bei der Ausführung nach 1 umfasst das erste Bauteil 13 den Boden für den ersten Hohlraum 7 sowie die dem zweiten Hohlraum 9 direkt zugewandte Abdeckung 17 des Hohlraumbodens 15. Radial außen ist an die Abdeckung 17 des ersten Bauteiles 13 ein axialer Abstandshalter 18 angeformt. Dieser dient zur Einstellung der Höhe des Hohlraumbodens 15. Damit das erste und zweite Bauteil 13, 14 bereits vor einem Einsetzen in das Außengehäuse 1 ein gemeinsames Verbundteil bilden, ist eine Schnappverschlusseinrichtung 19 vorgesehen. Diese besteht aus einem Widerhaken 20 an dem ersten Bauteil, über den der Innenrand der unteren Abdeckung 21 des Hohlraumbodens 15 arretierbar einschnappbar ist.
Damit der Hohlraum des Hohlraumbodens 15 durch ausschließlich das Filtermaterial 16 durchströmt wird, ist der Hohlraum radial innen und radial außen gedichtet. Die radial äußere Dichtung ist durch eine Ausbildung des Abstandshalters 18 als Ringbund gegeben, der von der oberen Abdeckung 17 ausgehend dicht an der unteren Abdeckung 21 anliegt. Radial innen ist an die obere Abdeckung 17 eine Presskante 22 als umlaufender Ring angeformt. Mit dieser Presskante 22 wird das Filtermaterial 16, in die diese Presskante 22 hineingreift, als Dichtung zwischen oberer und unterer Abdeckung 17, 21 verpresst.
Der innere Hohlraum 7 ist im Bereich der Stirnwand 2 des Außengehäuses über einen an dem ersten Bauteil 13 vorgesehenen Dichtring 23 dicht gegenüber dem zweiten Hohlraum 9 getrennt.
Damit in die Öffnungen 4 eintretendes Strömungsmaterial nicht im Bypass zu dem Hohlraumboden 15 zwischen dem Innengehäuse 5 und dem Außengehäuse 1 strömen kann, ist im Bodenbereich des Innengehäuses 5 eine radial nach außen gegenüber dem Außengehäuse 1 dichtende Ringdichtung 24 vorgesehen.
Der Deckel 10 ist über eine Schnappverbindung 25 mit dem Innengehäuse 5 verbunden. Die Schnappverbindung besteht bei der Ausführung nach 1 aus Schlitzen 26 in dem Innengehäuse 5, in die Widerhaken 27 des Deckels eingreifen. Der Eingriff der Widerhaken 27 in die Schlitze 26 ist derart, dass ein Lösen des Deckels 10 nicht möglich ist, während der Deckel 10 durch die Feder 11 in das Innere des Innengehäuses 5 unter Verspannen des dort vorhandenen körnigen Substrates verschoben werden kann.
Filterpatrone nach 2
Die Ausführung nach 2 weist grundsätzlich den gleichen Aufbau wie diejenige nach 1 auf. Ein Unterschied besteht lediglich in der Art, wie sich das Innengehäuse 5 aus den beiden Teilen 13 und 14 zusammensetzt. Während bei der Ausführung nach 1 das erste Bauteil 13 den zentralen Bodenbereich 6 sowie die obere Abdeckung 17 des Hohlraumbodens 15 umfasst, fehlt bei der Ausführung nach 2 der zentrale Bodenbereich 6, der hier Bestandteil des zweiten Bauteiles 14 ist. Bei dieser Aufteilung ist eine Dichtung im Bereich des Hohlraumbodens 15 radial innen zwischen dem er sten und zweiten Bauteil 13 bzw. 14 erforderlich. Diese erfolgt durch ein Verpressen von einerseits dem radial innen liegenden Bereich des Filtermaterials 16 zwischen gegenüberliegenden Stegen 28 bzw. 29 des ersten bzw. zweiten Bauteiles 13, 14. Andererseits erfolgt in der Nähe dieser Stege 28, 29 noch weiter nach radial innen ein Verpressen zwischen dem ersten und zweiten Bauteil 13 bzw. 14 eines auf dem zentralen Bodenbereich 6 aufliegenden verformbaren, durchlässigen Schichtmaterials 30. Anstelle des Schnappverschlusses 19 bei der Ausführung nach 1 ist bei derjenigen nach 2 ein entsprechend aufgebauter Schnappverschluss 31 vorgesehen.
Filterpatrone nach 3
Diese Filterpatrone entspricht insgesamt derjenigen nach 2 mit lediglich dem Unterschied, dass die Ringdichtung 24 als Ringdichtung 32 direkt an das zweite Bauteil 14 des Innengehäuses 5 angeformt ist.
Filterpatrone nach 4
Diese Ausführung entspricht derjenigen nach 2. Im Unterschied zu jener Ausführung ist dort das erste Bauteil 13 über dessen Steg 28 mit dem zweiten Bauteil 14 verschweißt, wobei durch diese Verschweißung in jenem Bereich das erste und zweite Bauteil 13, 14 gegeneinander gedichtet sind. Da das Innengehäuse 5 aus Kunststoff besteht, kann eine Ultraschallverschweißung erfolgen.
Filterpatrone nach 5
Diese Ausführung entspricht derjenigen nach 3. Ein Unterschied besteht lediglich in der Art des Schnappverschlusses 25 zwischen dem Deckel 10 und dem Innengehäuse 5 gegenüber der Ausführung nach 3. Der entsprechende Schnappverschluss 33 bei der Ausführung nach 5 besteht aus Widerhaken 34 an dem zweiten Bauteil 14 und einem an diesen Widerhaken 34 verrastbaren Ringbund 35 an dem Deckel 10. Diese Schnappverschlussausführung hat den Vorteil, dass umfangsmäßig zwischen den Widerhaken 34 und dem Ringbund 35 keine bestimmte Zuordnung gegeben sein muss. Ein Schließen des Schnappverschlusses ist somit bei beliebigen Drehlagen des Deckels 10 möglich. Gegenüber der bei den anderen Ausführungen mit 25 bezeichneten Schnappverschlussart beruht der Schnappverschluss 33 auf der allgemeinen Überlegung, an entweder dem Deckel 10 oder dem zweiten Bauteil 14 des Innengehäuses 5 Widerhaken, die in Umfangsrichtung lokal begrenzt sein können und an dem jeweils anderen Teil einen durchgehenden Ringbund vorzusehen.
Die erfindungsgemäßen Filterpatronen werden bevorzugt als Lufttrockner bei beispielsweise Druckluftbremsanlagen von Fahrzeugen eingesetzt.

Claims

Filter mit – einem topfförmigen Außengehäuse (1) mit einer Stirnwand (2) mit einer zentralen ersten Öffnung (3) und radial außerhalb dieser ersten Öffnung (3) angeordneten zweiten Öffnungen (4) für einen Ein- und Auslass eines das Filter durchströmenden strömungsfähigen Mediums, – einem topfförmigen Innengehäuse (5) mit einem durchlässigen, an die Stirnwand (2) des Außengehäuses (1) angrenzenden Bodenbereich (6), zwei koaxial zu einer gemeinsamen Zentralachse von Außen- und Innengehäuse (1) bzw. (5) ausgerichteten Hohlräumen (7, 9), von denen der eine ein zentraler erster Hohlraum (7) und der andere ein ringförmiger zweiter Hohlraum (9) ist, wobei beide Hohlräume (7, 9) mit einem körnigen Füllmaterial ausgefüllt und von einer das Innengehäuse (5) an dessen offener Stirnseite verschließenden, sich über eine Druckfeder (11) an dem Boden des Außengehäuses (1) abstützenden, in Richtung der Zentralachse gegenüber dem Innengehäuse (5) verschiebbaren Deckeleinrichtung (10) verschlossen sind, – einer zwischen dem Boden des Innengehäuses (5) und der Stirnwand (2) des Außengehäuses (1) angeordneten Trenneinrichtung, durch die jeweils ausschließlich die erste Öffnung (3) mit dem ersten Hohlraum (7) und die zweiten Öff nungen (4) mit dem zweiten Hohlraum (9) des Innengehäuses (5) strömungsmäßig verbunden sind, und – Ausbildungen des Innengehäuses (5) als Kunststoffteil und des Außengehäuses (1) aus gegenüber dem Innengehäuse (5) einem Material mit höherer Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass der Topf des Innengehäuses (5) aus zwei getrennt hergestellten Bauteilen, nämlich einem zumindest die das Innengehäuse (5) radial in zwei Hohlräume (7, 9) trennende Wand umfassenden ersten Bauteil (13) und einem zumindest die radiale Außenwand des Innengehäuses (5) umfassenden zweiten Bauteil (14), besteht, wobei der Boden des Innengehäuses (5) sich radial überlappende Bereiche des ersten und zweiten Bauteiles (13, 14) umfasst.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Innengehäuses (5) in dem dem ringförmigen zweiten Hohlraum (9) des Innengehäuses (5) angrenzenden Bereich als Hohlraumboden (15) mit einer oberen und unteren, jeweils etwa senkrecht zu der Zentralachse verlaufenden Abdeckung (17, 21) ausgebildet, von der jeweils die eine fester Bestandteil des ersten und die andere fester Bestandteil des zweiten Bauteiles (13, 14) des Innengehäuses (5) ist, wobei ferner zumindest eine dieser Abdeckungen (17, 21) einen Abstandshalter (18) zur Festlegung der in Richtung der Zentralachse verlaufenden Höhe des Innenraumes des Hohlraumbodens (15) umfasst.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraumboden (15) in seinem Inneren mit einem elastisch verformbaren Filtermaterial (16) gefüllt ist und dieses Filtermaterial (16) zur Erzielung einer Dichtung zwischen dem ersten und zweiten Bauteil (13, 14) des Innengehäuses (5) zwischen diesen über an diesen speziell vorgesehene Presskanten (22) dichtend verpresst ist.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Bauteil (13, 14) des Innengehäuses (5) bei Auflage des jeweiligen Abstandshalters (18) an dessen Widerlager miteinander verbunden sind.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen erstem und zweitem Bauteil (13, 14) über einen Rast-, Schnapp- bzw. Clipsverschluss oder dergleichen gegeben ist.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem zweiten Bauteil (14) des Innengehäuses (5) an dessen Boden eine radial außen einstückig angeformte Ringdichtung (32) für eine dichte Anlage an dem Außengehäuse (1) abragt.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden des Innengehäuses (5) in dessen zentralem Innenbereich mit einem durchlässigen, elastisch verspannbaren Schichtmaterial (30) bedeckt ist und dass dieses Material (30) radial außen dicht zwischen dem ersten und zweiten Bauteil (13, 14) des Innengehäuses (5) verpresst ist.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Hohlraum (7, 9) des Innengehäuses (5) von einem gemeinsamen, federbelasteten Deckel (10) abgedeckt sind.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10) undurchlässig ausgebildet ist und im deckelnahen Bereich eine direkte Strömungsverbindung zwischen den beiden Hohlräumen (7, 9) besteht.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (10) über einen Schnappverschluss (25; 33) auf dem Innengehäuse (5) aufsitzt, wobei dieser Schnappverschluss (25; 33) einerseits ein Lösen des Deckels (10) verhindert und andererseits eine das Volumen der beiden Hohlräume (7, 9) verkleinernde Relativbewegung gegenüber dem Innengehäuse (5) zumindest innerhalb eines vorgebbaren Maßes ermöglicht.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel des Schnappverschlusses (25, 33) ausgebildet sind als Widerhaken (34) an einem der beiden zu verbindenden Teile (10, 14) und einem durch diese arretierbaren umlaufenden Ringbund (35) an dem anderen dieser beiden Teile (13, 14).