DE19718602A1

DE19718602A1 - Endscheibe für ein Ring-Filterelement

Info

Publication number: DE19718602A1
Application number: DE1997118602
Authority: DE
Inventors: Horst Schneider; Hans Waibel
Original assignee: Knecht Filterwerk GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 1997-05-02
Filing date: 1997-05-02
Publication date: 1998-11-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Endscheibe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Damit beim Herausnehmen oder Austausch eines Ring-Fil terelements aus dem Filtergehäuse, beispielsweise bei ei nem Öl- oder Kraftstoffilter eines Kraftfahrzeuges, das Ge häuse von der darin enthaltenen Flüssigkeit entleert werden kann, ist in einem Stutzen des Filtergehäuses, der als zy lindrische Anlagefläche dient und auf den das Ring-Fil terelement aufgeschoben wird, eine Leerlaufbohrung einge bracht, durch die diese Flüssigkeit abfließen kann. Im ein gebauten Zustand des Ring-Filterelements muß diese Leerlauf öffnung abgedichtet sein, um das Funktionieren des Filters zu gewährleisten. Eine aus DE 44 30 341 bekannte Endscheibe ist dazu mit einem Dichtring ausgestattet, der zwei axial beabstandeten Dichtlippen aufweist, die beiderseits der Leerlaufbohrung an der zylindrischen Anlagefläche anliegen.

Das Problem, mit dem sich die vorliegende Erfindung beschäf tigt, liegt darin, die Endscheibe derart auszugestalten daß sie einfacher und somit preiswerter herstellbar ist, insbe sondere sollen Standartbauteile zur Herstellung der End scheibe verwendbar sein.

Dieses Problem wird mit einer Endscheibenausbildung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie mit einer Endscheiben ausbildung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, preiswert, beispiels weise durch Spritzgußtechnik, hergestellte, insbesondere standardisierte Bauteile so auszugestalten, daß sie schnell und einfach, zum Beispiel durch Verschweißen oder Plastifi zieren, miteinander zur erfindungsgemäßen Endscheibe verbun den werden können.

In den nachfolgenden Zeichnungen sind zur näheren Erläute rung mehrere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen End scheibe dargestellt.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 einen Radialschnitt durch eine besonders einfache Ausführungsform der erfindungsgemäßen Endscheibe,

Fig. 2 einen Radialschnitt durch eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Endscheibe, deren Dichtmittel an einer Anlagefläche anliegen,

Fig. 3 wie Fig. 2, jedoch mit einer anderen Befestigung der Dichtmittel an der Endscheibe,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Endscheibe und

Fig. 5 einen Radialschnitt durch eine alternative Endschei be nach der Erfindung.

Entsprechend Fig. 1 besteht ein Ring-Filterelement 10 aus zu einem Ring geformten zick-zack-förmig gefalteten Filterpa pier 12, das stirnseitig jeweils von einer Endscheibe aus thermoplastischem Kunststoff dicht abgedeckt ist, von denen in der Fig. 1 jedoch nur eine Endscheibe 14 nach der Erfin dung gezeigt ist.

Die Endscheibe 14 ist ein vorgeformtes Bauteil, das durch Einplastifizieren mit dem Filterpapier 12 dicht verbunden ist. Bezüglich des Ring-Filterelements 10 ist außen auf dem stirnseitigen Ende der Endscheibe 14 ein ringförmiger Halte kragen 16 mit auf dem Kopf stehendem L-Profil aufgesetzt. Zwischen einer axialen Stirnseite 18 des Haltekragens 16 und der dieser gegenüberliegenden Endscheibe 14 sind axial an einander grenzend ein erster Dichtring 20, ein Abstandsring 24 und ein zweiter Dichtring 22 angeordnet.

Die radiale Umfangsseite 25 des Haltekragens 16 begrenzt da bei die Dichtringe 20 und 22 sowie den Abstandsring 24 in radialer Richtung, darüber hinaus ist der Haltekragen 16 mit seiner Umfangsseite 25 an der Endscheibe 14 befestigt. Diese Befestigung kann durch Verschweißen, insbesondere durch Ul traschallverschweißen, erfolgen, wobei auch der Haltekragen 16 vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Alternativ dazu kann der Haltekragen 16 auch einteilig mit der Endscheibe 14 her gestellt sein.

Die axiale Höhe der Umfangsseite 25 des Haltekragens 16 ist so bemessen, daß die Dichtringe 20, 22 und der Abstandsring 24 sicher zwischen der Stirnseite 18 und der Endscheibe 14 gehalten bzw. geklemmt sind. Dabei wird die axiale Höhe des Abstandsringes 24 so gewählt, daß die Dichtringe 20 und 22 eine in Fig. 1 nicht gezeigte Leerlaufbohrung axial beidsei tig bezüglich einer Anlagefläche abdichten können.

Anstelle eines L-förmigen Profils wie im dargestellten Aus führungsbeispiel kann der Haltekragen 16 auch ein U-förmiges Profil aufweisen, so daß der Haltekragen 16 mit eingebrach ten Dichtringen 20, 22 und Abstandsring 24 als vorgefertigte Baugruppe komplett an der Endscheibe 14 befestigt werden kann.

Bei einer anderen Ausgestaltung ist entsprechend Fig. 2 auf der erfindungsgemäßen Endscheibe 14 ein Positionierring 26, zum Beispiel durch Verschweißen, befestigt oder angeformt. An dem von der Endscheibe 14 abgewandten stirnseitigen Ende des Positionierringes 26 ist eine Sitzfläche 28 vorgesehen, die den darauf aufliegenden ersten Dichtring 20 in radialer und axialer Richtung positioniert. Entsprechend Fig. 2 liegt dabei der erste Dichtring 20 an einem als Anlagefläche die nenden Rohrstutzen 32 abdichtend an.

Auf den ersten Dichtring 20 ist in axialer Richtung ein Spannring 30 aufgesetzt. An diesem Spannring 30 ist an sei nem der Anlagefläche beziehungsweise dem Rohrstutzen 32 ab gewandten Umfang eine axial abstehende Schürze 34 angeord net, die an ihrem axial freien Ende eine radial vorspringen de, der Anlagefläche beziehungsweise dem Rohrstutzen 32 zu gewandte ringförmig umlaufende Nase 36 aufweist. Beim Auf setzen des Spannringes 30 auf den Dichtring 20 rastet die Nase 36 an einem radialen Absatz 38 des Positionierringes 26 ein. Der erste Dichtring 20 wird dadurch am Positionierring 26 und somit an der Endscheibe 14 befestigt.

Um den Halt des ersten Dichtringes 20 zu verbessern, sind an den Flächen des Positionierringes 26 und des Spannringes 30, die axial am ersten Dichtring 20 anliegen, abstehende Vor sprünge 40 vorgesehen, die im eingerasteten Zustand des Spannringes 30 den ersten Dichtring 20 lokal verformen und somit seine Befestigung sichern.

In einem Bereich 50, an dem der Positionierring 26 an der Endscheibe 14 befestigt ist, hat die Endscheibe 14 einen zu ihrem übrigen Bereich 54 parallelen, jedoch etwa um die Dic ke der Endscheibe 14 axial versetzten Verlauf. Auf diese Weise wird auf der dem Filterpapier 12 zugewandten Seite der Endscheibe 14 eine Aufnahme 42 für den zweiten Dichtring 22 gebildet, der in diesem Fall unmittelbar an der Endscheibe 14, beispielsweise durch Plastifizieren, abgedichtet befe stigt ist. Der zweite Dichtring 22 liegt dadurch etwa in der Ebene der Endscheibe 14, wobei er sich am Filterpapier 12 abstützt, mit dem er zum Beispiel durch Ultraschallver schweißen dicht verbunden ist. Der zweite Dichtring 22 wird somit axial beidseitig begrenzt und positioniert. Dabei ist die axiale Höhe des Positionierringes 26 mit der Dicke der Endscheibe 14 in diesem Bereich 50 so abgestimmt, daß die Dichtringe 20 und 22 beiderseits einer in dem Rohrstutzen 32 eingebrachten Leerlaufbohrung 44 am Rohrstutzen 32 anliegen.

Entsprechend Fig. 3 ist in einem anderen Ausführungsbeispiel die Endscheibe 14 im wesentlichen gleich wie im oben be schriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 aufgebaut, je doch ist der Spannring 30 unmittelbar an der Endscheibe 14, beispielsweise durch Verschweißen, befestigt, wobei die Schweißverbindung durch Erhebungen 48 symbolisiert ist. Dazu erstreckt sich die Schürze 34 des Spannringes 30 axial bis zur Endscheibe 14, wo die Schürze 34 einen radial abstehen den, umlaufenden Kragen 46 aufweist. Der Kragen 46 ermög licht ein verbessertes Verschweißen des Spannringes 30 mit der Endscheibe 14. Bei dieser Variante der erfindungsgemäßen Endscheibe 14 ist eine unmittelbare Befestigung des Positio nierringes 26 an der Endscheibe 14 nicht notwendig, da er zusammen mit dem ersten Dichtring 20 über den Spannring 30 an der Endscheibe 14 gehalten ist.

Eine weitere Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen End scheibe 14 ist entsprechend Fig. 4 im Querschnitt darge stellt. Wie in den Ausführungsbeispielen entsprechend den Fig. 2 und 3 ist auch in dieser Variante der zweite Dich tring 22 etwa in der Ebene der Endscheibe 14 angeordnet. Da bei ist der die Aufnahme 42 für den zweiten Dichtring 22 enthaltende Bereich 50 der Endscheibe 14 wiederum parallel zum übrigen Bereich 54 der Endscheibe 14 in axialer Richtung versetzt. Dieser versetzte Bereich 50 dient in dieser spezi ellen Ausführungsform gleichzeitig als Abstandsmittel, das für die Dichtringe 20 und 22 einen ausreichenden axialen Ab stand zum beidseitigen Einschließen der in Fig. 4 nicht dar gestellten Leerlaufbohrung gewährleistet.

Auf der bezüglich des Ringfilterelementes 10 außenliegenden Stirnseite des Bereiches 50 der Endscheibe 14 ist der erste Dichtring 20 angeordnet, auf den eine als Haltemittel die nende Haltescheibe 52 aufgesetzt ist. Dabei ist die Halte scheibe 52 etwa in der gleichen Weise ausgebildet wie die Endscheibe 14 und weist eine Aufnahme 56 für den ersten Dichtring 20 auf, durch die dieser in axialer und radialer Richtung positioniert ist. Die Haltescheibe 52 ist vorzugs weise durch Verschweißen, insbesondere Ultraschallverschwei ßen, an der Endscheibe 14 befestigt, wobei die Haltescheibe 52 beispielsweise aus Kunststoff besteht. Diese Ausführungs form entsprechend Fig. 4 stellt eine besonders preiswerte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Endscheibe 14 dar, da sie nur wenige, einfach herstellbare Einzelteile umfaßt.

Bei der Herstellung dieser Ausführungsform kann beispiels weise der zweite Dichtring 22 durch Ultraschallverschweißen mit dem Filterpapier 12 dicht verbunden werden. Anschließend kann die Endscheibe 14 auf den zweiten Dichtring 22 und das Filterpapier 12 aufgesetzt werden und mit beiden durch Pla stifizieren abdichtend verbunden werden. Durch das Aufsetzen und anschließende Verschweißen mit der Endscheibe 14 kann die Haltescheibe 52 den ersten Dichtring 20 gegenüber der Endscheibe 14 festlegen bzw. festklemmen, zusätzlich kann auch der erste Dichtring 20 selbst durch Ultraschallver schweißen mit der Endscheibe 14 und/oder mit der Halteschei be 52 verbunden sein.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 4 bestehen die Dichtringe 20, 22 vorzugsweise aus preiswertem Vlies- Material, das einfach mit den Materialien des Filterpapiers 12 und der Endscheibe 14 verbindbar ist und ausreichend Dichtwirkung aufweist.

In Fig. 5 ist eine alternative Ausgestaltungsform der erfin dungsgemäßen Endscheibe 14 dargestellt. Auf der bezüglich des Ringfilterelements 10 außenliegenden Stirnseite der End scheibe 14 ist eine Ringdichtung 58 angeordnet, die am Rohr stutzen 32 anliegt. Das Profil der Ringdichtung 58 hat einen bezüglich des Rohrstutzens 32 konkav gebogenen Verlauf und bildet an seinen axialen Enden zwei radial wirkende Dicht kanten 60. Die Dichtkanten 60 liegen kreislinienförmig an der als Anlagefläche dienenden Außenseite des zentrischen Rohrstutzens 32 an. Dabei verlaufen sie in axialer Richtung beiderseits der Leerlaufbohrung 44 im Stutzen 32.

Die Ringdichtung 58 weist eine mit dem Profil verbundene Tragscheibe 62 auf, die insbesondere durch Verschweißen an der Endscheibe 14 befestigt ist. Die Tragscheibe 62 weist dazu einen radialen, parallel zur Ebene der Endscheibe 14 verlaufenden Bereich 66 auf, wobei die Schweißverbindung zwischen der Endscheibe 14 und dem Bereich 66 durch Erhebun gen 68 symbolisiert ist. Der an der Endscheibe 14 befestigte Bereich 66 der Tragscheibe 62 ist über einen dazu abgewin kelten Bereich 64 mit dem Profil der Ringdichtung 58 verbun den. Dieser geneigte Bereich 64 ist dabei etwa axial mittig zwischen den Dichtkanten 60 an das Profil der Ringdichtung 58 angeschlossen. Dabei können Ringdichtung 58 und Trag scheibe 62 einteilig hergestellt werden oder die Ringdich tung 58 kann durch Aufspritzen an die Tragscheibe 62 ange formt werden.

Die etwa mittige im wesentlichen radiale Unterstützung der Ringdichtung 58 durch den geneigten Bereich 64 der Trag scheibe 62 bewirkt eine vorteilhafte Kraftübertragung von dem an der Endscheibe 14 befestigten Bereich 66 auf die Dichtkanten 60, was die Dichtwirkung unterstützt. Die Trag scheibe 62 der Ringdichtung 58 weist in axialer Richtung ei ne deutlich geringere Abmessung als das Profil der Ringdich tung 58 auf. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine erhebliche Materialeinsparung.

Die Ringdichtung 58 besteht aus Kunststoff, wobei wenigstens für die Tragscheibe 62 ein Kunststoff mit relativ hoher Steifigkeit gewählt ist. Die die Dichtkanten bildenden Pro filenden der Ringdichtung 58 können zur Verbesserung ihrer Abdichteigenschaften mit Weichmachern modifiziert werden.

Claims

1. Endscheibe für ein radial durchströmtes, austauschbar in einem Filtergehäuse einsetzbares Ring-Filterelement, ins besondere für ein Öl- oder Kraftstoffilter vorzugsweise ei nes Kraftfahrzeuges, die radial wirkende Dichtmittel auf weist, mit denen die Endscheibe eine axial verschiebbare Ab dichtung gegenüber einer zylindrischen Anlagefläche des Fil tergehäuses bildet, wobei die Dichtmittel in axialer Rich tung beiderseits einer in der Anlagefläche vorgesehenen Öff nung, insbesondere einer Leerlaufbohrung, an der Anlageflä che anliegen, wenn das Ring-Filterelement in das Filterge häuse eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Dichtmittel aus zwei separaten Dichtringen (20, 22) bestehen, die radial von der Endscheibe (14) abstehen,
- daß axial zwischen den Dichtringen (20, 22) Abstandsmittel (24, 26, 50) angeordnet sind und
- daß Haltemittel (16, 30, 52) vorgesehen sind, die wenig stens einen der Dichtringe (20, 22) mittelbar oder unmit telbar an der Endscheibe (14) axial festlegen.

2. Endscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmittel aus einem Abstandsring (24) bestehen und die Haltemittel aus einem an der Endscheibe (14) befe stigten ringförmigen Haltekragen (16) gebildet sind, der die Dichtringe (20, 22) und den Abstandsring (24) einfaßt und gegenüber der Endscheibe (14) radial und axial festlegt.

3. Endscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekragen (16) ein L-förmiges Profil aufweist, wo bei eine radiale Umfangsseite (25) des Haltekragens (16) an der Endscheibe (14) befestigt ist und die Dichtringe (20, 22) und den Abstandsring (24) radial begrenzt während eine axiale Stirnseite (18) des Haltekragens (16) die Dichtringe (20, 22) und den Abstandsring (24) axial begrenzt.

4. Endscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekragen (16) ein U-förmiges Profil aufweist, wo bei eine radiale Umfangsseite des Haltekragens (16) die Dichtringe (20, 22) und den Abstandsring (24) radial be grenzt während axiale Stirnseiten des Haltekragens (16) die Dichtringe (20, 22) und den Abstandsring (24) axial begren zen und eine der Stirnseiten an der Endscheibe (14) befe stigt ist.

5. Endscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsmittel aus einem Positionierring (26) beste hen, der für den ersten Dichtring (20) eine axiale und ra diale Sitzfläche (28) bildet, und die Haltemittel aus einem Spannring (30) bestehen, wobei der erste Dichtring (20) zwi schen dem Spannring (30) und dem Positionierring (30) gehal ten ist während der zweite Dichtring (22) unmittelbar an der Endscheibe (14) befestigt ist.

6. Endscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (30) am Positionierring (26) und dieser an der Endscheibe (14) befestigt ist.

7. Endscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (30) durch Einrasten am Positionierring (26) befestigt ist, wobei der Spannring (30) umfangsmäßig angeordnete, axial abstehende und radial federnde Rastmittel (34, 36) aufweist, die einen vom Positionierring (26) radial abstehenden Absatz (38) einrastend übergreifen.

8. Endscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastmittel aus mehreren Bügeln oder aus einer umlau fenden Schürze (34) bestehen, wobei zum Eingriff am Kragen an jedem Bügel eine Nase bzw. an der Schürze (34) eine um laufende Nase (36) vorgesehen ist.

9. Endscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (30) an der Endscheibe (14) befestigt ist und der Positionierring (26) auf der Endscheibe (14) auf liegt oder an dieser befestigt ist, wobei der Spannring (30) den ersten Dichtring (20) und den Positionierring (26) über greift.

10. Endscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannring (30) einen radial abstehenden Kragen (46) aufweist mit dem er an der Endscheibe (14) befestigt ist.

11. Endscheibe nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtring (22) etwa in der Ebene der End scheibe (14) angeordnet ist.

12. Endscheibe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheibe (14) in einem als Aufnahme (42) für den zweiten Dichtring (22) dienenden Bereich (50) einen zu ihrem übrigen Bereich (54) parallelen, axial versetzten Verlauf aufweist.

13. Endscheibe nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß an den sich gegenüberliegenden Flächen von Positionier ring (26) und Spannring (30), die zum Halten des ersten Dichtringes (20) an diesem anliegen, axial abstehende Vor sprünge (40) vorgesehen sind, die den ersten Dichtring (20) im eingebauten Zustand lokal verformen.

14. Endscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel aus einer an der Endscheibe (14) befe stigten Haltescheibe (52) bestehen, die Dichtringe (20, 22) beiderseits der Endscheibe (14) angeordnet sind und die End scheibe (14) in diesem Bereich (50) als Abstandsmittel dient, wobei der erste Dichtring (20) zwischen der Halte scheibe (52) und der Endscheibe (14) radial und axial fest gelegt und der zweite Dichtring (22) unmittelbar an der End scheibe (14) befestigt ist.

15. Endscheibe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Dichtring (22) etwa in der Ebene der End scheibe (14) angeordnet ist, wobei die Endscheibe (14) in diesem Bereich (50) einen zu ihrem übrigen Bereich (54) pa rallelen, axial versetzten Verlauf aufweist.

16. Endscheibe nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß an den sich gegenüberliegenden Flächen von Haltescheibe (52) und Endscheibe (14), die zum Halten des ersten Dich tringes (20) an diesem anliegen, axial abstehende Vorsprünge vorgesehen sind, die den ersten Dichtring (20) im eingebau ten Zustand lokal verformen.

17. Endscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtringe (20, 22) aus Vlies-Material bestehen.

18. Endscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des An spruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel aus einer separaten Ringdichtung (58) bestehen, die zwei axial beabstandete Dichtkanten (60) und eine an der Endscheibe (14) befestigbare Tragscheibe (62) aufweist.

19. Endscheibe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtung (58) ein bezüglich der Anlagefläche (32) konkav gewölbtes Profil aufweist, wobei die Dichtkanten (60) an den axialen Enden des Profils ausgebildet sind.

20. Endscheibe nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtung (58) bezüglich des Ringfilterelements (1) außen an der Endscheibe (14) angeordnet ist.

21. Endscheibe nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheibe (62) in axialer Richtung eine geringere Abmessung als das Profil der Ringdichtung (58) aufweist.

22. Endscheibe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheibe (62) einen radialen Endbereich (64) auf weist, der etwa in der Höhe der Mittelebene des Profils der Ringdichtung (58) mit dieser verbunden ist, einen zur End scheibe (14) hinführend geneigten Verlauf aufweist und in einen radial verlaufenden, am stirnseitigen Ende der End scheibe (14) befestigten Bereich (66) übergeht.

23. Endscheibe nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdichtung (58) einteilig mit der Tragscheibe (62) hergestellt ist.

24. Endscheibe nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß Ringdichtung (58), Tragscheibe (62) und Endscheibe (14) aus Kunststoff bestehen.

25. Endscheibe nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkanten (60) der Ringdichtung (58) mit Weichma chern behandelt sind.