DE19850576C2 - Filterpatronenanordnung - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Filterpatronenanordnung, umfassend eine Filterpa
trone, die stirnseitig dichtend mit einem Schnappring verbunden ist, wobei der
Schnappring in eine Durchbrechung eines Filtergehäuses einschnappbar ist
und wobei der Schnappring einen außenumfangsseitigen Radialvorsprung
aufweist.
Eine solche Filterpatronenanordnung ist aus der DE 78 08 090 U1 bekannt.
Der Schnappring besteht aus einem Kunststoff mit einer radial nach außen of
fenen Umfangsnut. Das Filtergehäuse ist mit einer Durchbrechung versehen,
wobei die Randbereiche der Durchbrechung in die Umfangsnut einschnappbar
sind. Die Abdichtung der Umfangsnut gegenüber den Randbereichen erfolgt
dadurch, daß im Nutgrund der Umfangsnut ein Dichtring angeordnet ist. Der
Dichtring berührt die die Durchbrechung begrenzende Wandung des Filterge
häuses entlang seines Außenumfangs dichtend. Dabei ist allerdings zu beach
ten, daß die vorbekannte Filterpatronenanordnung nur in einem eng begrenzten
Temperatur- und Maßtoleranzbereich der Durchbrechung
zufriedenstellende Gebrauchseigenschaften aufweist. Durch
die Anordnung der Dichtung in radialer Richtung zwischen
dem Nutgrund der Umfangsmut und der die Durchbrechung be
grenzenden Wandung des Filtergehäuses wirken sich Tempera
turschwankungen, durch von einander abweichende Wärmedeh
nungen der verschiedenen Materialien, besonders nachteilig
auf die Abdichtung in diesem Bereich aus. Durch eine sich
temperaturbedingt verringernde Vorspannung der Dichtung in
radialer Richtung besteht leicht die Möglichkeit, daß das
zu filternde Medium ungefiltert an der Dichtung vorbei, von
der Anströmseite zur Abströmseite der Filterpatrone gelangt.
Das gleiche Leckageproblem tritt auf, wenn die Durchbre
chung oberhalb ±1 mm fertigungsbedingte Toleranzschwan
kungen aufweist.
Die Anordnung einer Axialdichtung zwischen der Oberfläche
einer in der Lochplatte angeordneten Aussparung und der un
teren Randfläche des Flansches ist aus der DE-GM 17 42 265
bekannt. Die Filterpatrone wird in die Lochplatte einge
setzt, wobei nicht ausgeführt wird, auf welche Art und Wei
se die Filterpatrone in der Lochplatte befestigt ist.
Die US 5 817 234 zeigt eine Filterpatrone, welche mittels
einer radial innenseitigen Schnappverbindung gehalten ist.
Eine Abdichtung der Bauteile ist hier nicht vorgesehen.
Aus der DE 197 16 085 A1 ist die Befestigung einer Filter
patrone mittels einer Schnappverbindung an einem Ende be
kannt. Dabei ist die Filterpatrone am gegenüberliegenden
Ende über eine Radialdichtung gegen das Gehäuse entlang ei
nes Stutzens abgedichtet. Diese Schnappverbindung legt die
Lage der Filterpatrone eindeutig fest.
In der US 5,785,724 ist ein Schnappring für eine Filterpat
rone gezeigt, der sich in axialer Richtung erstreckende
Zungen aufweist. Zwischen zwei benachbarten Zungen ist ein
Zwischenraum begrenzt. Die Enden der Zungen sind nach innen
eingebogen. Die Zungen sind selbst so gekrümmt, dass sie
beim Einbau einfedern und wieder zurückfedern. Eine Abdich
tung des Schnapprings über einen Dichtring ist nicht vorge
sehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filterpatro
nenanordnung der eingangs genannten Art derart weiterzuent
wickeln, daß diese - unabhängig von den Temperaturen, mit
denen sie während der Gebrauchsdauer beaufschlagt wird und
unabhängig von den Fertigungstoleranzen - in jedem Fall ei
ne sichere Abdichtung zwischen dem Schnappring und dem Fil
tergehäuse gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Markmalen von
Anspruch 1 gelöst. Auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen
die Unteransprüche Bezug.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß der Radial
flansch als kreisringförmige Dichtflache ausgebildet ist
und mittels einer Dichtung auf der dem Radialflansch zuge
wandten Seite des Filtergehäuses dichtend abgestützt ist
und daß die Dichtung in axialer Richtung unter axialer Vor
spannung zwischen dem Radialflansch und der dem Radial
flansch zugewandten Seite des Filtergehäuses angeordnet
ist. Unabhängig von den unterschiedlichen
Wärmedehnungen und Toleranzen der Materialien von Schnappring,
Dichtring und Filtergehäuse ist stets eine ausgezeichnete Abdichtung zwischen
dem Schnappring und dem Filtergehäuse gewährleistet. Dabei spielt es keine
Rolle, mit welchen Temperaturen die Filterpatronenanordnung beaufschlagt
wird.
Bevorzugt bilden der Schnappring und die Dichtung eine vormontierbare Ein
heit. Dazu kann es vorgesehen sein, daß die Dichtung adhäsiv mit dem Ra
dialflansch verbunden ist.
Die Dichtung ist bevorzugt als kreisringförmige Dichtscheibe ausgebildet, wo
bei das Verhältnis aus der radialen Breite der Dichtscheibe und deren axialer
Dicke bevorzugt 2 bis 20 beträgt. Bei einem derartigen Verhältnis sind Wärme
dehnungen in axialer Richtung vernachlässigbar gering, so daß die axiale Vor
spannung, mit der die Dichtung zwischen dem Radialflansch und dem Filterge
häuse angeordnet ist, während der bestimmungsgemäßen Verwendung stets
gleichbleibt.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, daß die Dicht
scheibe aus einem Vliesstoff besteht, der einen größeren Strömungswider
stand aufweist als der Filterwerkstoff der Filterpatrone. Dies ist deshalb erfor
derlich, um einen Strömungskurzschluß des zu filternden Mediums an der Fil
terpatrone vorbei durch die Dichtscheibe zu vermeiden. Eine Dichtscheibe aus
einem Vliesstoff hat den Vorteil, daß sie in fertigungstechnischer Hinsicht ein
fach, beispielsweise durch Ultraschall, auf den Radialflansch des Schnapprings
aufschweißbar ist, sofern der Schnappring aus einem polymeren Werkstoff
besteht. Generell besteht auch die Möglichkeit, den Schnappring aus einem
metallischen Werkstoff zu fertigen.
Nach einer anderen Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, daß die Dicht
scheibe aus einem elastomeren Werkstoff besteht. In einem solchen Fall hat
es sich als vorteilhaft bewährt, wenn die aus dem elastomeren Werkstoff be
stehende Dichtscheibe mit dem Radialflansch verklebt oder vulkanisiert ist, um
dadurch eine vormontierbare Einheit, bestehend aus Schnappring und Dich
tung zu erhalten.
Der Schnappring hat bevorzugt zumindest zwei in Umfangsrichtung verteilt an
geordnete, in radialer Richtung federnde Rastnocken aufweisen, die radial au
ßenseitig in das Filtergehäuse einschnappbar sind. Bevorzugt sind die Rast
nocken gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Die Rastnocken
sind dabei so gestaltet, daß die Dichtung zwischen Radialflansch und Filterge
häuse stets mit ausreichender axialer Vorspannung gehalten ist. Die Haltekral
len weisen bevorzugt einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt auf,
wobei die Rastnocken auf der dem Radialflansch abgewandten Seite einen
Fügewinkel aufweisen, der 15 bis 30° beträgt. Auf der dem Radialflansch zu
gewandten Seite weisen die Rastnocken demgegenüber einen Haltewinkel auf,
mit dem sie die randseitige Begrenzung der Durchbrechung des Filtergehäuses
hintergreifen, der 30 bis 45° beträgt. Durch eine derartige Ausgestaltung der
Rastnocken ist einerseits eine leichte Montage des Schnapprings mit der Fil
terpatrone in die Durchbrechung des Filtergehäuses sowie andererseits eine
leichte Zentrierung innerhalb der Durchbrechung bedingt. Durch den zur Achse
der Filterpatrone größeren Haltewinkel wird demgegenüber eine sichere und
dauerhafte Verbindung des Schnapprings mit dem Filtergehäuse gewährleistet.
Der Schnappring kann mit einer Demontageeinrichtung versehen sein. Zum
Reinigen der Filterpatrone oder deren Austausch ist dies von hervorzuheben
dem Vorteil. Die Demontageeinrichtung kann beispielsweise durch Ausneh
mungen innerhalb des Schnapprings gebildet sein, um eine Entnahme entge
gen der Montagerichtung zu ermöglichen.
Bevorzugt besteht der Schnappring aus einem polymeren Werkstoff. Hierbei ist
von Vorteil, daß sich einerseits eine gute stirnseitige Verbindung des
Schnapprings mit der Filterpatrone, beispielsweise durch Eingießen erzielen
läßt und die Rastnocken andererseits in radialer Richtung eine ausreichend
große elastische Nachgiebigkeit aufweisen. Außerdem ist eine solche Filterpa
tronenanordnung in wirtschaftlicher Hinsicht kostengünstig herstellbar.
Ein Ausführungsbeispiel einer Filterpatronenanordnung wird nachfolgend an
hand der schematisch dargestellten Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Filterpatronenan
ordnung in geschnittener Darstellung,
Fig. 2 den Schnappring der Filterpatronenanordnung aus Fig. 1 als Einzel
teil.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Filterpatronenanordnung gezeigt.
Die Filterpatrone 1 besteht aus einem Faservliesstoff und ist in Umfangsrich
tung plissiert. Die Filterpatrone 1 und der Schnappring 2 sind dadurch mitein
ander verbunden, daß die Stirnseite 12 der Filterpatrone 1 in eine axial offene,
kreisringförmige Nut des Schnapprings 2 durch Polyurethan eingegossen ist.
Der Schnappring 2 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus Polyamid, wäh
rend das Filtergehäuse 4 aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise
aus Blech besteht. Die Durchbrechung 3 des Filtergehäuses 4 ist durch eine
Bohrung gebildet, in die die sechs gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilten
Rastnocken 9, 10, 13 bis 16 unter elastischer radialer Vorspannung einge
schnappt sind.
Der Radialflansch 5 weist eine kreisringförmige Dichtfläche 6 auf, an der die
Dichtscheibe 8 aus Vliesstoff durch Ultraschall angeschweißt ist. Im hier ge
zeigten Ausführungsbeispiel beträgt das Verhältnis aus der Breite 17 und der
Dicke 18 der Dichtung 7 fünfzehn.
Die Rastnocken 9, 10, 13 bis 16 sind jeweils übereinstimmend ausgebildet,
wobei der Fügewinkel 19 in diesem Ausführungsbeispiel 20°, der Haltewinkel
20 45° beträgt.
Die Demontageeinrichtung 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch eine
umfangsseitig umlaufende, nutförmige Ausnehmung gebildet, in die zur De
montage der Filterpatrone 1 aus dem Filtergehäuse 4 ein Hebelwerkzeug ein
gesetzt werden kann.
In Fig. 2 ist der Schnappring 2 als Einzelteil gezeigt. Die sechs Rastnocken 9,
10, 13 bis 16 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet.
Auf der den Rastnocken 9, 10, 13 bis 16 abgewandten Seite ist der Radial
flansch 5 des Schnapprings 2 mit seiner Dichtfläche 6 angeordnet.
Claims (11)
1. Filterpatronenanordnung, umfassend eine Filterpatrone,
die stirnseitig dichtend mit einem Schnappring verbun
den ist, wobei der Schnappring in eine Durchbrechung
eines Filtergehäuses einschnappbar ist und wobei der
Schnappring einen außenumfangsseitigen Radialflansch
aufweist, wobei der Radialflansch (5) als kreisring
förmige Dichtfläche (6) ausgebildet ist und mittels
einer Dichtung (7) auf der der Radialseite (5) zuge
wandten Seite des Filtergehäuses (4) dichtend abge
stützt ist und wobei die Dichtung (7) in axialer Rich
tung unter axialer Vorspannung zwischen dem Radial
flansch (5) und der dem Radialflansch (5) zugewandten
Seite des Filtergehäuses angeordnet ist.
2. Filterpatronenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Schnappring (2) und die Dich
tung (7) eine vormontierbare Einheit bilden.
3. Filterpatronenanordnung nach eine der Ansprüche 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (7) durch
eine kreisringförmige Dichtscheibe (8) gebildet ist.
4. Filterpatronenanordnung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Dichtscheibe (8) aus Vliesstoff
besteht, der einen geringeren Strömungswiderstand auf
weist als der Filterwerkstoff der Filterpatrone (1).
5. Filterpatronenanordnung nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Dichtscheibe (8) aus einem e
lastomeren Werkstoff besteht.
6. Filterpatronenanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, dass der Schnappring (2) zumindest zwei
in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, in radialer
Richtung federnde Rastnocken (9, 10) aufweist, die ra
dial außenseitig in das Filtergehäuse (4) einschnapp
bar sind.
7. Filterpatronenanordnung nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Rastnocken (9, 10) so gestaltet
sind, dass die Dichtung (7) stets mit ausreichender
axialer Vorspannung gehalten ist, wofür die Rastnocken
(9, 10) auf der dem Radialflansch abgewandten Seite ei
nen Fügewinkel (19) und auf der dem Radialflansch zu
gewandten Seite einen Haltewinkel (20) aufweisen.
8. Filterpatronenanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis
7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnocken (9, 10)
gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt sind.
9. Filterpatronenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnappring (2)
eine Demontageeinrichtung (11) aufweist.
10. Filterpatronenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnappring (2)
aus einem polymeren Werkstoff besteht.
11. Filterpatronenanordnung nach Anspruch 10, dadurch ge
kennzeichnet, dass der polymere Werkstoff elektrosta
tisch leitfähig ist.
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