DE19850576C2

DE19850576C2 - Filterpatronenanordnung

Info

Publication number: DE19850576C2
Application number: DE19850576A
Authority: DE
Inventors: Rainer Kaffenberger
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1998-11-03
Filing date: 1998-11-03
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2018-11-04
Also published as: EP1137473A1; AU6335299A; US6398838B1; WO2000025892A1; AR020977A1; DE19850576A1

Description

Technisches Gebiet

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.

Stand der Technik

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.

Darstellung dar Erfindung

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.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

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.

Ausführung der Erfindung

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

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.