DE19901399A1

DE19901399A1 - Rundfilterpatrone mit Stützrohr

Info

Publication number: DE19901399A1
Application number: DE19901399A
Authority: DE
Inventors: Bertram Bartelt; Juergen Fleischmann; Fritz Kupfer; Richard E Pawlik; Wolfgang Schloder
Original assignee: Filterwerk Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 1999-01-15
Filing date: 1999-01-15
Publication date: 2000-07-20
Anticipated expiration: 2019-01-16
Also published as: FR2788447B1; CH694632A5; DE19901399B4; FR2788447A1

Abstract

Es wird eine Filterpatrone, insbesondere zur Filtrierung von Flüssigkeiten, vorgeschlagen, die Endscheiben und ein Stützrohr aufweist. Diese Patronen müssen insbesondere bei Einsatz in der Flüssigkeitsfiltrierung hohe Druckunterschiede aushalten. Die Schwachstelle ist dabei im allgemeinen die Klebeverbindung 22, die zur Aufnahme des Filterpapiers 20 sowie des Stützrohrs 19 vorgesehen ist. Um hier eine stabilere Verbindung herzustellen, wird ein durch die Seitenwände 29 gebildetet Hohlraum 28 mit Klebstoff ausgefüllt, der durch Durchbrechungen 27 im Stützrohr treten kann und eine formschlüssige Verbindung erzeugt. Weiterhin sind Abstandshalter 32 vorgesehen, die einen Abstand des Filterpapiers zum Boden 21 der Endscheibe bewirken und so zu einer gleichmäßigeren Verteilung des Klebstoffs führen.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Rundfilterpatrone mit Stützrohr, welche insbesondere verklebte Endscheiben aufweist, nach der Gattung des Patentanspruches 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Filtergehäuse, in das die oben genannte Filterpatrone eingebaut ist.

Derartige Filterpatronen sind bekannt und werden unter anderem für die Filtrierung von Flüssigkeiten verwendet. Das Stützrohr ist notwendig, weil die an der Filterpatrone anliegenden Druckunterschiede sehr hoch werden können. Eine Filterpatrone mit Stützrohr ist z. B. aus der US 5 302 284 bekannt. Bei einer Druckbeanspruchung der Patrone ist bei solchen Filterpatronen als Schwachstelle die Verklebung des Filterpapiers mit den Endscheiben sowie die Verbindung zwischen Endscheibe und Mittelrohr anzusehen. Dieses Problem wird gemäß der oben genannten US Schrift dadurch gelöst, daß das Stützrohr integraler Bestandteil der Endscheiben ist. Diese Verbindung ist somit in der Lage, die an der Patrone anliegenden Druckunterschiede zu ertragen und gleichzeitig das Filterpapier in genügender Weise zu stützen, so daß auch diesbezüglich ein Bauteilversagen vermieden wird.

Jedoch ist die beschriebene Gestaltung der Filterpatrone mit einem hohen fertigungstechnischen Aufwand verbunden, da sich die Geometrie einer Endscheibe mit integriertem Stützrohr schwer herstellen läßt. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, Stützrohr und Endscheibe nach deren Fertigung zu verbinden. Dadurch entsteht aber ein zusätzlicher Fertigungsschritt bei der Herstellung der Patrone was sich ebenfalls negativ auf deren Herstellkosten auswirkt.

Aufgabe der Erfindung ist daher, eine Filterpatrone zu schaffen, die kostengünstig in der Herstellung ist und die geforderten Druckunterschiede zwischen ihrer Roh- und Reinseite erträgt. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Außerdem wird gemäß Anspruch 7 ein Filter beansprucht, in den die erfindungsgemäße Filterpatrone eingebaut ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Filterpatrone weist ein ringförmiges Filtermedium auf, welches unter Zuhilfenahme eines Füllstoffes mit mindestens einer Endscheibe verbunden ist. Dabei reicht die Stirnseite des Filtermediums in den Füllstoff, der aus einem Klebstoff oder auch einem Schäumstoff bestehen kann, hinein. Selbiges gilt für ein Stützrohr, welches in direkter Nachbarschaft der äußeren oder auch der inneren Mantelfläche des Filtermediums angeordnet ist. Das Filtermedium kann z. B. aus einem Filterpapier oder auch aus einem Vliesmaterial oder einer Kombination dieser Materialien bestehen. Die Endkanten dieses Stützrohrs tauchen in den Füllstoff ein. Um die Verbindung, die lediglich durch den Füllstoff, insbesondere eine Klebeverbindung, hergestellt wird, möglichst stabil zu gestalten, weist das Stützrohr im Bereich des Füllstoffes Durchbrüche auf, in die der Füllstoff bei der Herstellung der Filterpatrone hineinfließt. Hierdurch wird zusätzlich zu der stoffschlüssigen Klebeverbindung eine formschlüssige Verbindung erreicht, die nach dem Aushärten des Füllstoffes eine höhere Belastbarkeit der Filterpatrone hinsichtlich des ertragbaren Druckunterschiedes erzeugt. Selbstverständlich ist das Stützrohr derart gestaltet, daß es durchlässig für das zu filternde Fluid ist. Dies kann z. B. durch einen gitterartigen Aufbau erreicht werden.

Das Einbringen des Stützrohrs in den Füllstoff schafft eine Verbindung zwischen diesen Bauteilen, die aufgrund der genannten Durchbrüche hohe Festigkeitswerte erreicht. Da das Einbringen eines Füllstoffes wegen der notwendigen Abdichtung zwischen Filtermedium und Endscheibe sowieso notwendig ist, muß hierfür kein zusätzlicher Fertigungsschritt vorgesehen werden, was die Herstellung der Filterpatrone vereinfacht und somit Kosten spart. Durch Vorsehen der genannten Durchbrüche läßt sich für diese Klebeverbindung auch die notwendige Festigkeit für hohe Druckunterschiede an der Filterpatrone erzeugen. Dies hat den Vorteil, daß für entsprechende Anwendungsfälle eine hohe Filterfeinheit gewählt werden kann, um z. B. bei dem Einsatz der Filterpatrone in Erordiermaschinen genügende Abscheidegrade für anfallende Partikel zu erzielen. Eine andere Möglichkeit, die sich durch die Realisierbarkeit höherer Druckunterschiede ergibt, ist die Verringerung der Filterfläche. Dies kann bei Anwendungsfällen vorteilhaft sein, in denen Bauraum für die Filterpatrone gespart werden muß. Die geforderte Filterkapazität kann dann durch Verwendung dickerer Filterpapiere erreicht werden.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung wird als Stützrohr ein Lochblech verwendet, welches ringförmig zusammengeschlossen ist. Dieses muß so ausgeführt sein, daß die Löcher des Lochbleches auch in den Bereich hineinreichen, der durch den Füllstoff benetzt wird. Die dort befindlichen Löcher übernehmen dann die Aufgabe der beschriebenen Durchbrüche, also die Bildung einer formschlüssigen Verbindung zusammen mit dem Füllstoff. Diese Variante hat den Vorteil, daß das Stützrohr einfach hergestellt werden kann. Die für die beschriebene Verbindung mit dem Füllstoff notwendigen Durchbrüche sind im Halbzeug schon vorhanden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können zusätzlich zu den im Lochblech vorhanden Löchern weitere Durchbrüche in besagten Bereich des Stützrohres vorgesehen werden. Hierdurch läßt sich die Festigkeit der Verbindung zwischen Füllstoff und Stützrohr weiter erhöhen. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Stützrohr aufgrund geringer Durchflussmengen am Filtereinsatz nur wenige Löcher aufweist. Dies hat automatisch zur Folge, daß die Löcher im Bereich des Füllstoffes zu Erhöhung der Festigkeit der Verbindung nicht ausreichen. Außerdem wird durch diese Maßnahme auch die Verwendung von Lochblechen mit großen Löchern möglich. Zur Erzeugung der Füllstoff-Stützrohrverbindung können dann kleinere Durchbrüche vorgesehen werden, die sich vollständig im Bereich des Füllstoffes befinden. Die größeren Löcher könnten diese Aufgabe nicht erfüllen, wenn sie nicht vollständig vom Füllstoff eingeschlossen sind.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß die Endscheibe der Filterpatrone im Schnitt gesehen eine profilierte Seitenwand aufweist. Das Profil der Seitenwand ist so gestaltet, daß das angrenzende Stützrohr zusammen mit der Seitenwand einen Hohlraum bildet. Der Füllstoff kann dann durch die Durchbrüche in den Hohlraum fließen, so daß eine Verklebung des Stützrohres auf beiden Seiten der Rohrwand möglich wird. Hierdurch entsteht eine zusätzliche Stabilisierung dieser Verbindung. Außerdem bewirkt ein derartiges Profil der Seitenwand auch eine formschlüssige Verbindung zwischen Füllstoff und Endscheibe. Die Maßnahme ist also zur weiteren Erhöhung der Druckfestigkeit der Filterpatrone geeignet.

Um auch eine höhere Festigkeit der Verbindung zwischen Filterpapier und Endscheibe zu erreichen, ist gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung der Boden der Endscheibe mit Abstandshaltern versehen. Diese bewirken, daß die Stirnseite des Filtermediums den Boden der Endscheibe nicht berührt. Infolgedessen kann sich der Füllstoff besser verteilen, im übrigen kann auch die Stirnseite des Filtermediums besser benetzt werden. Dadurch kommt eine höhere Festigkeit der Verbindung zwischen Filtermedium und Endscheibe zustande, so daß auch in diesem Bereich die ertragbaren Drücke erhöht werden. Dies ist vor allen Dingen deshalb wichtig, weil ein Versagen der Filterpatrone immer im schwächsten Bereich auftritt. Die Maßnahme ist also geeignet, die Verklebung des Filtermediums an die durch das Stützrohr ertragbaren Drücke anzupassen. Die Abstandshalter können aus ringförmigen Einlegeteilen bestehen, oder auch als Teil der Endscheibe, z. B. als Absatz in der Seitenwand der Endscheibe, ausgeführt sein.

Es ist vorteilhaft, die Abstandhalter in radialer Richtung zu durchbrechen. Dadurch wird verhindert, daß diese eine ringförmige Struktur in der Endscheibe erhalten. Diese ringförmige Struktur würde sonst wie ein Damm für den fließenden Füllstoff wirken. Werden sie jedoch in radialer Richtung durchbrochen kann sich der Füllstoff besser in der Endscheibe verteilen.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird die Endscheibe der Filterpatrone als Stanzteil aus Blech hergestellt. Die Abstandshalter können dann in Form von Sicken durch Verformung des Stanzteils, z. B. durch Tiefziehen erzeugt werden. Selbiges gilt für die Seitenwand, die den Hohlraum für das Stützrohr bildet. Auf die gleiche Weise kann auch eine Seitenwand hergestellt werden, die keinen Hohlraum bildet.

Eine der Endscheiben der Filterpatrone kann vorteilhafterweise auch geschlossen hergestellt werden, das heißt, daß sie den im Inneren der Filterpatrone befindlichen Innenraum abdeckt. Auf dieser Seite der Filterpatrone ist also eine Abdichtung gegenüber dem Gehäuse nicht notwendig, was ebenfalls zu einer Erhöhung der ertragbaren Druckunterschiede führen kann. Die gegenüberliegende Seite ist offen, da der Innenraum als Roh- oder Reinseite fungiert, und daher mit einem Ein- oder Auslaß verbunden sein muß.

Ein Filter gemäß Anspruch 9 weist die erfindungsgemäße Filterpatrone auf. Es lassen sich hierdurch die genannten Vorteile erzielen.

Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

Zeichnung

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen

Fig. 1 den schematischen Querschnitt durch ein Gehäuse mit der eingebauten Filterpatrone und

Fig. 2 das Detail X gemäß Fig. 1, wobei die Variante gemäß Fig. 2 die gestalterischen Details im Bereich der Endscheibe zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist ein Filter schematisch dargestellt. Dieser weist ein topfförmiges Gehäuse 10 und einen Deckel 11 auf. Nach dem Öffnen des Deckels 11 kann eine Filterpatrone 12 in das Gehäuse 10 eingesetzt werden, wobei diese nach Schließen des Gehäuses durch Aufnahmen 13 gehalten wird. Das Gehäuse weist einen Einlaß 14 auf, welcher in einen Innenraum 15 der Filterpatrone mündet. Eine Rohseite 16 des Filters ist durch eine Dichtung 17 von einer Reinseite 18 des Filters abgetrennt. Auf der Reinseite 18 ist ein Stützrohr 19 angebracht. Dies ist zusammen mit einem sternförmig gefaltetem Filterpapier 20 in Endscheiben 21 eingebracht und durch eine Klebemasse 22 dichtend mit diesem verbunden. Das Gehäuse weist weiterhin einen Auslaß 23 zur Ausleitung des gefilterten Fluids auf.

Fig. 2 stellt den Radialschnitt durch eine der Endscheiben 21 dar, wobei in diese das Filterpapier 20 sowie das Stützrohr 19 eingebracht sind. Das Stützrohr besteht aus einem Lochblech mit Löchern 24 und ist daher für das Fluid durchlässig. Eine Endkante 25 taucht in die Klebemaße 22 ein. In einem Bereich 26, der an die Endkante 25 angrenzt und durch die Benetzungsfläche der Klebemaße 22 definiert ist, sind in das Stützrohr 19 zusätzliche Durchbrüche 27 eingebracht. Durch diese vermag die noch nicht ausgehärtete Klebemasse in einen Hohlraum 28 zu fließen, der durch die Außenwand des Stützrohrs sowie durch eine profilierte Seitenwand 29 gebildet wird. Zum Innenraum 15 der Filterpatrone hin weist die Endscheibe eine weitere Seitenwand 29a auf, welche in einen Deckelabschnitt 30 mündet, der die Filterpatrone einseitig verschließt.

Auf einem Boden 31 der Endscheibe 21 sind Abstandshalter 32 angebracht. Diese verlaufen konzentrisch im durch die Seitenwände 29, 29a gebildeten Raum. Die Abstandshalter 32 sind also wulstartige ringförmige Erhebungen auf dem Boden 31 der Endscheibe, wobei in diesem Ausführungsbeispiel ein innerer und ein äußerer Ring vorgesehen ist. Der dargestellte Radialschnitt der Endscheibe verläuft durch eine Aussparung 33 im inneren ringförmigen Abstandshalter. Die Aussparungen 33 des äußeren Ringes sind hierzu versetzt angeordnet, so daß der äußere Ring des Abstandhalters durch den dargestellten Radialschnitt geschnitten wird. Bei der Herstellung der Filterpatrone wird das Filterpapier 20 mit einer Stirnseite 34 auf die Abstandshalter 32 aufgesetzt. Die Klebemasse kann sich dann in der Endscheibe verteilen, indem sie durch die Aussparungen 33 fließt.

Bezugszeichenliste

10

Gehäuse

11

Deckel

12

Filterpatrone

13

Aufnahme

14

Einlaß

15

Innenraum

16

Rohseite

17

Dichtung

18

Reinseite

19

Stützrohr

20

Filterpapier

21

Endscheibe

22

Klebemasse

23

Auslaß

24

Loch

25

Endkante

26

Bereich

27

Durchbruch

28

Hohlraum

29

Seitenwand

30

Deckelabschnitt

31

Boden

32

Abstandshalter

33

Aussparung

34

Stirnseite

Claims

1. Filterpatrone, insbesondere für die Filtrierung von Flüssigkeiten, die ein ringförmiges Filtermedium, insbesondere ein sternförmig gefaltetes Filterpapier (20), aufweist, wobei mindestens eine der Stirnseiten (34) des Filtermediums mit einer Endscheibe (21) unter Zuhilfenahme eines Füllstoffes, insbesondere einer Klebemasse (22), fest verbunden ist und ein Stützrohr (19) für das Filtermedium vorgesehen ist, welches mit Endkanten (25) in den Füllstoff eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr (19) in einem Bereich (26), der mit dem Füllstoff in Verbindung steht, Durchbrüche (27) aufweist.

2. Filterpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohr aus einem Lochblech besteht, wobei die Durchbrüche (27) im Bereich (26) des Stützrohres durch den dort befindlichen Teil der im Lochblech befindlichen Löcher gebildet werden.

3. Filterpatrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich (26) des Stützrohres zusätzlich weitere Durchbrüche vorgesehen sind.

4. Filterpatrone nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine an das Stützrohr (19) angrenzende Seitenwand (29) der Endscheibe (21) im Radialschnitt ein einen Hohlraum (28) zwischen Stützrohr (19) und Seitenwand (29) bildendes Profil aufweist.

5. Filterpatrone nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Boden (29) der Endscheibe (21) Abstandshalter (32) für die Stirnseiten (34) des Filtermediums angeordnet sind.

6. Filterpatrone nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshalter (32) in radialer Richtung durch Aussparungen (33) durchbrochen sind.

7. Filterpatrone nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endscheibe (21) ein Stanzteil ist, wobei die den Hohlraum (28) bildende Seitenwand (29) und die Abstandshalter (32) durch Verformung des Stanzteils gebildet sind.

8. Filterpatrone nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Endscheiben (21) einen durch das Filtermedium gebildeten Innenraum (15) der Filterpatrone verschließt.

9. Filter, umfassend ein Gehäuse (10) mit einem Einlaß (14), einem Auslaß (23) und einer Aufnahme (13) für den Einbau einer Filterpatrone, die eine Rohseite (16) der Filters von einer Reinseite (18) dichtend abtrennt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Filterpatrone gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingebaut ist.