DE19936495C2 - Filterpatrone - Google Patents

Abstract

Filterpatrone, umfassend einen Filterkörper (1), der mit einer seiner Stirnseiten (2) an einem Stützring (3) dichtend festgelegt ist, wobei der Stützring (3) außenumfangsseitig einen Radialflansch (4) aufweist, der mit einem Filtergehäuse (14) dichtend in Eingriff bringbar ist, wobei zumindest eine der Stirnseiten (15, 16) des Radialflansches (4) mittels einer Dichtung (17, 18) auf einer dieser Stirnseiten (15, 16) zugewandten Gegenfläche (19, 20) dichtend abstützbar ist. Die Stirnseite (15, 16) des Radialflansches (4), die der Gegenfläche (19, 20) zugewandt ist, weist zumindest einen Kompressionsbegrenzer (21, 22) für die Dichtung (17, 18) auf, wobei der Kompressionsbegrenzer (21, 22) die Gegenfläche (19, 20) während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Filterpatrone anliegend berührt.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Filterpatrone nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Filterpatrone der vorstehend genannten Art ist aus EP 610 545 B1 bekannt. Bei dieser bekannten Filterpatrone wird der Radialflansch von dem Halteflansch aus polymerem Werkstoff gebildet, welcher den Filtereinsatz aufnimmt. Dieser Radialflansch trägt Dichtlippen. Der dort vorgesehene Stützring umgreift den Halteflansch mit den Dichtlippen und dient zur lagegerechten Ausrichtung von Halteflansch, Stützring und Filtergehäuse. Der Radialflansch ist bei dieser Filterpatrone in dichtenden Eingriff mit einem Filtergehäuse bringbar, und an dem als Halteflansch dienenden Radialflansch sind Dichtungen vorgesehen, welche zur Anlage gegen Gegenflächen zum dichten Abschluß kommen, die einerseits von einer inneren Fläche des Stützrings und andererseits von einer Oberfläche des Gehäuses der Filteranordnung gebildet werden. Eine gleichmäßige Anpreßkraft zur Abdichtung an einem Gehäuse wird hierbei dadurch erzielt, daß ein einfederbarer Vorsprung in eine außenumfangsseitig angeordnete Eintiefung des Halteflansches eingreift, so daß während der gesamten Gebrauchsdauer eine im wesentlichen übereinstimmende Position der Filterpatrone bezogen auf das Filtergehäuse eingehalten wird. Da die Dichtungen hierbei an dem als Radialflansch ausgebildeten Halteflansch vorgesehen sind, welcher aus polymerem Werkstoff besteht, kann es bei einer solchen Auslegung einer Filterpatrone zu Relaxationserscheinungen kommen, welche dazu führen können, daß die gewünschte Abdichtung mittels der Dichtungen am Halteflansch nicht mehr zuverlässig aufrecht erhalten werden kann.

Aus DE 32 23 498 C1 ist ein Ansaugluftfilter für Brennkraftmaschinen, Kompressoren und sonstige luftansaugende Maschinen bekannt. Bei diesem Ansaugluftfilter ist eine umlaufende und als Anlagefläche für die Filterpatrone dienende Wulst vorgesehen. Mit Hilfe dieser Wulst wird lediglich eine Anlagefläche für die Filterpatrone gebildet, um eine vorbestimmte lagemäßige Zuordnung beim Einsetzen der Filterpatrone in das Filtergehäuse zu erhalten. Ferner dient der Wulst des Blechteils dazu, die durch die axiale Verspannung der Filterpatrone auftretenden Kräfte aufzunehmen und abzuleiten, wodurch das Kunststoffteil von der Patronenbefestigung weitgehend entlastet wird. Als eine zusätzliche Anlagefläche für die Patrone kann ein Kunststoffwulst vorgesehen sein. Dieser Kunststoffwulst dient zu einer Entlastung des eingegossenen Blechteils gegenüber Schwingungsbelastungen der Filterpa­ trone. Diese Wulst hat somit ausschließlich eine Schwingungsdämpfungs­ funktion. Bei diesem Ansaugluftfilter wird der Filtereinsatz mittels einer Mutter und einer zentralen Schraube gegen beide Anlagewülste gepreßt. Durch dieses Anpressen erfolgt eine Verformung der Anlagewülste, und diese bilden zugleich die Dichtung zwischen Rohluft- und Reinluftseite der Ansaugluftfilter­ patrone. Die Begrenzung des Anpreßdrucks ist ausschließlich durch die Mutter-Schrauben-Verbindung vorgegeben. Auch bei einer solchen Ausgestal­ tung eines Ansaugluftfilters können Relaxationserscheinungen während einer längeren Gebrauchsdauer zu möglichen Undichtigkeiten der Filteranordnung führen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Überwindung dar zum Stand der Technik geschilderten Schwierigkeiten eine Filterpatrone der gattungsgemäßen Art bereit zu steilen, welche einerseits fertigungstechnisch und wirtschaftlich einfach und kostengünstig erstellbar ist, und sich zugleich Relaxationserscheinungen gerade im Bereich der Dichtungen auch während einer langen Gebrauchsdauer vermeiden fassen.

Nach der Eindung wird hierzu eine Filterpatrone mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bereitgestellt, welche sich durch die Merkmale des Kennzeichen des Anspruches 1 auszeichnet.

Bei der erfindungsgemäßen Filterpatrone ist einerseits der Radialflansch voll umfangsseitig materialeinheitlich am Stützring ausgebildet, und bildet somit mit dem Stützring ein einheitliches Bauteil. Ferner sind an dem Radialflansch Kompressionsbegrenzer für die Dichtungen vorgesehen, die an den gegenüberliegenden Stirnflächen unter Zuordnung zu den entsprechenden Dichtungen am Radialflansch vorgesehen sind. Diese Kompressions­ begrenzer bei der erfindungsgemäßen Filterpatrone haben hinsichtlich der Ausrichtung der Filteranordnung keinerlei Ausricht- und Anlagefunktion. Vielmehr wird durch diese Kompressionsbegrenzer eine unerwünschte Verformung sowohl des Stützrings im Bereich des Radialflansches als auch eines Aufnahmeblechs oder eines Abdeckblechs verhindert, welches ein Bestandteil des Flitergehäuses bildet. Auch werden durch die erfindungs­ gemäße Auslegung übermäßig hohe mechanische Belastungen von den Dichtungen fern gehalten, um ein zuverlässiges, langfristiges Arbeiten einer solchen Filteranordnung mit der Gewährleistung einer sicheren Abdichtung zu ermöglichen. Insbesondere können durch die Kompressionsbegrenzer auch Relaxationserscheinungen effektiv unterdrückt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 11 wiedergegeben.

Da bei der Erfindung die Gegenfläche einen Teil des Filtergehäuses bilden kann, erhält man einen teilearmen Aufbau der Filterpatrone.

Im Hinblick auf einen möglichst geringen Werkstoffverbrauch bei der Herstellung der Stützringe, welche bevorzugt aus polymerem Werkstoff bestehen und im Spritzgußverfahren hergestellt werden, ist von Vorteil, wenn in Richtung der Gegenfläche nur ein Kompressionsbegrenzer auf jeder der Haltelaschen angeordnet ist.

Vorzugsweise werden die Kompressionsbegrenzer durch jeweils einen leistenförmigen Steg gebildet, welcher sich möglichst weitgehend in Umfangsrichtung der Haltelaschen oder des Außenumfangs des Radialflan­ sches erstrecken sollte. Im Gegensatz zu beispielsweise nockenförmig ausgebildeten Kompressionsbegrenzern erhält man bei einer stegförmigen Ausgestaltung den Vorteil, daß die spezifische Flächenpressung auf die Kompressionsbegrenzer vergleichsweise gering ist, so daß die Kompressions­ begrenzer auch dann während einer langen Gebrauchsdauer formbeständig sind, wenn beispielsweise hohe Anpreßkräfte einwirken und/oder die Gegenfläche beispielsweise aus einem harten, metallischen Werkstoff und der Stützring aus polymerem Werkstoff besteht.

Wenn in bevorzugter Weise die Kompressionsbegrenzer die Ausnehmung zumindest teilweise, insbesondere vollständig umschließen, erhält man eine sehr große Auflagefläche der Haltelaschen auf den Gegenflächen, und daher wird die Biegebelastung in diesem Bereich bei der Befestigung der Haltela­ schen an den Haltenocken vernachlässigbar gering.

Vorzugsweise wird die Dichtung bei der erfindungsgemäßen Filterpatrone von einem Dichtprofil gebildet, da diese eine gleichbleibend gute Abdichtung während einer langen Gebrauchsdauer gewährleisten und in den unter­ schiedlichsten Größten preisgünstig verfügbar sind.

Im Hinblick auf eine einfache Montage der Filterpatrone und die Minimierung von Montagefehlern bilden der Stützring und die Dichtung vorzugsweise eine vormontierbare Einheit. Da die Dichtung vor der Montage der Filterpatrone in das Filtergehäuse mit dem Stützring bereits verbunden ist, ist eins optimale Positionierung der Teile zueinander sichergestellt.

Wenn der Radialflansch in bevorzugter Weise drei gleichmäßig in Umfangs­ richtung verteilte Haltelaschen hat, erhält man den Vorteil, daß Toleranzen der Gegenflächen und/oder der Haltenacken derart ausgeglichen werden, daß die Anpreßkraft der Dichtung zwischen dem Radialflansch und der Gegen­ fläche im wesentlichen entlang ihres gesamten Umfangs gleichmäßig ist.

Bei der vorliegenden Erfindung sind unter dem Begriff "Haltenocken" im wesentlichen zylinderförmige Maschinenelemente zu verstehen, bei denen es sich beispielsweise um Bolzen oder Schrauben handeln kann, die durch eine Relativverdrehung der Filterpatronen in Ausnehmungen im Radialflansch in Eingriff gebracht werden können.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Filterpatrone von oben gesehen,

Fig. 2 eine Längsschnittdarstellung der Filterpatrone nach Fig. 1 längs der Linie A-A, und

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Einzelheit "z" aus Fig. 2 in ver­ größerter Darstellung.

In Fig. 1 ist die Draufsicht auf den Stützring 3 aus Fig. 2 gezeigt, dessen Haltelaschen 5, 6, 7 mit Haltenocken 11, 12, 13 des Filtergehäuses 14 in Eingriff sind. Die Haltelaschen 5, 6, 7 bilden einen Bestandteil des außen­ umfangsseitig am Stützring 3 angeordneten Radialflanschs 4 und weisen jeweils ein in Umfangsrichtung im gleichen Drehsinn offene Ausnehmung 8, 9, 10 auf. In diesem Ausführungsbeispiel besteht der Stützring 3 aus einem polymeren Werkstoff, wobei der Filterkörper 1 durch Vergußmasse dichtend im Stützring 3 festgelegt ist.

Um eine gute Abdichtung dar Filterpatrone gegenüber dem Filtergehäuse 14 zu erzielen, sind in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich beider Stirnseiten 15, 16 des Radialflansches 4 Dichtungen 17, 18 angeordnet, die als in sich geschlossene Dichtprofile und in den Nuten 23, 24 angeordnet sind.

Der Stützring 3 und die Dichtungen 17, 18 bilden eine vormontierbare Einheit, so daß die gesamte Filterpatrone einschließlich der Dichtungen 17, 18 mit dem Filtergehäuse 14 montiert werden kann. Die Gefahr von Montagefehlern und anschließenden Undichtigkeiten ist dadurch auf ein Minimum begrenzt.

In diesem Ausführungsbeispiel sind beide Stirnseiten 15, 16 des Radial­ flansches 4, die den entsprechenden Gegenflächen 19, 20 zugewandt sind, mit Kompressionsbegrenzern 21, 22 für die Dichtungen 17, 18 versehen, wobei die Kompressionsbegrenzer 21, 22 eine geringere Höhe als die Dichtungen 17, 18 im nicht eingebauten, herstellungsbedingten Zustand aufweisen. Eine der Gegenflächen 19 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch das Filtergehäuse 14 gebildet, die andere Gegenfläche 20 bildet demgegen­ über beispielsweise einen Bestandteil eines Abdeckblechs.

In Fig. 2 ist das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 in geschnittener Dar­ stellung entlang der Linie A-A gezeigt. Die Kompressionsbegrenzer 21, 22 sind auf jeder der Haltelaschen 5, 6, 7 angeordnet, wobei die Kompressions­ begrenzer 21, 22 durch jeweils einen leistenförmigen Steg gebildet sind. Die Kompressionsbegrenzer 21, 22 bilden einen einstückigen Bestandteil des Stützrings 3 und sind materialeinheitlich mit diesem ausgebildet. Die Kompressionsbegrenzer 21, 22 sind auf beiden Stirnseiten 15, 16 des Radialflansch 4 übereinstimmend gestaltet und auf axial gegenüberliegenden Seiten der Haltelaschen 5, 6, 7 angeordnet. Hierbei ist von Vorteile, daß bei der Befestigung der Filterpatrone keine unerwünscht hohen mechanischen Kräfte/Momente auf die Haltelaschen 5, 6, 7 und/oder die Gegenflächen 19, 20 wirken, da die Kompressionsbegrenzer 21, 22 die jeweiligen Gegenflächen 19, 20 anliegend berühren.

In Fig. 3 ist der vergrößerte Ausschnitt "z" aus Fig. 2 gezeigt.

Claims (11)

1. Filterpatrone mit einem Filterkörper (1), der mit einer seiner Stirnseiten an einem Stützring (3) dichtend festgelegt ist, und mit einem Radial­ flansch (4), der mit einem Filtergehäuse (14) dichtend in Eingriff bringbar ist, wobei zumindest eine der Stirnseiten (15, 16) des Radialflansches (4) mittels einer Dichtung (17, 18) anliegend gegen eine der Stirnseiten (15, 16) des Radialflansches (4) gegenüber­ liegenden Gegenfläche (19, 20) dichtend abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialflansch (4) außenumfangsseitig materialeinheitlich am Stützring (3) ausgebildet ist, und daß wenig­ stens eine der Stirnseiten (15, 16) des Radialflansches (4) zumindest einen Kompressionsbegrenzer (21, 22) für die Dichtung (17, 18) aufweist, welcher die Gegenfläche (19, 20) während der bestimmungs­ gemäßen Verwendung der Filterpatrone anliegend berührt, wobei der zumindest eine Kompressionsbegrenzer (21, 22) eine geringere Höhe als die Dichtung (17, 18) im nicht eingebauten, herstellungsbedingten Zustand aufweist.

2. Filterpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialflansch (4) außenumfangsseitig zumindest zwei Haltelaschen (5, 6, 7) aufweist, wobei die Haltelaschen (5, 6, 7) jeweils eine in Umfangsrichtung im gleichen Drehsinn offene Ausnehmung (8, 9, 10) aufweisen, die durch eine Relativverdrehung der Filterpatrone mit jeweils einem Haltenocken (11, 12, 13) des Filtergehäuses (14) in Eingriff bringbar sind.

3. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gegenfläche (19, 20) einen Teil des Filtergehäuses (14) bildet.

4. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zumindest jeweils ein Kompressionsbegrenzer (21, 22) auf jeder der Haltelaschen (5, 6, 7) angeordnet ist.

5. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kompressionsbegrenzer (21, 22) durch jeweils einen leistenförmigen Steg gebildet sind.

6. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kompressionsbegrenzer (21, 22) die Ausnehmung (8, 9, 10) zumindest teilweise umschließen.

7. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf beiden Stirnseiten (15, 16) des Radialflansches (4) je ein Kompressionsbegrenzer (21, 22) angeordnet ist.

8. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtung (17, 18) durch ein Dichtprofil gebildet ist, das in einer in Richtung der Gegenfläche (19, 20) offenen Nut (23, 24) des Radialflansches (4) angeordnet ist.

9. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß auf beiden Stirnseiten (15, 16) des Radialflansches (4) jeweils ein Dichtprofil (17, 18) angeordnet ist und daß das Dichtprofil (17, 18) jeweils in einer in Richtung der jeweils angrenzenden Gegenfläche (19, 20) offenen Nut (23, 24) des Radialflansches (4) angeord­ net ist.

10. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stützring (3) und die Dichtprofile (17, 18) eine vormontierbare Einheit bilden.

11. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Radialflansch (4) drei gleichmäßige in Umfangs­ richtung verteilte Haltelaschen (5, 6, 7) aufweist.