DE3617420A1 - Filter zum reinigen von fluessigkeiten - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Filter zum Reinigen von Flüssigkei­ ten nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein solches Filter aus der DE-OS 34 25 347 bekannt, bei dem ein Wickelfilterele­ ment in einem Gehäuse aus Kunststoff angeordnet ist, das aus einem becherförmigen Gehäusetopf und einem zugeordneten Gehäusedeckel be­ steht. Die beiden Gehäuseteile sind an ihren ineinandergreifenden Umfangsrändern so profiliert, daß ein im Querschnitt Z-förmiger Ringspalt entsteht, der radial an den Außenumfang des Deckelelements heranführt und mit Klebstoff gefüllt ist. Auf diese Weise ist eine einzige, den Filtereinsatz ringförmig umspannende Klebestelle ge­ schaffen, die sowohl beide Gehäuseteile miteinander verbindet als auch Schmutz- und Reinseite im Gehäuse voneinander trennt. Bei der Massenfabrikation von Kraftstoffiltern kann es nun von Nachteil sein, daß für diese Klebestelle ein fließfähiger Zweikomponenten- Kleber notwendig ist, der nach dem Zusammenfügen der Teile kalt aus­ härtet. Diese Bauweise des Filters führt ferner zu einer umständ­ lichen Handhabung seiner Bauelemente. Zudem kann bei einer ungenauen Dosierung des Zweikomponenten-Klebers in der Gehäusetasche der Fall eintreten, daß beim Zusammenfügen beider Gehäuseteile zuviel Kleb­ stoff nach innen drückt und dabei im Wickel verlaufende Kanäle ver­ engt, so daß dessen Durchfluß beeinträchtigt wird. Derartige, an sich bekannte Wickelelemente weisen an ihrem Außenumfang eine Längs­ naht auf, die häufig aus einem Heißschmelzkleber besteht. An der Kreuzungsstelle von Längsnaht und ringförmig umspannender Klebestel­ le stoßen zwei verschiedene Klebstoffarten aufeinander, was bei un­ günstigen Betriebsbedingungen zu Dichtproblemen führen kann. Im üb­ rigen sind derartige Wickelelemente in der Regel nicht exakt kreis­ rund und zudem relativ weiche Gebilde, die bei der Montage einer be­ sonders vorsichtigen Behandlung bedürfen.

Ferner ist aus der DE-AS 22 44 594 ein für die Massenproduktion ge­ eignetes Wegwerffilter bekannt, dessen zweiteiliges Gehäuse aus Kunststoff ein scheibenförmiges Filterelement aufnimmt. Eine trich­ terförmige Gehäusehälfte weist auf ihrer Innenseite einen ringförmig verlaufenden Steg auf, der mit dem Umfangsrand des scheibenförmigen Filterelements durch Ultraschallschweißung fest und dicht verschmol­ zen wird. Von Nachteil bei diesem Filter ist, daß sich diese Bauwei­ se nicht zum Einbau eines Wickelfilterelements eignet.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Filter zum Reinigen von Flüssigkeiten mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß es ein einfach aufgebautes und billiges Wegwerffilter mit Wickelfilterelement ermöglicht. Mit dieser Bauweise läßt sich auch bei einem relativ nachgiebigen Wickelfilterelement unter Beibe­ haltung von dessen Eigenschaften eine leckfreie Abdichtung zwischen Schmutz- und Reinseite erlangen, welche den chemischen und physika­ lischen Anforderungen im Betrieb standhält. Zudem wird die Stabili­ tät des Wickels gegen Formänderungen erhöht, wodurch sich seine Handhabung bei der Montage erleichtert. Ein Aufeinandertreffen von zwei verschiedenen Klebstoffarten wird vermieden, so daß sich Ab­ dichtprobleme verringern. Die Bauweise eignet sich zudem besonders gut für eine automatisierte Massenproduktion. Ein Aufquellen von Klebstoff durch den zu reinigenden Kraftstoff und damit verbundene innere Spannungen in der Klebestelle sowie ein Loslösen der Klebe­ verbindung und dadurch auftretende Leckstellen werden weitestgehend verhindert.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Filters möglich. Vorteilhaft ist eine Ausbildung nach den Ansprüchen 2 und 3, wobei durch die Verwendung von getrennten Schweißstellen für die Gehäuseteile einerseits und für das Filter­ element an einem Gehäuseteil andererseits ermöglicht wird, eine Dichtheitsprüfung des in einem Gehäuseteil eingeschweißten Mittel­ filterelements vorzunehmen. Besonders zweckmäßig ist ferner eine Ausbildung nach Anspruch 4, wodurch beide Ultraschallschweißungen in einem einzigen Arbeitsvorgang vorgenommen werden können. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen An­ sprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbei­ spiel des Filters,

Fig. 2 eine Einzelheit nach Fig. 1 in vergrö­ ßertem Maßstab und

Fig. 3 einen Teilschnitt durch ein zweites Aus­ führungsbeispiel des Filters.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Fig. 1 zeigt ein Kraftstoffilter 10, dessen Gehäuse 11 aus ei­ nem becherförmigen Gehäusetopf 12 und einem zugehörigen Gehäusede­ ckel 13 besteht. Beide Teile des Gehäuses 11 bestehen aus Kunststoff. Am trichterförmig ausgebildeten Gehäusedeckel 13 ist koaxial ein An­ schlußstutzen 14 für den Zulauf angeordnet. An einem Boden 15 des becherförmigen Gehäuses 12 sind innenliegende Rippen 16 sowie ko­ axial zum Zulauf-Anschlußstutzen 14 ein Anschlußstutzen 17 für den Ablauf angeordnet. Im Innern des Gehäuses 11 ist zwischen die beiden Anschlußstutzen für Zulauf und Ablauf 14 bzw. 17 ein an sich bekann­ tes Wickelfilterelement 18 geschaltet, das axial durchströmt wird. Bei diesem Wickelfilterelement 18 wird ein im Querschnitt V-förmiger Filterpapierstreifen unter Zufügung eines Dichtstreifens so spiralig um ein Mittelrohr 19 aufgewickelt, daß er zwei zu entgegengesetzten Stirnseiten hin offene, spiralförmige Räume bildet. Das Wickelfil­ terelement 18 stützt sich einerseits auf den Rippen 16 und anderer­ seits über eine das Mittelrohr 19 verschließende Kappe 21 am Gehäu­ sedeckel 13 ab.

Der Gehäusetopf 12 hat ausgehend von seinem Boden 15 einen ersten zylindrischen Abschnitt 22, der über einen radial verlaufenden Ab­ satz 23 in einen aufgeweiteten, zweiten zylindrischen Abschnitt 24 übergeht. An der Innenseite dieses zweiten zylindrischen Abschnitts 24 ist eine schräge Schulter 25 angeordnet, auf der eine ent­ sprechende Gegenschulter 26 des Gehäusedeckels 13 aufsitzt. Zu die­ sem Zweck ist der in den Gehäusetopf eingesetzte Gehäusedeckel 13 an seinem äußeren Umfangsrand und der zweite zylindrische Abschnitt 24 an seinem zugeordneten inneren Umfangsrand entsprechend profiliert. Die beiden Gehäuseteile 12 und 13 sind an ihren Schultern 25, 26 durch eine Ultraschallschweißung 27 dicht und fest miteinander ver­ bunden, so daß das Innere des Gehäuses 11 leckfrei nach außen abge­ dichtet ist, wie dies Fig. 2 näher zeigt.

Im Bereich des zweiten zylindrischen Abschnitts 24 wird zwischen ei­ ner Stirnseite 28 am Gehäusedeckel 13 und dem gegenüberliegenden ra­ dialen Abschnitt 23 ein ringnutförmiger Hohlraum 29 gebildet, der zum Innern des Gehäuses 11 hin offen ist. In diesen Hohlraum 29 hin­ ein ragt ein vom Abschnitt 23 ausgehender, ringförmig umlaufender Steg 31, der zweckmäßig auf einem größeren Durchmesser als derjenige des ersten zylindrischen Abschnitts 22 angeordnet ist. Vorteilhaft ist der Durchmesser der Spitze dieses Steges gleich oder größer ge­ wählt als der Außendurchmesser des ersten zylindrischen Abschnitts 22.

Wie Fig. 2 näher zeigt, ragt in den Hohlraum 29 ein am Wickelfil­ terelement 18 angeordneter, ringförmiger Bund 32. Dieser Bund 32 be­ steht aus reinem Polyamid und ist am Außenumfang des Wickelelements angespritzt und zudem kreisringförmig so geformt, daß er ebene An­ schlagflächen 33 bildet, welche vorzugsweise senkrecht zur Filter­ längsachse verlaufen. Der angespritzte Bund 32 bildet eine absolut dichte Verbindung zwischen ihm und dem Wickelfilterelement 18. Vor allem ist dieser Bund 32 in seiner Dicke und Breite so gewählt, daß er in sich im wesentlich formstabil ist und somit auch dem nachgie­ bigen Wickelelement eine größere Formstabilität verleiht. Zu diesem Zweck ist die Breite des Bundes 32 in einer quer zur Längsachse des Filters verlaufenden Ebene etwa dreimal so groß gewählt wie die Wandstärke des Gehäusetopfes 12 im Bereich des ersten zylindrischen Abschnitts 22, während seine Dicke etwa den doppelten Wert beträgt. Der ringförmige Bund 32 liegt mit einer Anschlagfläche 33 auf dem ringförmigen Steg 31 auf und ist mit ihm durch eine zweite Ultra­ schallschweißung 34 dicht und fest verbunden. Zur Stirnseite 28 hin und relativ zum zweiten zylindrischen Abschnitt 24 ist der Bund 32 mit geringem Spiel ausgebildet. Der ringförmige Bund 32 ist in sei­ nem Innern frei von Lunkern und bildet außen ebene Anschlagflächen 33, so daß bei der Ultraschallschweißung eine einwandfreie und dich­ te Verbindung zwischen Wickelfilterelement 18 und becherförmigem Ge­ häusetopf 12 entsteht. Die gegenüber der Dicke des Bundes 32 etwa doppelt so dicke Anspritzfläche 35 gewährleistet eine stabile und dichte Verbindung beider Bauelemente, wobei die Durchströmquer­ schnitte im Wickelfilterelement 18 kaum störend beeinflußt werden.

Bei der Montage des Kraftstoffilters 10 wird so vorgegangen, daß in den becherförmigen Gehäusetopf 12 das Wickelfilterelement 18 mit seinem angeformten Bund 32 eingesetzt wird, bis seine Anschlagfläche 33 an der Spitze des Steges 31 aufliegt. Anschließend wird durch die Ultralschallverschweißung 34 die Abdichtung zwischen Wickelelement 18 und Gehäusetopf 12 vorgenommen. Bei Bedarf kann nun durch einen anschließenden Blasentest in der Fertigung die Dichtheit der Ultra­ schallschweißung 34 überprüft werden. Daraufhin wird der Gehäusede­ ckel 13 in den zweiten zylindrischen Abschnitt 24 eingesetzt und in einem zweiten Arbeitsgang die beiden Schultern 25, 26 durch eine Ultraschallschweißung 27 dicht und fest miteinander verbunden.

Das Kraftstoffilter 10 wird in an sich bekannter Weise benutzt. Das zu reinigende Benzin bzw. der Dieselkraftstoff fließt über den Zu­ lauf-Anschlußstutzen 14 auf die Schmutzseite des Filters, durch­ strömt axial den Wickelfiltereinsatz 18 und gelangt gereinigt von der Reinseite 16 aus in den Ablauf-Anschlußstutzen 17. Dabei dichtet die Ultraschallschweißung 27 die Schmutzseite nach außen hin ab, während die zweite Ultraschallschweißung 34 die Schmutzseite von der Reinseite im Filter 10 trennt.

Die Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch ein zweites Ausführungs­ beispiel eines Kraftstoffilters 40, das sich von demjenigen nach Fig. 1 wie folgt unterscheidet, wobei gleiche Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Beim zweiten Filter 40 entfällt am radialen Abschnitt 23 ein in den Hohlraum 29 ragender Steg, so daß der Absatz 23 eine ebene Stütz­ fläche 41 bildet, auf welcher der Bund 32 mit seiner unteren An­ schlagfläche 33 aufliegt. Das Filter 40 weist ferner einen Gehäuse­ deckel 42 auf, an dessen Stirnseite 28 nun ein in den Hohlraum 29 ragender Steg 43 angeordnet ist. Der Steg 43 stützt sich auf einer oberen Anschlagfläche 44 des Bundes 32 ab und bildet dort eine Ultraschallschweißung 45, welche im Innern des Gehäuses 11 die Schmutzseite von der Reinseite trennt.

Das zweite Filter 40 hat den Vorteil einer einfacheren Montage. Das Wickelfilterelement 18 wird in das becherförmige Gehäuseteil 12 ein­ gesetzt, wobei es sich von selbst zentriert. Die ebene Anschlag­ fläche 33 des Bundes 32 kommt dabei auf der ringförmigen, ebenen Stützfläche 41 satt zur Anlage. Anschließend wird der zweite Gehäu­ sedeckel 42 in den Gehäusetopf eingeführt und in einem einzigen Ar­ beitsgang die beiden Ultraschallschweißungen 45 und 27 gleichzeitig hergestellt. Vom Steg 43 auf den Bund 32 hierbei ausgeübte Kräfte werden vom Bund 32 auf den Absatz 23 übertragen, so daß keine stö­ renden Kräfte in das Wickelfilterelement 18 eingeleitet werden.

Selbstverständlich sind Änderungen an den gezeigten Filtern möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So ist die erfindungs­ gemäße Bauart auch auf einen Filter anwendbar, bei dem anstelle der gezeigten Leitungsfilter-Bauart beide Anschlußstutzen für Zulauf und Ablauf an demselben Gehäuseteil angeordnet sind. Auch ist es mög­ lich, die in Fig. 1 bis 3 gezeigten Anschlagflächen 33, welche quer zur Längsachse des Filters verlaufen, mit einer schrägen Ab­ flachung auszubilden. Dabei kommt es vor allem darauf an, den Bund 32 als formstabiles Element auszubilden, der geeignete, ebene An­ schlagflächen für eine einwandfreie Ultraschallschweißung ermög­ licht. Anstelle von reinem Polyamid für den angespritzten Bund kann auch ein anderer, geeigneter, schmelzbarer Kunststoff gewählt werden.

Claims (9)

1. Filter zum Reinigen von Flüssigkeiten, insbesondere von Benzin und Dieselkraftstoff, mit einem aus zwei Teilen bestehenden Gehäuse aus Kunststoff, das in seinem Innern ein Wickelfilterelement auf­ nimmt und dessen beide Teile an ihrem Umfangsrand über ineinander passende Profilierungen miteinander leckdicht verbunden sind, und mit einer das Wickelfilterelement ringförmig umspannenden Dichtstel­ le, welche Schmutz- und Reinseite im Innern des Gehäuses voneinander trennt sowie mit einem im Bereich der Dichtstelle liegenden, im Ge­ häuse umlaufenden, hochstehenden Steg, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Wickelfilterelement (18) ein formstabiler, ringförmiger Bund (32) aus schmelzbarem Kunststoff angeformt ist, der in einen von den beiden Teilen (12, 13) im Bereich ihrer profilierten Ränder gebilde­ ten, ringnutförmigen und zum Innern des Gehäuses (11) hin offenen Hohlraum (29) ragt und daß die Dichtstelle zwischen Schmutz- und Reinseite von einer Ultraschallschweißung (34, 45) des Steges (31, 43) mit dem Bund (32) gebildet wird.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile (12, 13) an aneinanderstoßenden Schultern (25, 26) durch eine Ultraschallschweißung (27) dicht und fest miteinander verbunden sind.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (31) an einem auskragenden Absatz (23) eines becherförmigen Gehäusetopfes (12) angeordnet ist.

4. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (43) an der den Hohlraum (29) begrenzenden Stirnseite (28) des Gehäusedeckels (42) angeordnet ist.

5. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die radial zur Längsachse des Filters (10, 40) verlaufende Breite des Bundes (32) größer ist als die Wandstärke des becherförmigen Gehäusetopfes (22), und insbesondere das 1 1/2- bis 3-fache der Wandstärke beträgt.

6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (32) im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweist und ebene Anschlagflächen (33) hat.

7. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (31, 43) auf einem Durchmesser liegt, der gleich oder größer ist als der Außendurchmesser des becherförmi­ gen Gehäusetopfes (12) im Bereich seines ersten zylindrischen Ab­ schnitts (22).

8. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (32) aus Polyamid besteht.

9. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ultraschallschweißungen (27, 45) am Gehäu­ sedeckel (42) ausgebildet und in einem Arbeitsgang hergestellt sind.