DE3739297C1

DE3739297C1 - Filterelement fuer Fluessigkeitsfilter

Info

Publication number: DE3739297C1
Application number: DE3739297A
Authority: DE
Inventors: Willi Solzer
Original assignee: Faudi Feinbau GmbH
Current assignee: FAUDI FILTERSYSTEME GMBH, 35260 STADTALLENDORF, DE
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1987-11-20
Publication date: 1988-11-24
Also published as: US4861479A

Description

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Filterelement für Flüssigkeitsfilter, insbesondere für Filter/Wasserabscheider, mit einem gelochten Stützrohr, an dessen Innenseite eine aus mindestens einer in Falten gelegten Filtermaterialbahn bestehende Filterschicht anliegt, und mit an beiden Enden des Filterelements angeordneten, im wesentlichen kreisringförmigen Stirnscheiben, die mit dem Stützrohr und der Filterschicht durch ausgehärtetes Gießmaterial verbunden sind.

Diese rohrförmigen Filterelemente werden von der zu filtrierenden Flüssigkeit von innen nach außen durchströmt, d. h. im Inneren des Filterelements baut sich ein Druck auf, der höher als der Druck an der Außenseite des Filterelements ist. Der so gebildete Differenzdruck am Filterelement steigt mit zunehmendem Verschmutzungsgrad an. Im Betrieb von üblichen Filter/Wasserabscheidern treten zwar nur Differenzdrücke in der Größenordnung von 1,1 bar (15 psi) auf; zur Prüfung sind aber sehr hohe Differenzdrücke bis 5,2 bar (75 psi) vorgeschrieben, durch die die Filterelemente stark beansprucht werden.

Besonders hohe Anforderungen werden an solche Filterelemente gestellt, die als Filter/Wasserabscheider ausgeführt sind. Bei einem bekannten Filter/Wasserabscheider (DE-PS 21 26 080) der eingangs genannten Art sind an der Außenseite des gelochten Stützrohres mehrere Lagen von Fasermaterial aufgebracht, die insbesondere dem Koaleszieren dienen. Das gelochte Stützrohr sowie alle Filter- und Trennschichten dieser bekannten Filterelemente sind an den Enden mit den kreisringförmigen Stirnscheiben verklebt, die einen inneren und äußeren zylindrischen Bördelrand aufweisen. Üblicherweise werden die Enden des Filterelements in diese Stirnscheiben durch Gießmaterial, insbesondere Kunstharz, eingegossen, das anschließend aushärtet und eine innige Verbindung oder Verklebung der Stirnscheiben mit den übrigen Teilen des Filterelements bewirkt.

Durch den zwischen der Innenseite und der Außenseite des Filterelements bestehenden Differenzdruck wird die rohrförmige, in Falten gelegte Filterschicht an die Innenseite des gelochten Stützrohres angedrückt und stützt sich dort ab, so daß auch verhältnismäßig hohe Differenzdrücke nicht zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Filterschicht führen können. Eine solche radiale Abstützung der Filterschicht am Stützrohr setzt jedoch voraus, daß sich die Filterschicht unter der Wirkung des Differenzdrucks bewegen bzw. verformen kann, bis sie am Stützrohr anliegt. Diese Voraussetzung ist jedoch an den Enden der Filterschicht nicht gegeben, wo diese eingegossen und mit den Stirnscheiben verbunden ist.

Die beiden Enden der Filterschicht sind somit in dem ausgehärteten Gießmaterial fest eingespannt und können sich deshalb unter der Wirkung des Innendrucks nicht oder nur unzureichend am Stützrohr abstützen, so daß es zu einer Scherbeanspruchung der Filterschicht kommt. Diese Beanspruchung, die rasch zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Filterschicht führen kann, ist besonders dann hoch, wenn die Filterschicht beim Eingießen nicht sorgfältig gegen das Stützrohr gedrückt wurde, so daß zwischen dem äußeren Umfang der Filterschicht und der Innenseite des Stützrohrs ein Spalt geblieben ist.

Es ist zwar ansich bekannt, im Bereich der Stirnscheiben von Filterelementen Federelemente, Drahtringe bzw. Federdrahtklammern einzusetzen. Diese sind jedoch nicht an der Innenseite einer Filterschicht angeordnet und dienen nicht dazu, die Filterschicht gegen ein Stützrohr zu drücken. Bei dem Filterelement nach der DE-PS 33 25 526 wird durch radial wirkende Federelemente im eingegossenen Endbereich einer Filterpatrone zwischen metallischen inneren, äußeren und mittleren Stützrohren ein elektrischer Kontakt hergestellt. Bei einem Filterelement gemäß der DE-AS 10 62 675 ist ein Drahtring in die aus Kunststoff bestehende Stirnscheibe des Filterelements eingelegt. Der Drahtring liegt stirnseitig vor der Filterschicht und bildet eine Verstärkungseinlage für die Stirnscheibe; er drückt nicht radial auf die Filterschicht; ein Stützrohr ist nicht vorhanden. Bei einem anderen bekannten Filterelement nach der DE-OS 19 26 357 dient eine aufspreizbare Federdrahtklammer dazu, die die Einspannung an den Enden der Filterschicht bildenden Teile mechanisch zusammenzuhalten. Die Enden des Filterelements werden nicht vergossen, und es ist auch kein Stützrohr vorhanden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filterelement der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß die Gefahr einer Beschädigung der Filterschicht an den eingegossenen Enden mit einfachen konstruktiven Mitteln sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unmittelbar an den beiden Enden der rohrförmigen Filterschicht an deren Innenseite ein elastisch nach außen verspannter Federring eingelegt ist.

Der Federring, der vor dem Vergießen bzw. Verkleben eingelegt wird, drückt die Filterschicht allseitig radial nach außen gegen das Stützrohr, so daß die Filterschicht durch das anschließende Vergießen in einer Stellung fixiert wird, in der auch der im Betrieb auftretende Innendruck keine Scherbeanspruchung des Filtermaterials verursachen kann. Jeglicher Spalt zwischen der Außenseite der Filterschicht und der Innenseite des Stützrohrs wird vermieden.

Da der Platzbedarf und der konstruktive Aufwand für den Federring sehr gering ist, bildet der Federring eine Montagehilfe, die auch nach der Montage und nach dem Vergießen im Filterelement verbleibt. Die beiden Federringe an den Enden des Filterelements bilden einen zusätzlichen Schutz für die empfindlichen Endbereiche der Filterschicht. Die Federringe bewirken, daß an den Enden der Filterschicht weniger Schmutz abgelagert wird; die Strömung wird von diesen Endbereichen ferngehalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Federring aus einem federnden Metallstreifen besteht, dessen Enden einander im eingelegten Zustand überlappen. In dieser Ausführungsform ist der Federstreifen sehr einfach herzustellen und bewirkt eine weitgehend gleichmäßige radiale Aufspreizung, die zu einer gleichmäßigen radialen Anpreßkraft für die Filterschicht am Stützrohr führt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht der Federring aus einem Federstahlstreifen, der im unverspannten Zustand einen im wesentlichen gestreckten Mittelabschnitt und sich beidseitig anschließende, vorgewölbte Endabschnitte aufweist. Der so vorgeformte Federstahlstreifen kann bei der Montage des Filterelements in einfacher Weise eingelegt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die Streifenenden zu stark in die Filterschicht eindrücken.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellte ist. Es zeigt

Fig. 1 ein als Trennelement in einem Filter/Wasserabscheider bestimmtes Filterelement im Schnitt,

Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie II- II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Federrings im unverspannten Zustand.

Das in den Fig. 1 und 2 in einem Querschnitt und in einem Längsschnitt gezeigte rohrförmige Filterelement bildet ein Trennelement für einen Filter/Wasserabscheider. Das Filterelement wird von der zu filtrierenden Flüssigkeit von innen nach außen durchströmt. Es weist ein aus Blech bestehendes gelochtes Stützrohr 1 auf, an dessen Innenseite eine Filterschicht 2 anliegt, die aus einer in Falten 3 gelegten Filtermaterialbahn 4 besteht, die beispielsweise mehrlagig sein kann. Der einfacheren Darstellung halber sind in Fig. 1 nur einige Falten 3 der Filterschicht 2 dargestellt, die gleichmäßig über den gesamten Umfang verteilt sind.

An der Außenseite des gelochten Stützrohrs 1 ist Fasermaterial mehrlagig zu einem Wickelteil 5 gewickelt.

An beiden Enden des Filterelements sind im wesentlichen kreisringförmige metallische Stützscheiben 6 angeordnet, die sowohl an ihrem Innenrand als auch an ihrem Außenrand jeweils einen zylindrischen Bördelrand 7 bzw. 8 aufweisen. An der Außenseite der Stirnscheibe 6 kann eine Dichtung 9 angeordnet sein.

Bei der Montage des Filterelements, d. h. vor dem Anbringen der Stirnscheiben 6, wird unmittelbar an beiden Enden der Filterschicht 2 an deren Innenseite ein Federring 10 eingelegt, der die Filterschicht 2 radial nach außen zur Anlage am Stützrohr 1 drückt.

In diesem Zustand, d. h. mit an beiden Enden eingelegten Federringen 10, wird das Stützrohr 1 mit der Filterschicht 2 und dem Wickelteil 5 mit seinem einen Ende in die Stirnscheibe 6 eingesetzt und dort mit einem aushärtbaren Gießmaterial 11 vergossen, beispielsweise mit aushärtbarem Kunstharz. In gleicher Weise wird das vordere Ende des Filterelements mit der Stirnscheibe 6 verbunden.

Da der sich elastisch nach außen aufspreizende Federring 10 die Filterschicht 2 bis zum Aushärten des Gießmaterials 11 nach außen gegen die Innenseite des Stützrohres 1 drückt, liegt die Filterschicht 2 an ihren Enden fest am Stützrohr 1 an und wird in dieser Stellung vergossen.

Auch wenn im Betrieb des Filterelements, beispielsweise bei der Aufbringung eines erhöhten Prüfdrucks, der entstehende Differenzdruck die Filterschicht 2 nach außen bis zur Anlage am Stützrohr 1 drückt, besteht keine Gefahr, daß die Filterschicht an der Einspannstelle im Gießmaterial 11 einer unzulässigen Scherspannung unterworfen wird. Eine Beschädigung oder Zerstörung der Filterschicht 2 wird daher vermieden.

Fig. 3 zeigt den aus einem federnden Metallstreifen, z. B. einem Federstahlstreifen bestehenden Federring 10 im unverspannten Zustand. Er weist einen im wesentlichen gestreckten, geraden oder leicht gekrümmten Mittelabschnitt 10 a auf, an den sich beidseitig vorgewölbte Endabschnitte 10 b anschließen. Die Enden des Federstahlstreifens können abgerundet sein. Der so vorgeformte Federstahlstreifen wird bei der Montage am Ende in die rohrförmige Filterschicht 2 aus der in Falten gelegten Filtermaterialbahn 4 eingelegt, wobei sich seine Enden überlappen, wie man aus Fig. 1 erkennt. Der Federring 10 bildet somit eine Montagehilfe, die auch nach der Montage und nach dem Aushärten des Gießmaterials 11 im Filterelement verbleibt.

Wie man aus Fig. 2 erkennt, ragt der Federring 10 axial nach innen über den inneren Bördelrand 7 hinaus und bildet hier einen zusätzlichen Schutz für das Ende der Filterschicht 2. Die eintretende Strömung wird unmittelbar vom Ende der Filterschicht ferngehalten; hier erfolgt keine oder eine stark verringerte Schmutzablagerung.

Der Federring 10 kann auch aus Kunststoff oder einem anderen Material hergestellt sein. Er kann auch geschlossen ausgeführt sein, wenn durch axiale Einschnitte oder dgl. eine ausreichende Federeigenschaft in radialer Richtung gewährleistet ist.

Claims

1. Rohrförmiges Filterelement für Flüssigkeitsfilter, insbesondere für Filter/Wasserabscheider, mit einem gelochten Stützrohr, an dessen Innenseite eine aus mindestens einer in Falten gelegten Filtermaterialbahn bestehende Filterschicht anliegt, und mit an beiden Enden des Filterelements angeordneten, im wesentlichen kreisringförmigen Stirnscheiben, die mit dem Stützrohr und der Filterschicht durch ausgehärtetes Gießmaterial verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar an den beiden Enden der rohrförmigen Filterschicht (2) an deren Innenseite ein elastisch nach außen verspannter Federring (10) eingelegt ist.

2. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (10) mit der benachbarten Stirnscheibe (6) ebenfalls durch das ausgehärtete Gießmaterial (11) verbunden ist.

3. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (10) aus einem federnden Metallstreifen besteht, dessen Enden einander im eingelegten Zustand überlappen.

4. Filterelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (10) aus einem Federstahlstreifen besteht, der im unverspannten Zustand einen im wesentlichen gestreckten Mittelabschnitt (10 a) und sich beidseitig anschließende, vorgewölbte Endabschnitte (10 b) aufweist.

5. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (10) aus Kunststoff besteht.

6. Filterelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (10) an der Außenseite eines am inneren Rand der Stirnscheibe (6) angeordneten zylindrischen Bördelrandes (7) der Stirnscheibe (6) angeordnet ist.

7. Filterelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Federring (10) axial nach innen über den Bördelrand (7) hinausragt.