DE4026230C2 - Flüssigkeitsfilter zum Einbau in einen Kraftstoffbehälter und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Flüssigkeitsfilter zum Einbau in einem Kraftstoffbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist schon ein solches Flüssigkeitsfilter zum Einbau in einen Kraftstoffbehälter nach DE 36 09 906 A1 bekannt, das beim Zusammenbau eines Kraftstoffsystems in einen Kraftstoffbehälter hineingebracht werden muß, wobei es beim Durchstecken durch ein Fülloch mit begrenztem Durchmesser verformt wird. Wenn das Filter nach dem Einbau im Kraftstoffbehälter seine Lage meist am Boden einnimmt, soll es wieder seine Grundform annehmen und behalten. Dieses Flüssigkeitsfilter weist einen elastischen, gitterförmigen Stützkörper aus thermoplastischem Kunststoff auf, der in einem relativ flachen, schlauchförmigen, geschlossenen Filterkörper aus einem elastischen, durchlässigen Kunststoffgewebe angeordnet ist. Nachteilig bei dieser Bauweise ist nun, daß der Stützkörper an einer Spannhülse befestigt werden muß, die ihrerseits an einem Anschlußstutzen einrastet, wobei zwischen den beiden Bauelementen das Filtergewebe dicht und fest eingespannt werden muß. Die Herstellung und die Montage dieses Flüssigkeitsfilters ist deshalb relativ aufwendig, zumal insbesondere das Einlegen des Stützkörpers einen besonderen Arbeitsvorgang darstellt. Zudem muß bei einem Einpressen des Stützkörpers darauf geachtet werden, daß sich keine Späne bilden, die anschließend auf die Reinseite des Kraftstoffsystems gelangen.

Es wurde auch schon versucht, zur Vereinfachung von Herstellung und Montage bei derartigen Flüssigkeitsfiltern das Filtergewebe und den Stützkörper stoffschlüssig miteinander zu verbinden. Dies führte jedoch dazu, daß unter dem Einfluß der Umgebungsbedingungen die beiden Bauelemente unterschiedliche Schrumpfmaße aufwiesen, wodurch das Flüssigkeitsfilter bleibende Deformationen erleidet, welche seine Funktion und Handhabung beeinträchtigen können.

Ferner wurde gemäß einer älteren Anmeldung nach EP 0 369 039 A1 ein Flüssigkeitsfilter zum Tankeinbau vorgeschlagen, bei dem ein Stützkörper einstückig an eine Anschlußnabe angespritzt ist. Ein Auslaßstutzen wird in die Anschlußnabe eingepresst, wobei zwischen Stutzen und Nabe das Filtergewebe eingespannt wird. Daran anschließend ist eine Verschweißung vorgesehen. Das Einpressen des Anschlußstutzens ist hier ein eigener, getrennter Vorgang, ebenso wie das Einlegen des Stützkörpers in das Kunststoffgewebe.

Weiterhin wurde gemäß einer älteren Anmeldung nach EP 0 400 170 A1 ein Verfahren vorgeschlagen, um bei einem Tankeinbaufilter den Stützkörper mit dem Anschlußstutzen gleichzeitig am Filtergewebe anzuspritzen. Bei diesem Verfahren besteht die Gefahr, daß sich beim Spritzvorgang der Stützkörper und das Filtergewebe auch an vom Anschluß entfernt liegenden Bereichen miteinander verbindet und sich dann im Betrieb durch unterschiedliche Schrumpfmaße störende Verformungen des Filters einstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Bauweise des Flüssigkeitsfilters dahingehend zu vereinfachen, daß mit weniger Aufwand eine größere Betriebssicherheit erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem gattungsbildenden Flüssigkeitsfilter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter zum Einbau in einen Kraftstoffbehälter hat den Vorteil, daß es einfacher und billiger baut und leichter herstellbar ist. Durch den im Filtergewebe glatt ausgebildeten Flächenbereich in einem lediglich begrenzten Bereich ist es möglich, daß der gitterförmige Stützkörper unter Zwischenschaltung des Filtergewebes unmittelbar an dem Anschlußstutzen angespritzt wird, wodurch die Anzahl der Teile und der Montagevorgänge verringert wird. Durch den glatten Flächenbereich am Filtergewebe kann daher sichergestellt werden, daß sich beim Anspritzen des Stützkörpers dieser - abgesehen von der ringförmigen Fläche um den Anschlußstutzen - nicht mit dem Material des Filtergewebes stoffschlüssig verbindet, und somit bei Schrumpfvorgängen keine bleibenden Formänderungen auftreten. Ein gesonderter Einlegevorgang für den Stützkörper wird somit vermieden. Auch kann keine Spanbildung wie bei einem Einpressen des Stützkörpers auftreten.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Flüssigkeitsfilters möglich. Besonders günstig ist es, wenn das Flüssigkeitsfilter nach dem in den Ansprüchen 5 und 6 angegebenen Verfahren hergestellt wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 das erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter im Längs­ schnitt, Fig. 2 eine Draufsicht auf das Flüssigkeitsfilter nach Fig. 1 mit teilweise aufgeschnittenem Filterkörper und Fig. 3 eine Kunststoff-Gewebeplatte zur Herstellung des Filterkörpers am Flüs­ sigkeitsfilter nach Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Wie Fig. 1 und 2 zeigen, weist das Flüssigkeitsfilter 10 zum Einbau in einen Kraftstoffbehälter einen schlauchförmigen, relativ flach bauenden und allseitig geschlossenen Filterkörper 11 auf, der aus einem elastischen, handelsüblichen, durchlässigen Kunststoffgewe­ be 12 besteht. Zur Herstellung des schlauchförmigen Filterkörpers 11 wird als Ausgangsmaterial eine Kunststoff-Gewebeplatte 13 verwendet, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, indem diese Gewebeplatte 13 um eine Längsachse 14 gefaltet und deren Ränder an zwei Querkanten 15, 16 sowie einer Längskante 17 miteinander verschweißt werden, so daß ein allseitig geschlossener Filterkörper 11 entsteht.

Der Filterkörper 11 nimmt in seinem Inneren einen gitterförmigen Stützkörper 18 auf, der innerhalb des schlauchförmigen Filterkör­ pers 11 allseitig freiliegend angeordnet ist und lediglich im Be­ reich eines Anschlußstutzens 19 fest mit dem Kunststoffgewebe 12 und dem Anschlußstutzen 19 verbunden ist. Der Stützkörper 18 besteht aus einem leicht verformbaren elastischen Rahmen 21, der durch zwei Längsstäbe 22, 23 und drei mit diesen verbundenen Querstegen 24 bis 26 gebildet wird. Der Stützkörper 18 ist im Bereich des Querste­ ges 26 zu einem Spannring 27 erweitert, mit dem er an dem profilierten Anschlußstutzen 19 befestigt ist. Dabei ist im Bereich des Anschlußstutzens 19 zwischen diesem und dem angeformten Spannring 27 ein oberer Teil 28 - bezogen auf Fig. 1 und 2 - des Kunststoffgewebes 12 befestigt. An den Längsstäben 22, 23, sind halbkreisförmige Spreizelemente 29 ausgebildet, die zum unteren, anderen Teil 31 des Kunststoffgewebes 12 hin ragen. Auf seiner zum oberen Teil 28 hin gewandten Seite weist der Stützkörper 18 im wesentlichen eine ebene Fläche auf, an welcher das Kunststoffgewebe 12 lose anliegt. Der Anschlußstutzen 19 ist an seinem nach außen ragenden Teil durch eine Metallhülse 32 verstärkt.

Wie Fig. 2 besonders deutlich zeigt, hat der Rahmen 21 des Stützkörpers 18 eine rechteckige Form. Wie ferner aus Fig. 3 hervorgeht, weist das Kunststoffgewebe 12 zumindest auf der Innenseite seines oberen Teils 28 einen glatten Flächenbereich 33 auf, der hinsichtlich seiner Kontur und Größe der Form des Rahmens 21 entspricht. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Bandbreite dieses glatten Flächenbereichs 33 geringfügig größer gewählt wird als die Dicke der Längsstäbe 22, 23 bzw. der Querstege 24, 26. Dieser glatte Flächenbereich 33 läßt sich an der Gewebeplatte 13 besonders zweckmäßig durch Ultraschallschweißen herstellen. Durch diesen in seiner Kontur rechteckförmig verlaufenden glatten Flächenbereich 33 wird beim Anspritzen des Stützkörpers 18 und gleichzeitig des Anschlußstutzens 19 verhindert, daß sich der thermoplastische Kunststoff des Stützkörpers 18 mit dem Material des Kunststoffgewebes 12 verbindet und dadurch eine stoffschlüssige Materialverbindung entsteht, wie sie lediglich im Bereich des Spannringes 27 beabsichtigt ist.

Bei der Herstellung des Flüssigkeitsfilters 10 wird in zweckmäßiger Weise so vorgegangen, daß als Ausgangsmaterial eine viereckige Kunststoff-Gewebeplatte verwendet wird, wie sie Fig. 3 zeigt. In deren oberem Teil 28 wird eine Öffnung 34 zum Anspritzen des Anschlußstutzens 19 angebracht. Im oberen Teil 28 der Gewebeplatte 13 wird ferner ein glatter Flächenbereich 33 hergestellt, wobei die Kontur dieses Flächenbereichs an die Form des Rahmens 21 des Stützkörpers 18 angepaßt ist. Der glatte Flächenbereich läßt sich in einfacher Weise durch Ultraschallschweißen herstellen, wobei das thermoplastische Material des Kunststoffgewebes 12 durch Verschweißen der einzelnen Gewebefäden in einen glatten Flächenbereich 33 übergeführt wird. Der glatte Flächenbereich muß dabei bis nahe an die Öffnung 34 heran ausgebildet werden und muß ohne Fehlstellen sein, während unmittelbar um die Öffnung 34 herum eine ringförmige Fläche 35 von solcher Beschaffenheit liegt, die beim nachfolgenden Spritzvorgang eine innige Materialverbindung erlaubt.

Im Bereich der Öffnung 34 werden dann der Stützkörper 18 und der Anschlußstutzen 19 in einem Arbeitsgang angespritzt, die aus thermoplastischem Material, zum Beispiel Polyoxymethylen (POM), herstellbar sind. Im Bereich des Anschlußstutzens 19 verbindet sich dabei der angespritzte Stützkörper 18 innig und fest mit dem oberen Teil 28 des Kunststoffgewebes 12 und damit auch mit dem Anschlußstutzen 19, während sich der übrige Teil des Stützkörpers 18 infolge des glatten Flächenbereichs nicht mit dem Kunststoffgewebe stofflich verbinden kann. Anschließend wird das andere Teil 31 der Gewebeplatte 13 um eine Längsachse 14 gefaltet, so daß es über den Stützkörper 18 hinweg auf dem oberen Teil 28 liegt.

Anschließend werden die überlappenden Ränder an den beiden Querkanten 15, 16 und an der Längskante 17 miteinander verschweißt, so daß ein geschlossener, schlauchförmiger Filterkörper 11 entsteht, der nur über den Anschlußstutzen 19 nach außen offen ist.

Auf diese Weise wird ein elastisches, verformbares Flüssigkeitsfilter erreicht, bei dem der Stützkörper 18 außerhalb des Bereiches des Anschlußstutzens 19 allseitig freiliegend im Filterkörper 11 angeordnet ist. Im Betrieb auftretende, unterschiedliche Schrumpfmaße von Stützkörper 18 und Filterkörper 11 können damit nicht mehr zu störenden verbleibenden Formänderungen führen, vielmehr behält das Flüssigkeitsfilter seine Grundform unverändert bei. Durch das unmittelbare Anspritzen des Stützkörpers 18 mit seinem integrierten Spannring 27 wird ein zusätzliches Bauelement eingespart, wobei auch ein gesonderter Einlegevorgang für den Stützkörper entfällt.

Selbstverständlich sind Änderungen an der gezeigten Ausführungsform möglich, ohne vom Gedanken der Erfindung abzuweichen. So kann die Form des Rahmens 21 am Stützkörper 18 und die zugehörige Kontur des glatten Flächenbereichs 33 auch in beliebiger, geeigneter Weise abgewandelt werden. Auch läßt sich der glatte Flächenbereich 33 in unterschiedlicher Art und Weise herstellen, wie zum Beispiel durch Hochfrequenzschweißen oder Heißsiegeln. Ferner ist es auch möglich, anstelle des einstufigen Anspritzvorganges von Stützkörper und Anschlußstutzen so vorzugehen, daß ein vorgefertigter Anschlußstutzen zusammen mit der Gewebeplatte in eine Spritzform eingelegt wird und beim anschließenden Anspritzen des Stützkörpers alle drei Bauelemente lediglich im Bereich des Anschlußstutzens fest miteinander verbunden werden. Eine Ringfläche um die Öffnung 34 herum kann auch vor dem Anspritzen vorbehandelt werden; auf jeden Fall bleibt diese Ringfläche rauh genug, so daß beim Anspritzvorgang eine ausreichend feste und dichte Materialverschweißung entsteht.

Claims (7)

1. Flüssigkeitsfilter zum Einbau in einen Kraftstoffbehälter, mit einem elastischen, aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehenden, gitterförmigen Stützkörper, welcher einen relativ flachen, schlauchförmigen Filterkörper aus einem elastischen, durchlässigen Kunststoffgewebe stützt und mit einem Anschlußstutzen, der mit einer Kraftstoffpumpe bzw. -leitung verbindbar ist und an dem der gitterförmige Stützkörper angeordnet ist, wobei der Stützkörper in dem geschlossenen, schlauchförmigen Filterkörper allseitig freiliegend angeordnet und mit dem Kunststoffgewebe lediglich im Bereich des Anschlußstutzens fest verbunden ist, und einen durch Stäbe und/oder Stege gebildeten Rahmen aufweist, mit welchem der Anschlußstutzen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß von den den schlauchförmigen Filterkörper (11) bildenden, einander gegenüberliegenden Teilen (28, 31) des Kunststoffgewebes (12) der mit dem Anschlußstutzen (19) unmittelbar verbundene, obere Teil (28) auf seiner dem Stützkörper (18) zugewandt liegenden Seite einen glatten Flächenbereich (33) aufweist, dessen Kontur im wesentlichen der Form des Rahmens (21) entspricht, wobei eine ringförmige Fläche (35) um eine dem Anschlußstutzen (19) zugeordnete Öffnung (34) von dem glatten Flächenbereich (33) ausgespart ist.

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, mit einem gitterförmigen Stützkörper, dessen leicht verformbarer Rahmen aus wenigstens zwei Längsstäben und mindestens zwei Querstegen gebildet ist, bei dem im Bereich eines Quersteges der Anschlußstutzen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur des glatten Flächenbereichs (33) im wesentlichen die Form eines Rechtecks aufweist, wie es von den beiden Längsstäben (22, 23) und den Querstegen (24, 26) des Stützkörpers (18) gebildet wird und bei dem die Breite der Flächenstreifen wenigstens gleich oder geringfügig größer ist als die entsprechende Breite der zugeordneten Längsstäbe (22, 23) oder der Querstege (24, 36).

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Längsstäben (22, 23) des Stützkörpers (18) Spreizelemente (29) auf der dem anderen Gewebeteil (31) zugewandten Seite angeordnet sind.

4. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizelemente (29) halbkreisförmig ausgebildet sind.

5. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der schlauchförmige Filterkörper (11) durch Verschweißen oder Umspritzen zweier Quer- (15, 16) und einer Längskante (17) einer Gewebeplatte (13) hergestellt ist.

6. Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkeitsfilters nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Kunststoff-Gewebeplatte (13) ein in seiner Kontur dem Rahmen (21) des Stützkörpers (18) entsprechender glatter Flächenbereich (33) mit Ausnahme einer ringförmigen Fläche (35) um eine dem Anschlußstutzen (19) zugeordneten Öffnung (34) ausgebildet wird, und an die Gewebeplatte im Bereich einer Öffnung (34) der Anschlußstutzen (19) und der Stützkörper (18) angespritzt werden, worauf die Gewebeplatte (13) um eine Längsachse (14) gefaltet wird, so daß das umgefaltete Teil (31) den Anschlußstutzen (19) und den Stützkörper (18) überdeckt, wonach die Ränder der Gewebeplatte (13) an zwei Querkanten (15, 16) und einer Längskante (17) zu einem schlauchförmigen, geschlossenen Filterkörper (11) verbunden werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die glatte Fläche (33) auf der Gewebeplatte (13) durch Ultraschallschweißen des Kunststoffgewebes (12) hergestellt wird.