EP2827963A1 - Filterelement und filtereinrichtung - Google Patents

Filterelement und filtereinrichtung

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Publication number
EP2827963A1
EP2827963A1 EP13703059.9A EP13703059A EP2827963A1 EP 2827963 A1 EP2827963 A1 EP 2827963A1 EP 13703059 A EP13703059 A EP 13703059A EP 2827963 A1 EP2827963 A1 EP 2827963A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
filter element
filter
support body
end plate
cavity
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13703059.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Kocksch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mann and Hummel GmbH
Original Assignee
Mann and Hummel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mann and Hummel GmbH filed Critical Mann and Hummel GmbH
Publication of EP2827963A1 publication Critical patent/EP2827963A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/13—Supported filter elements
    • B01D29/15—Supported filter elements arranged for inward flow filtration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
    • B01D29/11—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor with bag, cage, hose, tube, sleeve or like filtering elements
    • B01D29/13—Supported filter elements
    • B01D29/15—Supported filter elements arranged for inward flow filtration
    • B01D29/21—Supported filter elements arranged for inward flow filtration with corrugated, folded or wound sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D35/00—Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/18—Heating or cooling the filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/04—Supports for the filtering elements
    • B01D2201/0415—Details of supporting structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/29—Filter cartridge constructions
    • B01D2201/291—End caps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/40—Special measures for connecting different parts of the filter
    • B01D2201/403—Special measures for connecting different parts of the filter allowing dilatation, e.g. by heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/02—Adding substances to exhaust gases the substance being ammonia or urea
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/14—Arrangements for the supply of substances, e.g. conduits
    • F01N2610/1426—Filtration means

Definitions

  • the invention relates to a filter element for filtering a fluid, in particular a urea-water solution. Furthermore, the invention relates to a filter device.
  • Urea-water solution is injected via nozzles in the exhaust system.
  • the urea-water solution must be filtered.
  • WO 2010/139706 A1 describes a filter element for filtering urea-water solutions. Since such urea-water solutions freeze at about -1 1 ° C, the known filter element provides a compensation element of elastically deformable material. The compensation element absorbs a volume of liquid which increases during the freezing of the urea-water solution.
  • a filter element which has a support element with a partition which limits a dead volume.
  • An object of the present invention is to provide an improved filter element and an improved filter device.
  • a filter element for filtering a fluid in particular a urea-water solution, proposed, which has a filter medium and a support body.
  • the filter medium comprises an interior and the support body protruding into the interior cavity.
  • the cavity is closed towards the clean side of the filter element and formed open towards a raw side of the filter element.
  • the volume of fluid is reduced on the clean side.
  • a compensation element which a be formed smaller during freezing of the fluid, for example, the urea-water solution described above, increases the volume of liquid.
  • the cavity formed can be used to accommodate other elements of the filter element, such as a compensation element.
  • the dimensions of the filter element or a corresponding filter device with the filter element reduce even further.
  • the frozen fluid quantity is reduced on the clean side, it can also defrost faster or the heating power of a heating element provided for the melting process can be reduced.
  • the fluid is typically a liquid, especially a urea-water solution.
  • an interior surrounded by the filter medium is the clean side of the filter element.
  • the raw side which can be flowed for example by a fluid to be cleaned, arranged on the opposite side and thus on the outside of the filter medium.
  • the flow can also take place in the reverse direction, so that a reverse arrangement of the clean side and raw side is given.
  • a compensation element is arranged in the cavity.
  • the compensation element preferably comprises an elastomer.
  • the compensation element may further be formed closed-pored and / or foamed. The pores can be filled with air.
  • the compensation element comprises an ethylene-propylene-diene rubber (also referred to as "EPDM") .
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • the compensation element is mushroom-shaped with a stem portion which is arranged inside the cavity, and a head portion which abuts against an end disk of the filter element.
  • the section of the support body which comprises the cavity, forms with the end plate a cup-shaped geometry.
  • a geometry can be produced easily, for example by injection molding.
  • the filter element has an end plate, which is formed integrally with the support body. Also by this measure, a simple manufacturability of the support body together with the end plate, for example by injection molding, guaranteed.
  • the embodiment of the support tube integral with the end plate leads to the reduction of the number of components, which in turn improves the manufacturability of the filter element.
  • a channel is formed between the compensation element and the support body and / or between the compensation element and an end disk of the filter element, which is in fluid communication with the raw side.
  • the channel has the advantage that pressure peaks are avoided and a uniform compression of the compensation element is ensured.
  • the channel can be formed, for example, by one or more grooves in the compensation element, in the support body and / or in the end disk.
  • the channel can be provided, for example, by a flattening of, for example, a circular cross-section compensation element, when this engages in the cavity formed, for example, with a circular cross-section.
  • the channel may be defined by elevations on the surface of the compensation elements are provided, which hold a cavity bounding the cavity of the support body spaced from the surface of the compensation element.
  • the compensation element it is conceivable to provide the compensation element with smaller dimensions, in particular with a smaller diameter, than the cavity, so that a channel is formed between the compensation element and the wall delimiting the cavity.
  • the support body has a first section, which comprises the cavity, and a second section, which comprises openings for a drainage of filtered fluid from a gap formed between the support tube and the filter medium towards a connection opening of the filter element.
  • the filtered fluid "sees" a closed surface in the space in the region of the first portion of the support body, the filtered fluid in the region of the second portion can be passed through the openings in the support body to and from the connection opening of the filter element.
  • ribs are integrally formed on the support body in the region of the first and / or second portion of the same, which serve in particular as a spacer between the filter medium and the support body.
  • the ribs preferably extend toward the filter medium.
  • openings may be provided between the ribs.
  • the support body is formed as a central tube, which comprises the first and second sections, wherein the openings comprise an axial opening and a radial opening in the second section of the central tube.
  • the fluid to be filtered thus flows first from the intermediate space radially inwardly into the central tube and is then conveyed axially at its end side out of this and out to the connection opening of the filter element.
  • the filter element has a first and second end plate, between which the support body extends, wherein the first portion is connected to the first end plate and whose second portion is adjacent to the second end plate.
  • the support body with its second portion can also be supported on the second end disk, that is to say in abutment therewith.
  • the filter element has a rod heating element which extends into the second portion of the filter element.
  • the bar heating element is advantageously fixed or detachably arranged or fixed in a filter device on a housing. This allows frozen fluid to be thawed quickly.
  • the bar heater further reduces the volume of fluid present on the clean side. This, in turn, causes the compensation element to be provided with even smaller dimensions.
  • the filter device may have a housing in which the filter element is received. Furthermore, the filter device may comprise connections, by means of which the fluid to be filtered can be supplied to the filter element and filtered fluid can be discharged therefrom.
  • the filter device may for example be part of a motor vehicle.
  • FIG. 1 shows an exploded view of a filter element according to one embodiment
  • FIG. 2 is a sectional view of the filter element of FIG. 1 installed in a filter device
  • FIG. 3 shows a variant with respect to the embodiment according to FIG. 2.
  • FIG. 1 shows an exploded view of a filter element 1 according to one embodiment.
  • FIG. 2 shows a sectional view of the filter element 1 from FIG. 1 in a state installed in a filter device 2.
  • the filter device 2 may be provided for example in a motor vehicle.
  • the filter device 2 may be adapted to clean a liquid, in particular a urea-water solution.
  • the urea-water solution is, for example, a 25 to 35% urea-water solution. Common are 30 to 35%, especially 32.5% urea-water solutions.
  • the percentages here refer to percent by volume.
  • the filter element 1 comprises a first end disk 3 and a second end disk 4. Between the two end disks 3, 4, a filter medium in the form of a bellows 5 is arranged.
  • the bellows 5 has an annular cross-section and is at its opposite ends with the end discs 3, 4 liquid-tight 29wei eats.
  • a support body in the form of a central tube 7 is arranged in the space enclosed by the bellows 5 interior 6.
  • the central tube 7 comprises a first and second section 1 1, 12th
  • the first section 11 has a cavity 13, which is closed toward a clean side 14 of the filter element 1 and is open towards a raw side 15 of the filter element 1.
  • the cavity 13 is bounded radially by a wall 16 of the central tube 7 and axially on one side by a web 17 closing the inner cross-section of the central tube 7.
  • "Radial” and “axial” refer in this case to a central axis 18 (see FIG Filter element 1.
  • the first 1 1 of the central tube 7 integrally connected to the first end plate 3.
  • the central tube 7 together with the end plate 3 can be produced by injection molding in one step.
  • the end plate 3 is preferably of annular design and, together with the wall 16 and the web 17 of the first section 1 1, forms a cup-shaped geometry.
  • the second portion 12 of the central tube 7 is formed with radial openings 21 and the front side with an axial opening 22.
  • the axial opening 22 having the end 23 of the second portion 12 adjacent to the second end plate 4 at. In this case, the end 23 may bear directly against the end plate 4 or have a slight gap with respect to the end plate 4.
  • the latter is shown in Fig. 2.
  • At the second portion 12 of the central tube 7 are radially outward in an annular space 19 between the central tube 7 and the filter medium 5 extending ribs 20 are formed.
  • the ribs 20 stiffen the central tube. 7
  • the filter element 1 further comprises a mushroom-shaped compensation element 24 made of EPDM, which comprises a head section 25 and a stem section 26.
  • a groove 27 is formed in the head portion 25 and the stem portion 26.
  • the groove 27 extends, as can be seen in Fig. 2, at the first end plate 3 facing side of the head portion 25 inward in the radial direction and from there further in the axial direction along the outside of the stem portion 26.
  • the groove 27 thus forms in interaction with the end plate 3 and the central tube 7 a channel 31.
  • the channel 31 communicates with the raw side 15 in fluid-conducting connection.
  • an axial collar 32 extends into a connection opening 33 of a housing 34 of the filter device 2 and seals against it, for example by means of an O-ring 39, on the outside.
  • the filter element 1 is releasably secured in the connection opening 33 and can be replaced if necessary.
  • the collar 32 has a connection opening 35 of the filter element 1, which is in fluid communication with the connection opening 33 of the filter device 2 and with the opening 22 of the central tube 7.
  • liquid 36 On the raw side 15 of the filter element 1 is to be cleaned during operation of the filter device 2 liquid 36, which flows through the filter medium 5 and is filtered.
  • the movement of the liquid 36 through the filter device 2 is indicated in Fig. 2 by a corresponding path.
  • the liquid 36 thus enters the intermediate space 19 and flows from there in the axial direction between apertures 37 (see FIG. 1) between the ribs 20. Finally, the liquid 36 passes through the radial openings 21 in the second section 12 of the central tube 7 and then through the axial opening 22 to the connection opening 35 and is led out of there from the filter device 2.
  • the filter element 1 may have a further compensation element 38, which is arranged between the second end disk 4 and the housing 34.
  • the compensating element 38 has an annular shape and surrounds the collar 32.
  • the compensating element 38 can have recesses 41 shown in FIG. 1, in each of which a pin 42 formed on the second end disk 4 engages in order to compensate the compensation element 38 second end plate 4 to fix.
  • Fig. 3 shows, in contrast to Fig. 2, a filter element 1, wherein the first and second portions 1 1, 12 of the central tube 7 are formed approximately the same length.
  • a rod heating element 43 (indicated by dashed lines) is arranged in a cavity 44 of the second section 12 of the central tube 7.
  • the cavity 44 is bounded by a wall 45 of the central tube 7 and the web 17.
  • the cavity 44 is in fluid communication with the gap 19 by means of the radial openings 21.

Landscapes

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Abstract

Ein Filterelement (1) zum Filtern eines Fluids (36), insbesondere einer Harnstoff- Wasser-Lösung, mit einem Filtermedium (5), welches einen Innenraum (6) aufweist, und einem Stützkörper (7), welcher einen in den Innenraum (6) hineinragenden Hohlraum (13) aufweist, der zu einer Reinseite (14) des Filterelements (1) hin geschlossen und einer Rohseite (15) des Filterelements (1) hin offen ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Filterelement und Filtereinrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere einer Harnstoff-Wasser-Lösung. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Filtereinrichtung.
Stand der Technik
Beispielsweise finden bei der Abgasbehandlung in Kraftfahrzeugen zur Reduzierung von Stickoxidemissionen Harnstoff-Wasser-Lösungen Verwendung. Harnstoff-Wasser- Lösung wird dabei über Düsen im Abgasstrang eingespritzt. Insbesondere um ein Verstopfen der Düsen zu vermeiden, muss die Harnstoff-Wasser-Lösung gefiltert werden.
Beispielsweise beschreibt die WO 2010/139706 A1 ein Filterelement zum Filtern von Harnstoff-Wasser-Lösungen. Da solche Harnstoff-Wasser-Lösungen bei ca. -1 1 °C ge- frieren, sieht das bekannte Filterelement ein Kompensationselement aus elastisch deformierbarem Material vor. Das Kompensationselement nimmt ein sich beim Gefrieren der Harnstoff-Wasser-Lösung vergrößerndes Flüssigkeitsvolumen auf.
Aus der DE 10 2004 025 81 1 A1 ist ferner ein Filterelement bekannt, welches ein Stütz- element mit einer Trennwand aufweist, die ein Totvolumen begrenzt.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Filterelement und eine verbesserte Filtereinrichtung bereitzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Filterelement zum Filtern eines Fluids, insbesondere einer Harnstoff-Wasser-Lösung, vorgeschlagen, welches ein Filtermedium und einen Stützkörper aufweist. Das Filtermedium umfasst einen Innenraum und der Stützkörper einen in den Innenraum hineinragenden Hohlraum. Der Hohlraum ist zur Rein- seite des Filterelements hin geschlossen und zu einer Rohseite des Filterelements hin offen ausgebildet.
Dadurch, dass der Hohlraum in den Innenraum hineinragt, wird das Fluidvolumen auf der Reinseite reduziert. Infolgedessen kann ein Kompensationselement, welches ein sich beim Gefrieren des Fluids, beispielsweise der einleitend beschriebenen Harnstoff- Wasser-Lösung, vergrößerndes Flüssigkeitsvolumen aufnimmt, kleiner ausgebildet werden. Damit reduzieren sich auch die Abmaße einer Filtereinrichtung, welche ein solches Filterelement umfasst. Darüber hinaus kann der gebildete Hohlraum genutzt werden, um andere Elemente des Filterelements aufzunehmen, beispielsweise ein Kompensationselement. Dadurch reduzieren sich die Abmaße des Filterelements bzw. einer entsprechenden Filtereinrichtung mit dem Filterelement noch weiter. Dadurch, dass bei der vorliegenden Lösung die gefrorene Fluidmenge auf der Reinseite reduziert wird, lässt sich diese auch schneller auftauen bzw. die Heizleistung eines für den Schmelz- Vorgang vorgesehenen Heizelements kann reduziert werden. Außerdem kann aufgrund der reduzierten Fluidmenge auf der Reinseite auf ein Kompensationselement auf der Reinseite verzichtet werden. Hierin liegt ein Vorteil gegenüber der aus der WO 2010/139706 A1 bekannten Lösung, denn solche insbesondere auf der Reinseite angeordnete Kompensationselemente obliegen höheren Bauteilsauberkeits- und Stabilitäts- anforderungen, was sich auf die Herstellungskosten auswirken kann. Dies liegt daran, dass sich am Kompensationselement anhaftende Partikel von dem Kompensationselement im Betrieb des Filterelements ablösen und hiernach beispielsweise die einleitend erwähnten Düsen schädigen können. Nichtsdestotrotz wäre es auch bei der vorliegend beschriebenen Lösung denkbar, auf der Reinseite ein beispielsweise kleines Kompensationselement vorzusehen.
Das Fluid ist typischerweise eine Flüssigkeit, insbesondere eine Harnstoff-Wasser- Lösung. Bevorzugt ist ein vom Filtermedium umgebener Innenraum die Reinseite des Filterelements. Entsprechend ist die Rohseite, die beispielsweise von einem zu reinigenden Fluid angeströmt werden kann, auf der Gegenseite und somit auf der Außenseite des Filtermediums angeordnet. Selbstverständlich kann die Durchströmung auch in umgekehrter Richtung erfolgen, so dass eine umgekehrte Anordnung von Reinseite und Roh- seite gegeben ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist ein Kompensationselement in dem Hohlraum angeordnet. Das Kompensationselement weist bevorzugt ein Elastomer auf. Das Kompensationselement kann weiterhin geschlossenporig und/oder geschäumt ausgebildet sein. Die Poren können mit Luft gefüllt sein. Bevorzugt weist das Kompensationselement einen Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (auch als„EPDM" bezeichnet) auf. Das Kompensationselement kann den Hohlraum teilweise oder vollständig ausfüllen. Dadurch, dass das Kompensationselement in dem Hohlraum angeordnet ist, ergeben sich kleinere Ab- maße des Filterelements bzw. der Filtereinrichtung.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Kompensationselement pilzförmig mit einem Stengelabschnitt, welcher innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, und einem Kopfabschnitt ausgebildet, welcher gegen eine Endscheibe des Filterelements anliegt. Dadurch wird ein großes Volumen des Kompensationselements erzielt, welches sich gleichzeitig platzsparend unterbringen lässt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet der Abschnitt des Stützkörpers, welcher den Hohlraum umfasst, mit der Endscheibe eine napfförmige Geometrie aus. Eine sol- che Geometrie lässt sich einfach, beispielsweise im Spritzgussverfahren, herstellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Filterelement eine Endscheibe auf, welche einstückig mit dem Stützkörper gebildet ist. Auch durch diese Maßnahme wird eine einfache Herstellbarkeit des Stützkörpers samt der Endscheibe, beispielsweise im Spritzgussverfahren, gewährleistet. Die Ausführung des Stützrohrs einstückig mit der Endscheibe führt zur Reduktion der Bauteilanzahl, was wiederum die Herstellbarkeit des Filterelements verbessert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Kompensationselement und dem Stützkörper und/oder zwischen dem Kompensationselement und einer Endscheibe des Filterelements ein Kanal ausgebildet, welcher mit der Rohseite in fluidischer Verbindung steht. Der Kanal weist den Vorteil auf, dass Druckspitzen vermieden werden und eine gleichmäßige Kompression des Kompensationselements gewährleistet wird. Der Kanal kann beispielsweise durch einen oder mehrere Nuten in dem Kompen- sationselement, in dem Stützkörper und/oder in der Endscheibe ausgebildet werden. Weiterhin kann der Kanal beispielsweise durch eine Abflachung des beispielsweise im Querschnitt kreisförmigen Kompensationselements geschaffen werden, wenn dieses in den beispielsweise mit einem kreisförmigen Querschnitt gebildeten Hohlraum eingreift. Genauso kann der Kanal durch Erhebungen auf der Oberfläche des Kompensations- elements geschaffen werden, welche eine den Hohlraum des Stützkörpers begrenzende Wandung beabstandet von der Oberfläche des Kompensationselements halten. Weiterhin ist denkbar, das Kompensationselement mit kleineren Abmaßen, insbesondere mit einem kleineren Durchmesser, vorzusehen als den Hohlraum, so dass zwischen dem Kompensationselement und der den Hohlraum begrenzenden Wandung ein Kanal entsteht.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Stützkörper einen ersten Abschnitt, welcher den Hohlraum umfasst, und einen zweiten Abschnitt auf, welcher Öffnungen für ein Ablaufen von gefiltertem Fluid aus einem zwischen dem Stützrohr und dem Filtermedium gebildeten Zwischenraum hin zu einer Anschlussöffnung des Filterelements umfasst. Obgleich das gefilterte Fluid in dem Zwischenraum im Bereich des ersten Abschnitts des Stützkörpers eine geschlossene Fläche„sieht", kann das gefilterte Fluid im Bereich des zweiten Abschnitts durch die Öffnungen in dem Stützkörper hindurch zur Anschlussöffnung des Filterelements und damit aus diesem herausgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind an dem Stützkörper im Bereich des ersten und/oder zweiten Abschnitts desselben Rippen außenseitig angeformt, welche insbesondere als Abstandshalter zwischen Filtermedium und Stützkörper dienen. Die Rippen erstrecken sich vorzugsweise hin zu dem Filtermedium. Um dennoch ein Fließen des gefilterten Fluids in einer Richtung senkrecht zur Erstreckungsebene der Rippen zu gewährleisten, können zwischen den Rippen Durchbrüche vorgesehen sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Stützkörper als ein Mittelrohr ausge- bildet, welches den ersten und zweiten Abschnitt umfasst, wobei die Öffnungen eine axiale Öffnung und eine radiale Öffnung in dem zweiten Abschnitt des Mittelrohrs umfassen. Das zu filternde Fluid fließt somit zunächst aus dem Zwischenraum radial nach innen in das Mittelrohr hinein und wird dann axial an dessen Stirnseite aus diesem heraus und hin zur Anschlussöffnung des Filterelements gefördert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Filterelement eine erste und zweite Endscheibe auf, zwischen welchen sich der Stützkörper erstreckt, wobei dessen erster Abschnitt mit der ersten Endscheibe verbunden ist und dessen zweiter Abschnitt an die zweite Endscheibe angrenzt. Dadurch wird ein langer Stützkörper geschaffen, welcher dem Filterelement eine große Stabilität verleiht. Gemäß einer Ausführungsform kann sich der Stützkörper mit seinem zweiten Abschnitt auch an der zweiten Endscheibe abstützen, das hei ßt sich mit dieser in Anlage befinden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Filterelement ein Stabheizelement auf, welches sich in den zweiten Abschnitt des Filterelements erstreckt. Das Stabheizelement ist vorteilhafter Weise in einer Filtereinrichtung an einem Gehäuse fest oder lösbar angeordnet oder befestigt. Dadurch kann eingefrorenes Fluid schnell aufgetaut werden. Außerdem reduziert das Stabheizelement das auf der Reinseite vorhandene Fluidvolumen weiter. Dies bewirkt wiederum, dass das Kompensationselement mit noch kleineren Abmaßen vorgesehen werden kann.
Weiterhin wird eine Filtereinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Filterelement vorgeschlagen.
Die Filtereinrichtung kann ein Gehäuse aufweisen, in welchem das Filterelement aufgenommen ist. Weiterhin kann die Filtereinrichtung Anschlüsse umfassen, mittels derer dem Filterelement zu filterndes Fluid zuführbar und gefiltertes Fluid von diesem abführbar ist.
Die Filtereinrichtung kann beispielsweise Bestandteil eines Kraftfahrzeugs sein.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombination von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen des Filterelements oder der Filter- einrichtung. Daher wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung zufügen oder abändern.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen dabei : Fig. 1 in einer Explosionsansicht ein Filterelement gemäß einer Ausführungsform;
Fig. 2 in einer Schnittansicht das in einer Filtereinrichtung verbaute Filterelement aus Fig. 1 ; und
Fig. 3 eine Variante gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 2.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Fig. 1 zeigt in einer Explosionsansicht ein Filterelement 1 gemäß einer Ausführungsform. Fig. 2 zeigt in einer Schnittansicht das Filterelement 1 aus Fig. 1 in einem in einer Filtereinrichtung 2 verbauten Zustand. Die Filtereinrichtung 2 kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Die Filtereinrichtung 2 kann dazu eingerichtet sein, eine Flüssigkeit, insbesondere eine Harnstoff-Wasser-Lösung, zu reinigen. Bei der Harnstoff-Wasser-Lösung handelt es sich beispielsweise um eine 25 bis 35%-ige Harnstoff-Wasser-Lösung. Gängig sind 30 bis 35%-ige, insbesondere 32,5%-ige Harnstoff- Wasser-Lösungen. Die Prozentangaben beziehen sich hier auf Volumenprozente.
Zurückkehrend zu Fig. 1 ist dort gezeigt, dass das Filterelement 1 eine erste Endscheibe 3 und eine zweite Endscheibe 4 umfasst. Zwischen den beiden Endscheiben 3, 4 ist ein Filtermedium in Form eines Balgs 5 angeordnet. Der Balg 5 weist einen kreisringförmigen Querschnitt auf und ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit den End- Scheiben 3, 4 flüssigkeitsdicht verschwei ßt. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist in dem von dem Balg 5 umschlossenen Innenraum 6 ein Stützkörper in Form eines Mittelrohrs 7 angeordnet. Das Mittelrohr 7 umfasst einen ersten und zweiten Abschnitt 1 1 , 12.
Der erste Abschnitt 1 1 weist einen Hohlraum 13 auf, welcher zu einer Reinseite 14 des Filterelements 1 hin geschlossen und zu einer Rohseite 15 des Filterelements 1 hin offen ausgebildet ist. Der Hohlraum 13 wird radial von einer Wandung 16 des Mittelrohrs 7 und axial an einer Seite durch einen den Innenquerschnitt des Mittelrohrs 7 verschließenden Steg 17 begrenzt.„Radial" und„axial" bezieht sich vorliegend auf eine Mittelachse 18 (siehe Fig. 2) des Filterelements 1 . An seinem offenen Ende ist der erste Ab- schnitt 1 1 des Mittelrohrs 7 einstückig mit der ersten Endscheibe 3 verbunden. Zu diesem Zweck kann das Mittelrohr 7 samt der Endscheibe 3 im Spritzgussverfahren in einem Schritt hergestellt werden. Die Endscheibe 3 ist bevorzugt kreisringförmig ausgebildet und bildet zusammen mit der Wandung 16 und dem Steg 17 des ersten Ab- Schnitts 1 1 eine napfförmige Geometrie aus.
Der zweite Abschnitt 12 des Mittelrohrs 7 ist mit radialen Öffnungen 21 und stirnseitig mit einer axialen Öffnung 22 gebildet. Das die axiale Öffnung 22 aufweisende Ende 23 des zweiten Abschnitts 12 grenzt an die zweite Endscheibe 4 an. Dabei kann das Ende 23 gegen die Endscheibe 4 direkt anliegen oder einen geringfügigen Spalt in Bezug auf die Endscheibe 4 aufweisen. Letzteres ist in Fig. 2 dargestellt. An dem zweiten Abschnitt 12 des Mittelrohrs 7 sind sich nach radial außen in einen ringförmigen Zwischenraum 19 zwischen dem Mittelrohr 7 und dem Filtermedium 5 erstreckenden Rippen 20 ausgebildet. Die Rippen 20 versteifen das Mittelrohr 7.
Das Filterelement 1 weist weiterhin ein pilzförmiges Kompensationselement 24 aus EPDM auf, welches einen Kopfabschnitt 25 und einen Stengelabschnitt 26 umfasst. Wie in Fig. 1 zu erkennen, ist in dem Kopfabschnitt 25 und dem Stengelabschnitt 26 eine Nut 27 gebildet. Die Nut 27 erstreckt sich, wie in Fig. 2 zu erkennen, an der der ersten Endscheibe 3 zugewandten Seite des Kopfabschnitts 25 in radialer Richtung nach innen und verläuft von da weiter in axialer Richtung entlang der Außenseite des Stengelabschnitts 26. Die Nut 27 bildet somit im Zusammenspiel mit der Endscheibe 3 und dem Mittelrohr 7 einen Kanal 31 aus. Der Kanal 31 steht mit der Rohseite 15 in flüssigkeitsleitender Verbindung.
Von der zweiten Endscheibe 4 erstreckt sich ein axialer Kragen 32 in eine Anschlussöffnung 33 eines Gehäuses 34 der Filtereinrichtung 2 hinein und dichtet gegen diese, beispielsweise mittels eines O-Rings 39, außenseitig ab. Das Filterelement 1 ist lösbar in der Anschlussöffnung 33 befestigt und kann bei Bedarf ausgetauscht werden. Der Kragen 32 weist eine Anschlussöffnung 35 des Filterelements 1 auf, welche mit der Anschlussöffnung 33 der Filtereinrichtung 2 und mit der Öffnung 22 des Mittelrohrs 7 flüssigkeitsleitend in Verbindung steht. Auf der Rohseite 15 des Filterelements 1 befindet sich im Betrieb der Filtereinrichtung 2 zu reinigende Flüssigkeit 36, welche durch das Filtermedium 5 strömt und dabei gefiltert wird. Die Bewegung der Flüssigkeit 36 durch die Filtereinrichtung 2 ist in Fig. 2 durch einen entsprechenden Pfad angedeutet. Die Flüssigkeit 36 gelangt somit in den Zwi- schenraum 19 und fließt von dort in axialer Richtung zwischen Durchbrüchen 37 (siehe Fig. 1 ) zwischen den Rippen 20 hindurch. Schließlich gelangt die Flüssigkeit 36 durch die radialen Öffnungen 21 in dem zweiten Abschnitt 12 des Mittelrohrs 7 und anschließend durch dessen axiale Öffnung 22 zur Anschlussöffnung 35 und wird von dort aus der Filtereinrichtung 2 herausgeführt.
Ist die Filtereinrichtung 2 nun beispielsweise im Winter sehr kalten Bedingungen ausgesetzt, so kann es zu einem Gefrieren der Flüssigkeit 36, insbesondere in dem Zwischenraum 19, kommen. Da der Zwischenraum 19 jedoch nur klein ist, ist das Flüssigkeitsvolumen, welches potentiell gefrieren kann, ebenfalls nur gering. Die mit dem Ge- frieren einhergehende Volumenänderung kann dann durch das Kompensationselement 24 aufgenommen werden. Zusätzlich kann das Filterelement 1 ein weiteres Kompensationselement 38 aufweisen, welches zwischen der zweiten Endscheibe 4 und dem Gehäuse 34 angeordnet ist. Das Kompensationselement 38 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel ringförmig ausgebildet und umschließt den Kragen 32. Das Kompensa- tionselement 38 kann in Fig. 1 gezeigte Ausnehmungen 41 aufweisen, in welche jeweils ein an der zweiten Endscheibe 4 ausgebildeter Zapfen 42 eingreift, um das Kompensationselement 38 gegenüber der zweiten Endscheibe 4 zu fixieren.
Beim Gefrieren kann darüber hinaus mittels des Kanals 31 ein Druckausgleich zwi- sehen dem Hohlraum 13 und dem Zwischenraum 19 stattfinden, so dass auf die Wandung 16 wirkende Druckspitzen vermieden und eine Vergleichmäßigung der Kompression des Kompensationselements 24 erzielt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind keine Rippen 20 vorgesehen. Stattdessen ist das Mittelrohr 7 mit einem im Vergleich zu Fig. 2 größeren Durchmesser gebildet, so dass der Zwischenraum 19 klein ist, um das Flüssigkeitsvolumen auf der Reinseite 14 innerhalb des Balgs 5 weiter zu reduzieren. Fig. 3 zeigt im Unterschied zu Fig. 2 ein Filterelement 1 , bei welchem der erste und zweite Abschnitt 1 1 , 12 des Mittelrohrs 7 in etwa gleich lang ausgebildet sind. Ein Stabheizelement 43 (gestrichelt angedeutet) ist in einem Hohlraum 44 des zweiten Abschnitts 12 des Mittelrohrs 7 angeordnet. Der Hohlraum 44 wird von einer Wandung 45 des Mittelrohrs 7 sowie dem Steg 17 begrenzt. Der Hohlraum 44 steht mittels der radialen Öffnungen 21 mit dem Zwischenraum 19 in flüssigkeitsleitender Verbindung. Mittels des Stabheizelements 43 lässt sich die Flüssigkeit 36 bzw. entsprechendes Eis schnell erwärmen bzw. auftauen.

Claims

Ansprüche
1 . Filterelement (1 ) zum Filtern einer Harnstoff-Wasser-Lösung mit einem Filtermedium (5), welches einen Innenraum (6) aufweist, und einem Stützkörper (7), welcher einen in den Innenraum (6) hineinragenden Hohlraum (13) aufweist, der zu einer Reinseite (14) des Filterelements (1 ) hin geschlossen und einer Rohseite (15) des Filterelements (1 ) hin offen ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kompensationselement (24) in dem Hohlraum (13) angeordnet ist.
2. Filterelement nach Anspruch 1 , wobei das Kompensationselement (24) pilzförmig mit einem Stengelabschnitt (26), welcher innerhalb des Hohlraums (13) angeordnet ist, und einem Kopfabschnitt (25) ausgebildet ist, welcher gegen eine Endscheibe (3) des Filterelements (1 ) anliegt.
3. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 -2, aufweisend eine Endscheibe (3), welche einstückig mit dem Stützkörper (7) gebildet ist.
4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 -3, wobei zwischen dem Kompensations- element (24) und dem Stützkörper (7) und zwischen dem Kompensationselement
(24) und einer Endscheibe (3) des Filterelements (1 ) ein Kanal (31 ) ausgebildet ist, welcher mit der Rohseite (15) in fluidischer Verbindung steht.
5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 -4, wobei der Stützkörper (7) einen ersten Abschnitt (1 1 ), welcher den Hohlraum (13) umfasst, und einen zweiten Abschnitt (12) aufweist, welcher Öffnungen (21 , 22) für ein Ablaufen von gefiltertem Fluid (36) aus einem zwischen dem Stützkörper (7) und dem Filtermedium (5) gebildeten Zwischenraum (19) hin zu einer Anschlussöffnung (35) des Filterelements (1 ) umfasst.
6. Filterelement nach Anspruch 5, wobei der Stützkörper (7) als ein Mittelrohr ausgebildet ist, welches den ersten und zweiten Abschnitt (1 1 , 12) umfasst, wobei die Öff- nungen (21 , 22) eine axiale Öffnung (22) und eine radiale Öffnung (21 ) in dem zweiten Abschnitt (12) des Mittelrohrs (7) umfassen.
7. Filterelement nach Anspruch 5 oder 6, aufweisend eine erste und zweite Endscheibe (3, 4), zwischen welchen sich der Stützkörper (7) erstreckt, wobei dessen erster Abschnitt (1 1 ) mit der ersten Endscheibe (3) verbunden ist und dessen zweiter Ab- schnitt (12) an die zweite Endscheibe (4) angrenzt.
8. Filterelement nach einem der Ansprüche 65-7, aufweisend ein Stabheizelement (43), welches sich in den zweiten Abschnitt (12) erstreckt. Filtereinrichtung (2) umfassend ein Gehäuse, mit einem Filterelement (1 ) nach nem der Ansprüche 1 bis 8.
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