WO2020109531A1 - Flüssigkeitsfilter - Google Patents

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WO2020109531A1
WO2020109531A1 PCT/EP2019/083048 EP2019083048W WO2020109531A1 WO 2020109531 A1 WO2020109531 A1 WO 2020109531A1 EP 2019083048 W EP2019083048 W EP 2019083048W WO 2020109531 A1 WO2020109531 A1 WO 2020109531A1
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WO
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bellows
filter
free
liquid filter
form surface
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PCT/EP2019/083048
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French (fr)
Inventor
Alexander Traut
Marius PANZER
Original Assignee
Mann+Hummel Gmbh
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a liquid filter, in particular an oil filter, for filtering a liquid, in particular an oil, which has a raw-side inflow surface and a clean-side outflow surface, which are connected to one another by means of a flow path, and a filter body which forms a bellows comprises a plurality of pleats of folded filter medium, each pleat having a pleat edge height and two opposite pleat end faces, and wherein the bellows is configured to be installed in a construction space which delimits a construction space volume by means of a basic free-form surface, a ceiling free-form surface and a side free-form surface.
  • liquid filters are known. These are liquid filters that are used for the filtration of liquids.
  • the liquid can be oil or fuel, for example.
  • the liquid filter will be installed in a filter arrangement that can be used, for example, in internal combustion engines.
  • the liquid to be filtered (raw liquid) is directed via the flow path onto the raw flow face of the liquid filter.
  • the filter body is arranged in the flow direction downstream of the raw flow face. This is formed from the bellows with the filter medium, which is folded in such a way that it has a large number of folds over which the liquid to be filtered is passed.
  • the folds of the bellows each have a Faltkan ten Adjust and two pleat end faces, which are each arranged perpendicular to the flow direction of the liquid to be filtered. After the liquid (pure liquid) has been filtered, it emerges from the liquid filter again on the clean-side outflow surface. It can then be used for further use.
  • Such a liquid filter is installed in a space through which the liquid to be filtered (raw liquid) is passed.
  • the installation space will typically be adapted to the external requirements of the structural structures in which it is used is located. These structures can be, for example, an internal combustion engine. Depending on the design requirements for such installation spaces, their shape will be very different. As a rule, it will deviate from simple geometric shapes, such as cuboids or the like.
  • Such an installation space is therefore limited or defined by means of a basic free-form surface, a ceiling free-form surface and a side free-form surface. These surfaces can deviate from simple geometric basic shapes, such as rectangles, triangles, or the like.
  • the bellows is arranged on the basic freeform surface so that the folded edges extend from the basic freeform surface in the direction of the ceiling freeform surface.
  • the fold edge height is then the fleas of the fold edges over the basic free-form surface.
  • the fold end faces run parallel to an extension of the side freeform surface from the basic freeform surface towards the ceiling freeform surface.
  • the bellows of the filter body has a bellows base.
  • This bellows base is arranged on the basic free-form surface. It is known to make the bellows base surface rectangular. The dimensions of this rectangular shape are then adapted to the basic free-form surface in such a way that the bellows in its rectangular shape find space on the basic free-form surface. The same applies to the folding edge heights. These will all be set so that they have an identical folding edge height above the base area of the bellows, which corresponds at most to the smallest distance from the ceiling freeform surface to the basic freeform surface in the installation space.
  • the bellows or the liquid filter can be accommodated in the installation space volume.
  • the invention is therefore based on the object to provide a liquid filter that optimally utilizes an existing installation space and thus provides a high filtration performance. It is also intended to achieve an economical positioning with as few components as possible. Furthermore, an advantageous use is to be specified.
  • the liquid filter according to the invention has a bellows made of folded filter medium with a large number of folds.
  • Each fold has a first and a second fold sheet, which adjoin one another at a fold edge. Adjacent folds of the folding bellows also adjoin each other at one fold edge with their side edges.
  • the first fold sheets of adjacent folds are essentially parallel to each other.
  • the fold sheets extend between an inflow surface and an outflow surface. The end faces of the folds run essentially perpendicular to the inflow and outflow surface.
  • the fold height is constant within a fold, i.e. the fold height of the bellows can change in the direction of folding, but not in the direction along the folding edges.
  • the bellows is formed in one piece, and at least two fold edge heights of the plurality of folds are adapted to a course of the contour of the ceiling freeform surface or the basic freeform surface .
  • the course of the contour of the ceiling freeform surface is clearly the course of a connecting line of a plurality of selected points on the ceiling freeform surface as a function of the vertical distance of corresponding points on the basic freeform surface.
  • the basic freeform surface and / or the ceiling freeform surface is inclined or uneven, i.e. it has at least one inclination, curvature and / or gradation. If one of the two surfaces mentioned is flat and the other surface is not, the distance between these two surfaces varies.
  • the folding edge height of the bellows is therefore variable within the bellows. There may be different fold edge heights in a one-piece bellows. This allows the folding edge height to be flexibly adapted to the available installation space.
  • the folded edge height is adapted to the fleas of the installation space (the vertical distance between a point on the basic free-form surface and a point on the free-form surface).
  • the existing installation space is thus optimally covered in its fleas by adjusting the height of the folded edges to the installation space height.
  • Better filter performance can be achieved, in particular through the possibility of reducing the pressure loss through a larger filter area.
  • the separation capacity can be increased.
  • the bellows has at least two bellows sections with a different folded edge height, which are set up to leave a predetermined distance from the ceiling freeform surface section in at least two ceiling freeform surface sections of the ceiling freeform surface.
  • the ceiling freeform surface can be constructed from two or more different ceiling freeform surface sections. These different ceiling freeform sections can each have a different flea above the basic freeform area.
  • the bellows of the liquid filter takes these conditions of the installation space into account by forming bellows sections that correspond to the ceiling free-form surface sections.
  • the folding edge height in each bellows section is individually adapted to the available installation space height. This is achieved by leaving a predetermined distance in each bellows section between the respective folded edges and the free-form ceiling surface.
  • the distance between the folded edges and the free-form blanket surface thus follows the shape of the free-form blanket surface; the distance can be both constant and can also vary according to the conditions of the free ceiling surface within a free ceiling section.
  • the distance can vary depending on requirements, For example, the integration of built-in or add-on parts can be varied.
  • the available space is optimally used.
  • the cover preferably reproduces the shape of the free-form ceiling surface. Alternatively, the cover can follow the course of the inflow surface.
  • a distance between two adjacent first folding edges in a bellows transition section between the two bellows sections is formed differently from a distance between two adjacent second folding edges in a bellows section.
  • At least two pleat end faces are adapted to a profile of the contour of the side freeform surface facing it.
  • the side shape surface deviates from a standard rectangular shape and can optionally have at least one curved side free-form surface portion.
  • the contour of the side freeform surface is vividly the course of a connecting line of a plurality of selected points on a first side freeform surface as a function of the vertical distance of corresponding points on the side freeform surface opposite this.
  • the course of a circumferential contour of the bellows can thus be adapted to the course of the sides of the free-form surface.
  • the fold end faces follow the course of the side free-form surface along its course even if the side free-form surface is curved, ie has a curved side free-form surface section. This results in a variable pleat length.
  • the contour of the envelopes of all end faces on one side can deviate from the contour of the envelopes of all end faces on the other side.
  • the bellows base surface thus reproduces or reproduces the basic free-form surface.
  • the basic free-form surface is optimally used and (almost) completely covered with the filter medium.
  • the bellows base surface deviates from the conventional rectangular shape and can be flexibly adapted to the existing basic free-form surface.
  • the separation performance can be increased. In this way, even with a constant pressure loss, in comparison with a liquid filter of a conventional design, an increased separation efficiency can be achieved by using a higher separating filter medium.
  • the larger filter surface also offers the possibility of extending the service life or service interval of the liquid filter. Installation and add-on parts can also be better integrated by coordinating the bellows base area with the conditions of the basic free shape area.
  • the at least two fold edge heights of the plurality of folds are additionally adapted to a profile of the contour of the free-form ceiling surface.
  • the course of the contour of the ceiling freeform surface is clearly the course of a connecting line of a plurality of selected points on the ceiling freeform surface as a function of the vertical distance of corresponding points on the basic freeform surface.
  • the folding edge height of the bellows is therefore also variable within the bellows. There may be different fold edge heights in a one-piece bellows. This allows the folding edge height to be flexibly adapted to the existing installation space.
  • the folded edge height is adjusted to the height of the installation space (the vertical distance between a point on the basic freeform surface and a point on the ceiling freeform surface). This means that the height of the existing installation space is optimally covered by adjusting the height of the folded edges to the height of the installation space.
  • Better filter performance can be achieved, in particular by the possibility of additionally reducing the pressure loss through a larger filter area. At the same time, the separation performance can be increased further.
  • the bellows is preferably introduced into a housing pot with a side wall and a bottom surface.
  • the shape of the side wall corresponds to the shape of the side freeform surface and the shape of the base surface corresponds to the shape of the basic freeform surface.
  • the housing pot can remain open or be closed with a housing cover.
  • the shape of the housing cover is preferably adapted to the shape of the free-form surface. It is advantageous here if the housing cover covers the smallest possible proportion of the inflow surface.
  • Flierzu the lid can have a variety of openings, for example, be formed as a grid.
  • the lid can be detachably or non-detachably connected to the housing pot.
  • the bellows can be connected with the edge sides and the end faces with the housing pot. A section of the edge folds can be pressed between the housing pot and the cover.
  • At least one fold on the inflow surface on the raw side and / or on the outflow surface on the clean side and / or at least one end face of the fold is each fastened to the side wall of the filter bowl by means of clamping, pressing, gluing or welding.
  • the filter body can, for example, be assembled or fitted using glued sidebands. Through a joining process (e.g. gluing, welding, etc.), the filter element with a flexible design can then be assembled and installed in the housing. If the bellows is firmly attached to the filter bowl, a housing cover can be omitted.
  • bellows is continuously formed from a single material.
  • manufacture of such a one-piece bellows is inexpensive and efficient.
  • the one-piece filter bellows is preferably formed from a so-called depth filtration filter medium.
  • Suitable filter media of this type are preferably wet or dry laid random fiber fabrics, which are mechanically and / or chemically consolidated. Such a random fiber fabric has cavities between the fibers.
  • the filter medium can have natural fibers and at least a portion of synthetic fibers, for example polyethylene terephthalate (PET) and / or glass fibers, this portion can be selected to be suitable for the particular filtration application.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the proportion can be, for example, a proportion greater than 10% by weight.
  • the filter medium can also consist of synthetic fibers and / or glass fibers, and in the case of a mixture of synthetic fibers and glass fibers, the mixing ratio can be selected to suit the particular filtration application.
  • the filtration medium can be single-layer or multi-layer; For example, a so-called dual-substance headbox or multi-headbox can be selected.
  • a fiber pulp of a predetermined type of fiber or a predetermined mixture of types of fiber is poured onto a preceding or forming fleece.
  • the basic fiber fabric can in particular have further layers, which can be connected, for example, by material, in particular thermal joining processes, for example by lamination or ultrasonic welding.
  • the clean-side or the clean-side and the raw-side in other words, one or the respective outer layer can be designed as a grid structure (drainage grid). This additionally stabilizes the overall structure and ensures that the fold position remains optimally in position in the application.
  • the thickness of the filter medium can be, for example, between 0.3 and 5 mm.
  • the air permeability is preferably between 200 and 3000 l / m 2 s.
  • synthetic or glass fiber media are preferred for so-called lifetime applications, such as transmission oil filtration.
  • the folded edge height be in a range between 2 mm to 100 mm, preferably 4 mm to 80 mm, particularly preferably between 8 mm and 50 mm.
  • the liquid filter is designed as a transmission oil filter on the suction side.
  • the liquid filter according to the invention is used in a "pressureless" system, i.e. used in a system without a pump.
  • the liquid is not pressed or sucked through the filter with pressure, but the liquid passes through gravity through the filter medium. Due to the optimal use of installation space, the pressure loss across the filter is particularly low, making it particularly suitable for unpressurized or pumpless use.
  • the liquid filter according to the invention is used particularly advantageously in an E-axis of a motor vehicle.
  • the E-axis combines the motor, transmission, axle and power electronics in one component and is used in vehicles with electric drive or hybrid drive.
  • the transmission is supplied with transmission oil, with some components requiring a certain level of oil purity.
  • the liquid filter according to the invention filters the transmission oil.
  • the impure oil is fed to the inflow surface of the liquid filter, secures through the filter medium to the bottom of the filter bowl and leaves it through one or more outlets.
  • the filtered gear oil is then supplied to the corresponding components.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a liquid filter according to the invention in a first space
  • Figure 2 shows a second embodiment of a liquid filter according to the invention in a second space
  • Figure 3 shows a third embodiment of a liquid filter according to the invention in a third space
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of a liquid filter according to the invention for a fourth installation space
  • Figure 5 is a sectional view of the embodiment of Figure 4.
  • FIG. 6 shows a perspective view of a fifth embodiment of a liquid filter according to the invention for a fifth installation space
  • Figure 7 is a plan view of the embodiment of Figure 6;
  • Figure 8 is a sectional view of the embodiment of Figure 7;
  • FIG. 9 shows a perspective view of a sixth embodiment of a liquid filter according to the invention for a sixth installation space
  • Figure 10 is a plan view of the embodiment of Figure 9;
  • Figure 11 is a sectional view of the embodiment of Figure 10;
  • FIG. 12 shows a perspective view of an embodiment of a liquid filter for a seventh installation space
  • FIG. 13 shows a top view of the embodiment according to FIG. 12;
  • Figure 14 is a sectional view of the embodiment of Figure 13;
  • FIG. 15 shows a perspective view of an embodiment of a liquid filter for an eighth installation space
  • FIG. 16 shows a top view of the embodiment according to FIG. 15;
  • Figure 17 is a sectional view of the embodiment of Figure 16;
  • FIG. 18 shows a perspective view of an embodiment of a liquid filter for a ninth installation space
  • Figure 19 is a plan view of the embodiment of Figure 18;
  • Figure 20 is a sectional view of the embodiment of Figure 19;
  • Figure 21 is a perspective view of a liquid filter with filter bowl and cover grille.
  • FIG. 1 shows a liquid filter 1.
  • the liquid filter 1 has a bellows 2, which is formed from a plurality of folds 3, which are provided in a filter medium.
  • the liquid filter 1 further comprises a housing in which the bellows 2 is inserted.
  • the housing is preferably made of plastic and can be an injection molded part.
  • the bellows 2 is firmly connected to the housing, for example glued. If replacement is necessary, the entire liquid filter with housing is replaced. Alternatively, the bellows 2 can also be arranged interchangeably in the filter housing.
  • the bellows 2 is formed from a first bellows section 4 and a second bellows section 5.
  • a third bellows section 6 can also be provided (cf. immediately FIG. 2).
  • the bellows 2 can be composed of any number of different bellows sections. These different bellows sections can be connected to one another by bellows transition sections, as is shown by way of example by the bellows transition section 7 (cf. immediately FIG. 5).
  • the liquid filter 1 is in an upward direction of gravity by a housing cover with a ceiling freeform surface 8 limited in its extent.
  • the shape of this freeform surface 8 depends on the space available in the application. It will therefore generally deviate from simple basic geometric shapes, such as rectangles or the like.
  • the ceiling free-form surface 8 is formed from a first ceiling free-form surface section 9 and a second ceiling free-form surface section 10.
  • a third ceiling free-form surface section 11 can also be provided, for example (cf. FIG. 2 immediately).
  • the ceiling freeform surface 8 can be composed of any number of different ceiling freeform surface sections. These ceiling freeform surface sections can be connected to one another by ceiling freeform surface transition sections.
  • the folded edge height over a basic free-form surface 12 is designed differently.
  • a first folded edge height is provided in the first free-form ceiling section 9, in which the first bellows section 4 is arranged, which is matched to an installation space height in the first free-form surface section 9.
  • a second folded edge height is provided in the second free-form blanket section 10, in which the second bellows section 5 is arranged, which is matched to an installation space height in the second free-form blanket section 10.
  • the distance between the folded edges of the free-form ceiling surface is different in the first bellows section 4 and the second bellows section 5, but is constant within the respective bellows section 4, 5.
  • the filter bellows 2 is formed in one piece and yet has different filter bellows sections 4, 5 with differing fold edge heights.
  • the folded edge height can be variable within the bellows 2; folds 3 with different fold edge heights can be present.
  • the bellows 2 can thus be flexibly adapted to the existing installation space.
  • FIG. A similar second embodiment is shown in FIG. A total of three different bellows sections 4, 5, 6 are provided in three different ceiling sections 9, 10, 1 1. It can again be seen that the folding edge heights in the different bellows sections 4, 5, 6 are adapted to the fleas of the blanket free-form surface sections 9, 10, 11. For this purpose, identical fold edge heights are provided in the first bellows section 4 and the third bellows section 6; In the second bellows section 5, another fold edge height is seen that is smaller than the fold edge height in the first bellows section 4 and the third bellows section 6. Again, the bellows 2 is flexibly adapted to the installation space.
  • FIG. 3 A similar embodiment is shown in FIG. 3. It can be seen here in particular that the one-piece bellows 2 has a multiplicity of different folding edge heights which follow a course of the ceiling free-form surface 8. This results in a bellows 2 with a trapezoidal cross-section, which is optimally fitted into the existing space. It can also be seen in particular that the folding edge heights can also vary within, for example, the first bellows section 4 and the third bellows section 6, in order to be adapted to the available installation space.
  • a further embodiment of a liquid filter 1 is shown in FIG.
  • the basic free-form surface 12 is limited by means of a side free-form surface 13 which has a curved side free-form surface section 14.
  • the shape of the filter housing corresponds to the shape of the installation space, ie the basic free-form surface corresponds to the shape of the bottom surface of the housing and the side free-form surface corresponds to the shape of the side wall of the housing.
  • the basic free-form surface 12 has one step in the embodiment in FIG.
  • the course of the step corresponds to the bellows transition section 7.
  • this bellows transition section 7 a distance between two adjacent first folding edges 15, 16, 17 is different from a distance between adjacent second folding edges 18, 19, 20 in the first bellows section 4 and the second bellows section 5
  • the distance between the first folded edges 15, 16, 17 is greater than the distance between the second folded edges 18, 19, 20.
  • the folding of the bellows 2 varies over its bellows base area in order to adapt to predetermined structural space structures enable.
  • the adaptation of the folded edge height or the folding of the bellows 2 makes it easier to integrate built-in or add-on parts, such as a valve 21 here.
  • the bellows 2 is attached to the side freeform surface 13 by pressing.
  • the available fleas over the basic free-form surface 12 in the available installation space are optimally used.
  • the filter performance of the liquid filter 1 is improved.
  • a filter surface that is optimized with regard to the installation space is available. Better separation performance can be achieved.
  • the lifespan or the service interval of the liquid filter 1 can be extended.
  • the bellows base area itself can also be adapted as an alternative or in addition to the adjustment of the folded edge height above the basic free-form surface 12.
  • fold end faces 22, 23, 24 of the bellows 2 are attached to one Course of the side freeform surface 13 facing them and in particular adapted to a curved side freeform surface section 14. This principle is illustrated in Figures 6 to 20.
  • Figures 6, 9, 12, 15 and 18 each represent a perspective view of the liquid filter 1, which is fitted into a side free-form surface 13 with at least one curved side free-form surface section 14.
  • the side free-form surfaces 13 or side free-form surface sections 14 shown can enclose the bellows on the side, e.g. in the form of a side band, or a side wall of a housing that is not shown completely.
  • the contours always correspond to those of the construction space.
  • FIGS. 8, 11, 14, 17 and 20 each show a sectional illustration of FIGS. 7, 10, 13, 16 and 19. It can be seen that the filter bellows 2 as a whole is adapted to the available fleas of the installation space and also to the basic free-form surface 12 available.
  • FIG. 21 shows a filter 1 for an E-axis of an electric or flybrid vehicle.
  • the filter 1 is used to filter gear oil of a gear of the E-axis.
  • the filter 1 is designed for pressureless use without a pump, ie the transmission oil is not pumped to the filter 1 and is pressed or sucked with pressure through the filter medium.
  • the filter 1 accordingly has a housing 100 which is designed to be open on the inflow side, with a housing pot 101 which is closed by a cover 102 designed as a grid.
  • the oil can reach the bellows 2 in the interior of the housing 100 over the entire cover area.
  • the cover 102 is fastened to the housing pot 101 by means of a snap connection.
  • the filter element is designed as a bellows 2 with folded end faces bordered by a side band and inserted into the housing pot 101, the side bands forming the longitudinal seal to the housing pot 101.
  • the edge folds can be pressed between the housing pot 101 and cover 102 for transverse sealing.
  • An additional seal for example by means of a circumferential sealing ring as with air filter elements, is not necessary.
  • the folding creates a large number of spaces in which the supplied oil can collect, so that, in contrast to an embodiment with a sponge-like filter medium, spillover from the filter housing 100 is avoided.
  • the filtered oil can leave the filter 1 via one or more outlets 103 in the housing pot 101 and be guided to the required points, for example a bearing.
  • a ventilation opening through which air located in the closed space between bellows 2 and housing pot 101 can escape.
  • the bellows 2 can be firmly glued in the housing pot 101. In this case, no cover is required to fix the filter element.
  • the filter 1 then comprises a coverless housing.
  • the filter housing shown with a rectangular shape is to be understood as a schematic diagram for a housing for a bellows for pumpless use. According to the available space, the side walls, the bottom surface and / or the lid will have an appropriately adapted contour or shape.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter (1), insbesondere einen Ölfilter, zur Filterung einer Flüssigkeit, insbesondere eines Öls, der eine rohseitige Anströmfläche und eine reinseitige Abströmfläche aufweist, die mittels eines Durchströmungspfads miteinander verbunden sind, und einen Filterkörper, der ein zu einem Faltenbalg (2) mit einer Vielzahl von Falten (3) gefaltetes Filtermedium aufweist, wobei jede Falte (3) eine Faltkantenhöhe und zwei gegenüberliegende Faltenstirnseiten (22, 23) aufweist, und wobei der Faltenbalg (2) eingerichtet ist, in einem Bauraum, der mittels einer Grundfreiformfläche (12), einer Deckenfreiformfläche (8) und einer Seitenfreiformfläche (13) ein Bauraumvolumen begrenzt, verbaut zu werden. Es soll ein Flüssigkeitsfilter (1) bereitgestellt werden, der ein vorhandenes Bauraumvolumen optimal ausnutzt und damit eine hohe Filtrationsleistung bereitstellt. Es soll ebenso eine kostengünstige Herstellung mit möglichst wenig Bauteilen erreicht werden. Hierzu ist der Faltenbalg (2) einteilig ausgebildet, und mindestens zwei Faltkantenhöhen der Vielzahl von Falten (3) sind an einen Verlauf der Kontur der Deckenfreiformfläche (8) angepasst, und/oder mindestens zwei Faltenstirnseiten (22, 23, 24) sind an einen Verlauf der Kontur der ihr zugewandten Seitenfreiformfläche (13) angepasst.

Description

Flüssigkeitsfilter
Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsfilter, insbesondere einen Ölfilter, zur Filterung einer Flüssigkeit, insbesondere eines Öls, der eine rohseitige Anströmfläche und eine reinseitige Abströmfläche aufweist, die mittels eines Durchströmungspfads mit einander verbunden sind, und einen Filterkörper, der ein zu einem Faltenbalg mit einer Vielzahl von Falten gefaltetes Filtermedium aufweist, wobei jede Falte eine Faltkanten höhe und zwei gegenüberliegende Faltenstirnseiten aufweist, und wobei der Faltenbalg eingerichtet ist, in einem Bauraum, der mittels einer Grundfreiformfläche, einer Decken freiformfläche und einer Seitenfreiformfläche ein Bauraumvolumen begrenzt, verbaut zu werden.
Stand der Technik
Derartige Flüssigkeitsfilter sind bekannt. Es handelt sich dabei um Flüssigkeitsfilter, die für die Filtration von Flüssigkeiten verwendet werden. Bei der Flüssigkeit kann es sich beispielsweise um Öl oder Kraftstoff handeln. Der Flüssigkeitsfilter wird dabei in einer Filteranordnung verbaut sein, die beispielsweise in Brennkraftmaschinen Verwendung finden kann.
Zu Zwecken der Filterung wird die zu filternde Flüssigkeit (Rohflüssigkeit) über den Durchströmungspfad auf die rohseitige Anströmfläche des Flüssigkeitsfilters geleitet. In der Durchströmungsrichtung stromabwärts der rohseitigen Anströmfläche ist der Filter körper angeordnet. Dieser ist aus dem Faltenbalg mit dem Filtermedium gebildet, das derartig gefaltet ist, dass es eine Vielzahl von Falten aufweist, über die die zu filternde Flüssigkeit geleitet wird. Dabei weisen die Falten des Faltenbalgs jeweils eine Faltkan tenhöhe und zwei Faltenstirnseiten auf, die jeweils senkrecht zu der Durchströmungs richtung der zu filternden Flüssigkeit angeordnet sind. Nach der erfolgten Filterung der Flüssigkeit (Reinflüssigkeit) tritt diese an der reinseitigen Abströmfläche wieder aus dem Flüssigkeitsfilter aus. Sie kann sodann ihrer weiteren Verwendung zugeführt werden.
Ein derartiger Flüssigkeitsfilter wird in einem Bauraum verbaut, durch den die zu filternde Flüssigkeit (Rohflüssigkeit) geleitet wird. Der Bauraum wird dabei typischerweise an die externen Anforderungen derjenigen konstruktiven Strukturen angepasst sein, in denen er gelegen ist. Es kann sich bei diesen Strukturen beispielsweise um eine Brennkraftma schine handeln. Je nach den konstruktiven Anforderungen an derartige Bauräume, wird deren Gestalt sehr unterschiedlich ausfallen. Sie wird in der Regel von einfachen geo metrischen Formen, wie Quadern oder ähnlichem, abweichen. Ein derartiger Bauraum ist daher mittels einer Grundfreiformfläche, einer Deckenfreiformfläche und einer Seiten freiformfläche begrenzt bzw. definiert. Diese genannten Flächen können von einfachen geometrischen Grundformen, wie Rechtecken, Dreiecken, oder ähnlichem, abweichen. Dabei wird der Faltenbalg auf der Grundfreiformfläche angeordnet, sodass sich die Falt kanten von der Grundfreiformfläche in Richtung der Deckenfreiformfläche erstrecken. Die Faltkantenhöhe ist dann die Flöhe der Faltkanten über der Grundfreiformfläche. Weiter verlaufen die Faltenstirnseiten parallel zu einer Erstreckung der Seitenfreiformfläche von der Grundfreiformfläche in Richtung auf die Deckenfreiformfläche.
Der Faltenbalg des Filterkörpers weist eine Faltenbalggrundfläche auf. Diese Faltenbalg grundfläche wird auf der Grundfreiformfläche angeordnet. Dabei ist es bekannt, die Falt enbalggrundfläche rechteckförmig auszuführen. Die Abmessungen dieser Rechteckform werden dann so an die Grundfreiformfläche angepasst, dass der Faltenbalg in seiner rechteckigen Form auf der Grundfreiformfläche Platz findet. Dasselbe gilt für die Faltkan tenhöhen. Diese werden sämtlich so eingestellt werden, dass sie eine identische Falt kantenhöhe über der Faltenbalggrundfläche aufweisen, die höchstens einem kleinsten Abstand von Deckenfreiformfläche zu Grundfreiformfläche in dem Bauraum entspricht. So kann der Faltenbalg bzw. der Flüssigkeitsfilter in dem Bauraumvolumen aufgenom men werden.
In dieser Anordnung des Flüssigkeitsfilters bleiben jedoch bei einem Bauraum, der von einer einfachen geometrischen Grundform, wie einem Quader, abweicht, gewisse Bau raumabschnitte insoweit ungenutzt, als in ihnen kein Filtermedium angeordnet ist. Es sind unförmige Flüssigkeitsfilter in den vorgegebenen Bauräumen die Folge. Diese nutzen den vorhandenen Bauraum schlecht aus und stellen damit eine nur geringe Filtrations leistung bereit. Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsfilter bereitzustellen, der ein vorhandenes Bauraumvolumen optimal ausnutzt und damit eine hohe Filtrations leistung bereitstellt. Es soll ebenso eine kostengünstige Fierstellung mit möglichst weni gen Bauteilen erreicht werden. Weiterhin ist eine vorteilhafte Verwendung anzugeben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Flüssigkeitsfilter mit den Merkmalen des An spruchs 1 . Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angege ben.
Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter weist einen Faltenbalg aus gefaltetem Filterme dium mit einer Vielzahl an Falten auf. Jede Falte weist ein erstes und ein zweites Falten blatt auf, welche an einer Faltenkante aneinandergrenzen. Benachbarte Falten des Falt enbalgs grenzen mit ihren Seitenkanten ebenfalls an einer Faltenkante aneinander. Die jeweils ersten Faltenblätter benachbarter Falten liegen im Wesentlichen parallel zueinan der. Die Faltenblätter erstrecken sich zwischen einer Anströmfläche und einer Abström- fläche. Die Stirnseiten der Falten verlaufen im Wesentlichen senkrecht zu Anström- und Abströmfläche. Innerhalb einer Falte ist die Faltenhöhe konstant, d.h. die Faltenhöhe des Balgs kann sich in Faltrichtung ändern, jedoch nicht in der Richtung entlang der Faltkan ten. Bei dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter ist der Faltenbalg einteilig ausgebildet, und mindestens zwei Faltkantenhöhen der Vielzahl von Falten sind an einen Verlauf der Kontur der Deckenfreiformfläche oder der Grundfreiformfläche angepasst. Der Verlauf der Kontur der Deckenfreiformfläche ist anschaulich der Verlauf einer Verbindungslinie einer Mehrzahl gewählter Punkte auf der Deckenfreiformfläche in Abhängigkeit zu der lotrechten Entfernung korrespondierender Punkte auf der Grundfreiformfläche. Für die Grundfreiformfläche gilt Entsprechendes. Die Grundfreiformfläche und/oder die Decken freiformfläche ist hierbei geneigt oder uneben, d.h. sie weist mindestens eine Neigung, Krümmung und/oder Abstufung auf. Ist eine der beiden genannten Flächen eben und die andere Fläche nicht, variiert der Abstand zwischen diesen beiden Fläche.
Die Faltkantenhöhe des Faltenbalgs ist damit innerhalb des Faltenbalgs variabel. Es kön nen unterschiedliche Faltkantenhöhen in einem einteiligen Faltenbalg vorhanden sein. Damit kann die Faltkantenhöhe flexibel an den vorhandenen Bauraum angepasst wer den. Die Faltkantenhöhe wird dabei an die Flöhe des Bauraums (die lotrechte Entfernung zwischen einem Punkt auf der Grundfreiformfläche und einem Punkt auf der Deckenfrei formfläche) angepasst. Damit wird der vorhandene Bauraum in seiner Flöhe optimal durch die Einstellung der Faltkantenhöhe auf die Bauraumhöhe abgedeckt. Es kann eine bessere Filterleistung erreicht werden, insbesondere durch die Möglichkeit, den Druck verlust durch eine größere Filterfläche zu reduzieren. Zugleich kann die Abscheideleis tung erhöht werden. Es kann so auch bei gleichbleibendem Druckverlust, im Vergleich mit einem Flüssigkeitsfilter einer herkömmlichen Bauform, durch den Einsatz eines höher abscheidenden Filtermediums eine erhöhte Abscheideleistung erreicht werden. Die grö ßere Filterfläche bietet ebenso die Möglichkeit, die Lebensdauer oder das Serviceintervall des Flüssigkeitsfilters zu verlängern. Auch können Ein- und Anbauteile durch die Abstim mung der Faltkantenhöhen auf die Gegebenheiten der Deckenfreiformfläche oder Grund freiformfläche besser integriert werden.
Dabei ist vorteilhaft, dass der Faltenbalg mindestens zwei Faltenbalgabschnitte mit einer unterschiedlichen Faltkantenhöhe aufweist, die eingerichtet sind, in mindestens zwei De ckenfreiformflächenabschnitten der Deckenfreiformfläche jeweils einen vorbestimmten Abstand von dem Deckenfreiformflächenabschnitt freizulassen.
Die Deckenfreiformfläche kann aus zwei oder mehr unterschiedlichen Deckenfreiformflä chenabschnitten aufgebaut sein. Diese unterschiedlichen Deckenfreiformflächenab schnitte können jeweils eine voneinander verschiedene Flöhe über der Grundfreiform fläche aufweisen. Der Faltenbalg des Flüssigkeitsfilters trägt diesen Gegebenheiten des Bauraums mittels der Ausbildung von zu den Deckenfreiformflächenabschnitten korres pondierenden Faltenbalgabschnitten Rechnung. Die Faltkantenhöhe in jedem Falten balgabschnitt ist individuell auf die zur Verfügung stehende Bauraumhöhe angepasst. Dies wird erreicht, indem jeweils ein vorbestimmter Abstand in jedem Faltenbalgabschnitt zwischen den jeweiligen Faltkanten und der Deckenfreiformfläche freigelassen wird. Der Abstand zwischen den Faltkanten und der Deckenfreiformfläche läuft also mit der Form der Deckenfreiformfläche mit; dabei kann der Abstand sowohl konstant sein, als auch entsprechend den Gegebenheiten der Deckenfreiformfläche auch innerhalb eines Deckenfreiformflächenabschnitts variieren. Der Abstand kann je nach Anforderungen, beispielsweise der Integration von Ein- oder Anbauteilen, variiert werden. Das vorhande ne Bauraumvolumen wird optimal ausgenutzt. Für den Fall, dass das Filterelement in ein Gehäuse mit einem anströmseitigen Gehäusedeckel eingebaut ist, bildet vorzugsweise der Deckel die Form der Deckenfreiformfläche nach. Alternativ kann der Deckel dem Verlauf der Anströmfläche folgen.
Es ist darin bevorzugt, dass ein Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Faltkanten in einem Faltenbalgübergangsabschnitt zwischen den zwei Faltenbalgabschnitten ver schieden von einem Abstand zwischen zwei benachbarten zweiten Faltkanten in einem Faltenbalgabschnitt ausgebildet ist.
Es wird mithin nicht nur die Faltkantenhöhe an den vorhandenen Bauraum angepasst, sondern ebenso (zusätzlich) die Faltung des Filtermediums entsprechend den Gegeben heiten des Bauraumes variiert. Damit können auch Kanten, Stufen oder ähnliches, die in der Grundfreiformfläche vorhanden sind, optimal mit dem Filtermedium abgedeckt wer den. Die Falten können mittels der Variation des Abstandes zwischen den einzelnen Falt kanten derartige Kanten oder Stufen einfach "überbrücken".
Alternativ oder zusätzlich sind bei dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter mindestens zwei Faltenstirnseiten an einen Verlauf der Kontur der ihr zugewandten Seitenfreiform fläche angepasst. Die Seitenformfläche weicht von einer standardmäßigen Rechteckform ab und kann optional mindestens einen gekrümmten Seitenfreiformflächenabschnitt auf weisen. Die Kontur der Seitenfreiformfläche ist anschaulich der Verlauf einer Verbin dungslinie einer Mehrzahl gewählter Punkte auf einer ersten Seitenfreiformfläche in Ab hängigkeit zu der lotrechten Entfernung korrespondierender Punkte auf der dieser ge genüberliegenden Seitenfreiformfläche.
Damit kann der Verlauf einer Umfangskontur des Faltenbalgs an den Verlauf der Seiten freiformfläche angepasst werden. Die Faltenstirnseiten folgen dem Verlauf der Seitenfrei formfläche entlang ihres Verlaufs selbst dann, wenn die Seitenfreiformfläche gekrümmt ist, d.h. einen gekrümmten Seitenfreiformflächenabschnitt aufweist. Flierdurch ergibt sich eine variable Faltenlänge. Die Kontur der Einhüllenden aller Stirnseiten auf der einen Seite kann von der Kontur der Einhüllenden aller Stirnseiten auf der anderen Seite ab weichen. Damit bildet die Faltenbalggrundfläche die Grundfreiformfläche nach bzw. ab. Die Grundfreiformfläche wird optimal ausgenutzt und (nahezu) vollständig mit dem Filter medium abgedeckt. Die Faltenbalggrundfläche weicht von der herkömmlichen Rechteck form ab und kann flexibel an die vorhandene Grundfreiformfläche angepasst werden. Es kann eine bessere Filterleistung erreicht werden, insbesondere durch die Möglichkeit, den Druckverlust durch eine größere Filterfläche zu reduzieren. Zugleich kann die Ab scheideleistung erhöht werden. Es kann so auch bei gleichbleibendem Druckverlust, im Vergleich mit einem Flüssigkeitsfilter einer herkömmlichen Bauform, durch den Einsatz eines höher abscheidenden Filtermediums eine Erhöhung der Abscheideleistung erreicht werden. Die größere Filterfläche bietet ebenso die Möglichkeit, die Lebensdauer oder das Serviceintervall des Flüssigkeitsfilters zu verlängern. Auch können Ein- und Anbauteile durch die Abstimmung der Faltenbalggrundfläche auf die Gegebenheiten der Grundfrei formfläche besser integriert werden.
Es ist vorteilhaft, dass zusätzlich die mindestens zwei Faltkantenhöhen der Vielzahl von Falten an einen Verlauf der Kontur der Deckenfreiformfläche angepasst sind. Der Verlauf der Kontur der Deckenfreiformfläche ist anschaulich der Verlauf einer Verbindungslinie einer Mehrzahl gewählter Punkte auf der Deckenfreiformfläche in Abhängigkeit zu der lotrechten Entfernung korrespondierender Punkte auf der Grundfreiformfläche.
Auch die Faltkantenhöhe des Faltenbalgs ist damit innerhalb des Faltenbalgs variabel. Es können unterschiedliche Faltkantenhöhen in einem einteiligen Faltenbalg vorhanden sein. Damit kann die Faltkantenhöhe flexibel an den vorhandenen Bauraum angepasst werden. Die Faltkantenhöhe wird dabei an die Höhe des Bauraums (die lotrechte Entfer nung zwischen einem Punkt auf der Grundfreiformfläche und einem Punkt auf der De ckenfreiformfläche) angepasst. Damit wird der vorhandene Bauraum zusätzlich in seiner Höhe optimal durch die Einstellung der Faltkantenhöhe auf die Bauraumhöhe abgedeckt. Es kann eine bessere Filterleistung erreicht werden, insbesondere durch die Möglichkeit, den Druckverlust durch eine größere Filterfläche zusätzlich zu reduzieren. Zugleich kann die Abscheideleistung zusätzlich erhöht werden. Dies kann auch bei gleichbleibendem Druckverlust, im Vergleich mit einem Flüssigkeitsfilter einer herkömmlichen Bauform, durch den Einsatz eines höher abscheidenden Filtermediums erreicht werden. Die grö ßere Filterfläche bietet ebenso die Möglichkeit, die Lebensdauer oder das Serviceintervall des Flüssigkeitsfilters zu verlängern. Auch können Ein- und Anbauteile durch die zusätz liche Abstimmung der Faltkantenhöhen auf die Gegebenheiten der Deckenfreiformfläche zusätzlich optimiert integriert werden.
Der Faltenbalg ist vorzugsweise in einen Gehäusetopf mit einer Seitenwandung und einer Bodenfläche eingebracht. Um den Bauraum optimal auszunutzen entspricht die Form der Seitenwandung der Form der Seitenfreiformfläche und die Form der Bodenfläche ent spricht der Form der Grundfreiformfläche. Der Gehäusetopf kann offen bleiben oder mit einem Gehäusedeckel verschlossen sein. Die Form des Gehäusedeckels ist vorzugs weise an die Form der Deckenfreiformfläche angepasst. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Gehäusedeckel einen möglichst geringen Anteil der Anströmfläche bedeckt. Flierzu kann der Deckel eine Vielzahl an Öffnungen aufweisen, beispielsweise als Gitter ausge bildet sein. Der Deckel kann lösbar oder unlösbar mit dem Gehäusetopf verbunden sein. Der Faltenbalg kann mit den Randseiten und den Stirnseiten mit dem Gehäusetopf ver bunden sein. Ein Abschnitt der Randfalten kann zwischen Gehäusetopf und Deckel ver- presst werden.
Bei all dem ist bevorzugt, dass mindestens eine Falte an der rohseitigen Anströmfläche und/oder an der reinseitigen Abströmfläche und/oder mindestens eine Faltenstirnseite mittels Einklemmens, Verpressens, Einklebens oder Verschweißens jeweils an der Sei tenwandung des Filtertopfs befestigt ist.
Bei einem einteilig ausgebildeten Faltenbalg kann so auf eine Befestigung des Falten balgs in dem Gehäuse mittels Umspritzens verzichtet werden. Der Filterkörper kann bei spielsweise durch angeklebte Seitenbänder konfektioniert bzw. eingepasst werden. Durch einen Fügeprozess (z.B. Kleben, Schweißen etc.) kann das Filterelement mit fle xibler Bauform dann in dem Gehäuse zusammengesetzt und installiert werden. Ist der Faltenbalg fest in dem Filtertopf befestigt, kann auf einen Gehäusedeckel verzichtet wer den.
Auch ist es vorteilhaft, dass der Faltenbalg durchgängig aus einem einzigen Material ge bildet ist. Die Herstellung eines derartigen einteiligen Faltenbalgs ist kostengünstig und effizient möglich.
Der einteilige Filterbalg ist vorzugsweise aus einem sog. Tiefenfiltrationsfiltermedium ausgebildet. Geeignete derartige Filtermedien sind bevorzugt nass- oder trockengelegte Wirrfasergelege, welche mechanisch und/oder chemisch verfestigt sind. Ein derartiges Wirrfasergelege weist Hohlräume zwischen den Fasern auf. Das Filtermedium kann Na turfasern und mindestens einen Anteil an synthetischen Fasern, beispielsweise Polyethy- lenterephthalat (PET) und/oder Glasfasern aufweisen, dieser Anteil kann für den jeweili gen Filtrationseinsatz angepasst gewählt werden. Der Anteil kann beispielsweise ein An teil von größer 10 Gew. % sein. Das Filtermedium kann auch aus synthetischen Fasern und/oder Glasfaser bestehen, wobei im Falle einer Mischung aus synthetischen Fasern und Glasfasern das Mischverhältnis für den jeweiligen Filtrationseinsatz angepasst ge wählt werden kann.
Das Filtrationsmedium kann einlagig oder mehrlagig ausgeführt sein; beispielsweise kann ein sog. Zweistoffauflauf oder auch Mehrstoffauflauf gewählt werden. Bei einem Zweistoff- oder auch Mehrstoffauflauf wird anschaulich ein Faserbrei einer vorbestimm ten Faserart oder einer vorbestimmten Mischung von Faserarten auf ein vorhergehendes bzw. sich bildendes Vlies aufgegossen. Das Grundfasergelege kann insbesondere wei tere Lagen aufweisen, die beispielsweise durch stoffschlüssige, insbesondere thermische Fügeverfahren, beispielsweise durch Lamination oder Ultraschallschweißen, verbunden werden können.
Vorzugsweise kann bei einem zwei- oder mehrlagigen Aufbau die reinseitige oder die reinseitige und die rohseitige, mit anderen Worten, eine oder die jeweils äußere Lage als Gitterstruktur (Drainagegitter) ausgebildet sein. Dies stabilisiert den Gesamtaufbau zu sätzlich und sorgt dafür, dass die Faltenstellung im Anwendungsfall optimiert in Position bleibt. Die Dicke des Filtermediums kann beispielsweise zwischen 0,3 bis 5 mm liegen. Die Luftdurchlässigkeit beträgt bevorzugt zwischen 200 und 3000 l/m2s.
Synthetische oder Glasfaser-Medien sind beispielsweise bevorzugt für sog. Lifetime (Le bensdauer-Anwendungen, wie beispielsweise die Getriebeölfiltration.
Schließlich ist bevorzugt, dass die Faltkantenhöhe in einem Bereich zwischen 2 mm bis 100 mm, vorzugsweise 4 mm bis 80 mm, besonders bevorzugt zwischen 8 mm und 50 mm liegt.
Nicht zuletzt ist bevorzugt, dass der Flüssigkeitsfilter als saugseitiger Getriebeölfilter aus gebildet ist.
Hierdurch lässt sich die Performance des Ölmanagements in einem Motor verbessern.
Alternativ wird der erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter in einem„drucklosen“ System, d.h. einem System ohne Pumpe eingesetzt. Hierbei wird die Flüssigkeit nicht mit Druck durch den Filter gepresst oder gesaugt, sondern die Flüssigkeit tritt der Schwerkraft fol gend durch das Filtermedium hindurch. Durch die optimale Bauraumausnutzung ist der Druckverlust über den Filter besonders gering, sodass er sich besonders gut für den drucklosen bzw. pumpenlosen Einsatz eignet.
Besonders vorteilhaft wird der erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter in einer E-Achse eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Die E-Achse kombiniert Motor, Getriebe, Achse und Leis tungselektronik in einem Bauteil und wird in Fahrzeugen mit Elektroantrieb oder Hybrid antrieb eingesetzt. Das Getriebe wird mit Getriebeöl versorgt, wobei einige Bauteile eine bestimmte Reinheit des Öls erfordern. Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter filtert das Getriebeöl. Das unreine Öl wird der Anströmfläche des Flüssigkeitsfilters zugeführt, si ckert durch das Filtermedium zum Boden des Filtertopfs und verlässt diesen durch einen oder mehrere Auslässe. Das gefilterte Getriebeöl wird dann den entsprechenden Bautei len zugeführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeich nungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, Beschrei bung und Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen beispielhaft:
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters in einem ersten Bauraum; Figur 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters in einem zweiten Bauraum;
Figur 3 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters in einem dritten Bauraum;
Figur 4 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters für einen vierten Bauraum;
Figur 5 eine Schnittansicht der Ausführungsform nach Figur 4;
Figur 6 eine perspektivische Ansicht einer fünften Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Flüssigkeitsfilters für einen fünften Bauraum; Figur 7 eine Draufsicht der Ausführungsform nach Figur 6;
Figur 8 eine Schnittansicht der Ausführungsform nach Figur 7;
Figur 9 eine perspektivische Ansicht einer sechsten Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Flüssigkeitsfilters für einen sechsten Bauraum;
Figur 10 eine Draufsicht der Ausführungsform nach Figur 9;
Figur 11 eine Schnittansicht der Ausführungsform nach Figur 10;
Figur 12 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Flüssigkeitsfil ters für einen siebten Bauraum;
Figur 13 eine Draufsicht der Ausführungsform nach Figur 12;
Figur 14 eine Schnittansicht der Ausführungsform nach Figur 13;
Figur 15 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Flüssigkeitsfil ters für einen achten Bauraum;
Figur 16 eine Draufsicht der Ausführungsform nach Figur 15;
Figur 17 eine Schnittansicht der Ausführungsform nach Figur 16;
Figur 18 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Flüssigkeitsfil ters für einen neunten Bauraum;
Figur 19 eine Draufsicht der Ausführungsform nach Figur 18;
Figur 20 eine Schnittansicht der Ausführungsform nach Figur 19;
Figur 21 eine perspektivische Ansicht eines Flüssigkeitsfilters mit Filtertopf und Ab deckgitter.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen. Figur 1 zeigt einen Flüssigkeitsfilter 1 . Der Flüssigkeitsfilter 1 weist einen Faltenbalg 2 auf, der aus einer Vielzahl von Falten 3 gebildet ist, die in einem Filtermedium vorgesehen sind. Der Flüssigkeitsfilter 1 umfasst weiterhin ein Gehäuse, in welches der Faltenbalg 2 eingesetzt ist. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus Kunststoff und kann ein Spritz gussteil sein. Der Faltenbalg 2 ist fest mit dem Gehäuse verbunden, beispielsweise ein geklebt. Sollte ein Austausch erforderlich sein, wird also der gesamte Flüssigkeitsfilter mit Gehäuse ausgetauscht. Alternativ kann der Faltenbalg 2 auch austauschbar in dem Filtergehäuse angeordnet sein.
Weiter ist in Figur 1 zu erkennen, dass der Faltenbalg 2 aus einem ersten Faltenbalgab schnitt 4 und einem zweiten Faltenbalgabschnitt 5 gebildet ist. Auch kann (vgl. sogleich Figur 2) ein dritter Faltenbalgabschnitt 6 vorgesehen sein. Allgemein gesprochen, kann also der Faltenbalg 2 aus beliebig vielen unterschiedlichen Faltenbalgabschnitten zusam mengesetzt sein. Diese unterschiedlichen Faltenbalgabschnitte können durch Falten balgübergangsabschnitte miteinander verbunden sein, wie es durch den Faltenbalgüber gangsabschnitt 7 (vgl. sogleich Figur 5) beispielhaft gezeigt ist.
Der Flüssigkeitsfilter 1 ist in einer Schwerkraftrichtung nach oben durch einen Gehäuse deckel mit einer Deckenfreiformfläche 8 in seiner Ausdehnung begrenzt. Die Gestalt die ser Deckenfreiformfläche 8 hängt von dem in der Anwendung zur Verfügung stehenden Bauraum ab. Sie wird daher im Allgemeinen von einfachen geometrischen Grundformen, wie Rechtecken oder ähnlichem, abweichen. Im Beispiel der Figur 1 ist die Deckenfrei formfläche 8 aus einem ersten Deckenfreiformflächenabschnitt 9 und einem zweiten De ckenfreiformflächenabschnitt 10 ausgebildet. Es kann ebenso beispielsweise ein dritter Deckenfreiformflächenabschnitt 1 1 vorgesehen sein (vgl. sogleich Figur 2). Allgemein ge sprochen kann also die Deckenfreiformfläche 8 aus beliebig vielen unterschiedlichen De ckenfreiformflächenabschnitten zusammengesetzt sein. Diese Deckenfreiformflächenab schnitte können durch Deckenfreiformflächenübergangsabschnitte miteinander verbun den sein.
Es ist in Figur 1 zu erkennen, dass die Faltkantenhöhe über einer Grundfreiformfläche 12 unterschiedlich ausgelegt ist. In dem ersten Deckenfreiformflächenabschnitt 9, in dem der erste Faltenbalgabschnitt 4 angeordnet ist, ist eine erste Faltkantenhöhe vorgesehen, die auf eine Bauraumhöhe in dem ersten Deckenfreiformflächenabschnitt 9 abgestimmt ist. Weiterhin ist in dem zweiten Deckenfreiformflächenabschnitt 10, in dem der zweite Faltenbalgabschnitt 5 angeordnet ist, eine zweite Faltkantenhöhe vorgesehen, die auf eine Bauraumhöhe in dem zweiten Deckenfreiformflächenabschnitt 10 abgestimmt ist. Der Abstand der Faltkanten von der Deckenfreiformfläche ist in dem ersten Faltenbalg abschnitt 4 und dem zweiten Faltenbalgabschnitt 5 jeweils unterschiedlich, jedoch inner halb des jeweiligen Faltenbalgabschnitts 4, 5 konstant. Der Filterbalg 2 ist einteilig aus gebildet und weist dennoch unterschiedliche Filterbalgabschnitte 4, 5 mit unterschiedli chen Faltkantenhöhen auf. Die Faltkantenhöhe kann innerhalb des Faltenbalgs 2 variabel sein; es können Falten 3 mit unterschiedlichen Faltkantenhöhen vorhanden sein. Der Faltenbalg 2 kann so flexibel an den vorhandenen Bauraum angepasst werden.
In Figur 2 ist eine ähnliche zweite Ausführungsform gezeigt. Hier sind insgesamt drei unterschiedliche Faltenbalgabschnitte 4, 5, 6 in drei unterschiedlichen Deckenfreiformflä chenabschnitten 9, 10 ,1 1 vorgesehen. Es ist wiederum zu erkennen, dass die Faltkan tenhöhen in den unterschiedlichen Faltenbalgabschnitten 4, 5, 6 an die Flöhe der De ckenfreiformflächenabschnitte 9, 10, 1 1 angepasst sind. Dazu sind in dem ersten Falten balgabschnitt 4 und dem dritten Faltenbalgabschnitt 6 jeweils identische Faltkantenhöhen vorgesehen; in dem zweiten Faltenbalgabschnitt 5 ist eine andere Faltkantenhöhe vor gesehen, die kleiner als die Faltkantenhöhe in dem ersten Faltenbalgabschnitt 4 und dem dritten Faltenbalgabschnitt 6 ist. Wiederum ist der Faltenbalg 2 flexibel an den Bauraum angepasst.
In Figur 3 ist eine wiederum ähnliche Ausführungsform gezeigt. Hier ist insbesondere zu erkennen, dass der einteilige Faltenbalg 2 eine Vielzahl von unterschiedlichen Faltkan tenhöhen aufweist, die einem Verlauf der Deckenfreiformfläche 8 folgen. So ergibt sich hier ein Faltenbalg 2 mit einem trapezförmigen Querschnitt, der optimal in den vorhande nen Bauraum eingepasst ist. Dabei ist insbesondere auch zu erkennen, dass die Falt kantenhöhen auch innerhalb, hier z.B. des ersten Faltenbalgabschnitts 4 und des dritten Faltenbalgabschnitts 6 variieren können, um an den vorhandenen Bauraum angepasst zu werden. In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform eines Flüssigkeitsfilters 1 gezeigt. Hier ist die Grundfreiformfläche 12 mittels einer Seitenfreiformfläche 13 begrenzt, die einen gekrüm mten Seitenfreiformflächenabschnitt 14 aufweist. Die Form des Filtergehäuses entspricht der Form des Bauraums, d.h. die Grundfreiformfläche entspricht der Form der Bodenflä che des Gehäuses und die Seitenfreiformfläche entspricht der Form der Seitenwandung des Gehäuses.
Dabei ist dann insbesondere in Figur 5 gezeigt, dass die Grundfreiformfläche 12 in der Ausführungsform der Figur 4 eine Stufe aufweist. Der Verlauf der Stufe korrespondiert mit dem Faltenbalgübergangsabschnitt 7. In diesem Faltenbalgübergangsabschnitt 7 ist ein Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Faltkanten 15, 16, 17 verschieden von einem Abstand benachbarter zweiter Faltkanten 18, 19, 20 in dem ersten Faltenbalgab schnitt 4 und dem zweiten Faltenbalgabschnitt 5. Im gezeigten Fall ist der Abstand zwi schen den ersten Faltkanten 15, 16 ,17 größer als der Abstand zwischen den zweiten Faltkanten 18, 19, 20. Somit variiert die Faltung des Faltenbalgs 2 über seine Falten balggrundfläche, um eine Anpassung an vorgegebene Bauraumstrukturen zu ermögli chen. Weiterhin ist in Figur 5 zu erkennen, dass durch die Anpassung der Faltkantenhöhe bzw. der Faltung des Faltenbalgs 2 die Integration von Ein- bzw. Anbauteile, wie hier einem Ventil 21 , leichter erfolgen kann. Der Faltenbalg 2 ist mittels Verpressens an der Seitenfreiformfläche 13 befestigt.
Insgesamt wird also die verfügbare Flöhe über der Grundfreiformfläche 12 in dem vor handenen Bauraum optimal ausgenutzt. Die Filterleistung des Flüssigkeitsfilters 1 wird verbessert. Es steht eine in Bezug auf den Bauraum optimierte Filterfläche zur Verfügung. Es kann eine bessere Abscheideleistung erreicht werden. Die Lebensdauer bzw. das Serviceintervall des Flüssigkeitsfilters 1 kann verlängert werden.
Insgesamt kann zur alternativ oder insbesondere zusätzlich zur optimierten Ausnutzung eines zur Verfügung stehenden Bauraums alternativ oder zusätzlich zur Anpassung der Faltkantenhöhe über der Grundfreiformfläche 12 auch die Faltenbalggrundfläche selbst angepasst werden. Hierzu sind Faltenstirnseiten 22, 23, 24 des Faltenbalgs 2 an einen Verlauf der ihnen zugewandten Seitenfreiformfläche 13 und insbesondere an einen ge krümmten Seitenfreiformflächenabschnitt 14 angepasst. Dieses Prinzip ist in Figuren 6 bis 20 illustriert.
Dabei stellen Figuren 6, 9, 12, 15 und 18 jeweils eine perspektivische Darstellung des Flüssigkeitsfilters 1 dar, der in eine Seitenfreiformfläche 13 mit mindestens einem ge krümmten Seitenfreiformflächenabschnitt 14 eingepasst ist. Die dargestellten Seitenfrei formflächen 13 bzw. Seitenfreiformflächenabschnitte 14 können eine seitliche Einfassung des Faltenbalgs, z.B. in Form eines Seitenbands, oder eine Seitenwandung eines nicht komplett dargestellten Gehäuses sein. Die Konturen entsprechen stets denen des Bau raums.
In Figuren 7, 10, 13, 16 und 19 ist dann jeweils eine Draufsicht der entsprechenden Aus führungsformen der vorgenannten Figuren 6, 9, 12, 15 und 18 gezeigt. Dabei ist insbe sondere jeweils zu erkennen, dass der Faltenbalg 2 mit seiner Faltenbalggrundfläche die Grundfreiformfläche 12 jeweils vollständig und optimal ausfüllt. Dabei sind die Faltenstirn seiten 22, 23, 24 jeweils über den umfangsseitigen Verlauf der Kontur der Grundfreiform fläche 12 an der Seitenfreiformfläche 13 bzw. dem gekrümmten Seitenfreiformflächenab schnitt 14 befestigt. Diese Befestigung kann durch Einklemmen, Verpressen, Einkleben, Verschweißen oder Umspritzen der Faltenstirnseiten 22, 23, 24 an der Seitenfreiformflä che 13 bzw. dem gekrümmten Seitenfreiformflächenabschnitt 14 erfolgen. Auch kann der Faltenbalg 2 durch angeklebte Seitenbänder konfektioniert bzw. eingefasst werden. Durch einen Fügeprozess (z.B. Kleben, Schweißen etc.) kann der Faltenbalg 2 mit flexi bler Bauform dann in einen Gehäusetopf mit der Seitenfreiformfläche entsprechenden Seitenwandungen eingebracht und in dem zur Verfügung stehenden Bauraum installiert werden.
Insgesamt wird also die verfügbare Grundfreiformfläche 12 in dem vorhandenen Bau raum optimal mittels der Faltenbalggrundfläche ausgenutzt. Die Filterleistung des Flüs sigkeitsfilters 1 wird verbessert. Der Druckverlust ist minimiert. Es steht eine größere Fil terfläche zur Verfügung. Es kann eine bessere Abscheideleistung erreicht werden. Die Lebensdauer bzw. das Serviceintervall des Flüssigkeitsfilters 1 kann verlängert werden. Schließlich ist in Figuren 8, 1 1 , 14, 17 und 20 jeweils eine Schnittdarstellung der Figuren 7, 10, 13, 16 und 19 gezeigt. Es ist zu erkennen, dass der Filterbalg 2 insgesamt an die zur Verfügung stehende Flöhe des Bauraums sowie auch an die zur Verfügung stehende Grundfreiformfläche 12 angepasst ist.
In Figur 21 ist ein Filter 1 für eine E-Achse eines Elektro- oder Flybridfahrzeugs darge stellt. Der Filter 1 dient der Filtration von Getriebeöl eines Getriebes der E-Achse. Der Filter 1 ist zum drucklosen Einsatz ohne Pumpe ausgebildet, d.h. das Getriebeöl wird nicht über eine Pumpe zum Filter 1 befördert und mit Druck durch das Filtermedium ge presst oder gesaugt. Der Filter 1 weist entsprechend ein anströmseitig offen gestaltetes Gehäuse 100 auf, mit einen Gehäusetopf 101 , welcher mit einem als Gitter ausgebildeten Deckel 102 verschlossen ist. Das Öl kann über den gesamten Deckelbereich zum Fal tenbalg 2 im Inneren des Gehäuses 100 gelangen. Der Deckel 102 ist am Gehäusetopf 101 mittels einer Schnappverbindung befestigt. Das Filterelement ist als Faltenbalg 2 mit von einem Seitenband eingefassten Faltenstirnseiten ausgestaltet und in den Gehäuse topf 101 eingesetzt, wobei die Seitenbänder die längsseitige Abdichtung zum Gehäuse topf 101 bilden. Die Randfalten können zur querseitigen Abdichtung zwischen Gehäuse topf 101 und Deckel 102 verpresst sein. Eine zusätzliche Abdichtung, beispielsweise mit tels eines umlaufenden Dichtrings wie bei Luftfilterelementen, ist nicht erforderlich. Durch den Verzicht auf eine Pumpe wird das Öl lediglich durch die Schwerkraft durch das Fil termedium gedrückt. Der Faltenbalg 2 ist hierdurch nur einem geringen Druck (dem durch das Öl selbst) ausgesetzt und muss allenfalls gering gegen ein Verformen geschützt wer den. Das Getriebeöl kann über das Gitter gleichmäßig der Anströmseite des Filterele ments zugeführt werden. Durch die Faltung sind eine Vielzahl an Zwischenräumen aus gebildet, in welchen sich das zugeführte Öl sammeln kann, sodass im Gegensatz zu einer Ausgestaltung mit einem schwammartigen Filtermedium ein Überschwappen aus dem Filtergehäuse 100 vermieden wird. Das gefilterte Öl kann über einen oder mehrere Aus lässe 103 im Gehäusetopf 101 den Filter 1 verlassen und den erforderlichen Stellen zu geführt werden, beispielsweise einem Lager. Nicht dargestellt ist eine Entlüftungsöffnung, über welche in dem geschlossenen Raum zwischen Faltenbalg 2 und Gehäusetopf 101 befindliche Luft entweichen kann. Alternativ kann der Faltenbalg 2 fest in dem Gehäuse topf 101 verklebt sein. In diesem Fall ist kein Deckel erforderlich um das Filterelement zu fixieren. Der Filter 1 umfasst dann ein deckelloses Gehäuse. Das dargestellte Filtergehäuse mit Rechteckform ist als Prinzipdarstellung für ein Ge häuse für einen Faltenbalg zum pumpenlosen Einsatz zu verstehen. Entsprechend dem vorhandenen Bauraum werden die Seitenwandungen, die Bodenfläche und/oder der De ckel eine entsprechend angepasste Kontur bzw. Form aufweisen.

Claims

Ansprüche
1. Flüssigkeitsfilter (1 ), insbesondere Ölfilter, zur Filterung einer Flüssigkeit, insbeson dere eines Öls, der eine rohseitige Anströmfläche und eine reinseitige Abströmfläche aufweist, die mittels eines Durchströmungspfads miteinander verbunden sind, und einen Filterkörper, der ein zu einem Faltenbalg (2) mit einer Vielzahl von Falten (3) gefaltetes Filtermedium aufweist, das sich zwischen zwei Randfalten erstreckt, wobei jede Falte (3) ein erstes Faltenblatt und ein zweites Faltenblatt, welche an einer Fal tenkante aneinander grenzen, eine Faltkantenhöhe und zwei einander gegenüberlie gende Faltenstirnseiten (22, 23) aufweist, und wobei der Flüssigkeitsfilter (1 ) einge richtet ist, in einem Bauraum, der mittels einer Grundfreiformfläche (12), einer De ckenfreiformfläche (8) und einer Seitenfreiformfläche (13) ein Bauraumvolumen be grenzt, verbaut zu werden,
dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (2) einteilig ausgebildet ist und min destens zwei der Vielzahl an Falten (3) eine unterschiedliche Flöhe aufweisen, wobei die Faltkantenhöhen an einen unebenen oder geneigten Verlauf der Kontur der De ckenfreiformfläche (8) und/oder der Grundfreiformfläche (12) angepasst sind und wo bei die Faltenstirnseiten (22, 23, 24) mindestens zweier Falten (3) an einen Verlauf der Kontur der ihr zugewandten Seitenfreiformfläche (13) angepasst sind, wobei die Form einer Einhüllenden aller Faltenstirnseiten (22, 23, 24) und der Randfalten von einem Rechteck abweicht.
2. Flüssigkeitsfilter (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (2) in einen Gehäusetopf (101 ) mit einer Seitenwandung und einer Bodenfläche ein gebracht ist, wobei die Form der Seitenwandung der Form der Seitenfreiformfläche (13) entspricht, und wobei die Form der Bodenfläche der Form der Grundfreiformflä che (12) entspricht.
3. Flüssigkeitsfilter (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuse topf (101 ) mit einem Gehäusedeckel (102) verschlossen oder verschließbar ist, des sen Gestalt an die Deckenfreiformfläche (8) angepasst ist.
4. Flüssigkeitsfilter (1 ) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (1 ) einen Gehäusedeckel (102) zum Verbinden mit dem Gehäusetopf (101 ) aufweist, welcher als Gitter ausgebildet ist.
5. Flüssigkeitsfilter (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (2) mindestens zwei Faltenbalgabschnitte (4, 5, 6) mit einer unterschiedlichen Faltkantenhöhe aufweist, die eingerichtet sind, in mindestens zwei Deckenfreiformflächenabschnitten (9, 10, 11 ) der Deckenfreiformfläche (8) je weils einen vorbestimmten Abstand von dem Deckenfreiformflächenabschnitt (9, 10, 11 ) und/oder dem Gehäusedeckel (102) freizulassen.
6. Flüssigkeitsfilter (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (2) mindestens zwei Faltenbalgabschnitte (4, 5, 6) mit einer unterschiedlichen Faltkantenhöhe aufweist, die eingerichtet sind, in mindestens zwei Grundfreiformflächenabschnitten der Grundfreiformfläche (12) jeweils einen vor bestimmten Abstand von dem Grundfreiformflächenabschnitt oder der Gehäusetopf bodenfläche freizulassen.
7. Flüssigkeitsfilter (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen zwei benachbarten ersten Faltkanten (15, 16) in einem Faltenbalg übergangsabschnitt (7) zwischen den mindestens zwei Faltenbalgabschnitten (4, 5, 6) verschieden von einem Abstand zwischen zwei benachbarten zweiten Faltkanten (18, 19) in einem Faltenbalgabschnitt (4, 5, 6) ausgebildet ist.
8. Flüssigkeitsfilter (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einhüllende aller Faltenstirnseiten (22, 23, 24) mindestens einen an einen gekrümmten Seitenfreiformflächenabschnitt (14) der Seitenfreiformfläche (13) ange passten gekrümmten Abschnitt aufweist.
9. Flüssigkeitsfilter (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Falte (3) an der rohseitigen Anströmfläche und/oder an der reinseitigen Abström- fläche und/oder mindestens eine Faltenstirnseite (22, 23, 24) mittels Einklemmens, Verpressens, Einklebens oder Verschweißens jeweils an der Seitenwandung befes tigt ist.
10. Flüssigkeitsfilter (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (2) durchgängig aus einem einzigen Material gebildet ist.
11. Flüssigkeitsfilter (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltkantenhöhe in einem Bereich zwischen 2 mm bis 100 mm, vorzugsweise 4 mm bis 80 mm, besonders bevorzugt zwischen 8 mm und 50 mm liegt.
12. Verwendung eines Flüssigkeitsfilters (1 ) nach einem der Ansprüche 1 -11 als Getrie- beölfilter, insbesondere als druckloser Getriebeölfilter.
13. E-Achse für ein Kraftfahrzeug, mit einem Getriebe und mit einem Flüssigkeitsfilter (1 ) nach einem der Ansprüche 1 - 11 zum Filtrieren von Getriebeöl.
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