DE-102017212291-B4 - Filterelement für eine Filtereinrichtung, Filtereinrichtung und zugehöriges Herstellungsverfahren

Abstract

Filterelement (1) für eine Filtereinrichtung (21), - mit einem ringförmigen Filterkörper (2) aus einem Filtermaterial (3) zum Filtern eines Fluids, der einen Filterinnenraum (6) aufweist, - mit einer zentral offenen ersten Endscheibe (7) aus Dichtungsmaterial (11), die an einer ersten axialen Stirnseite (8) des Filterkörpers (2) fest angeordnet ist, - mit einer zweiten Endscheibe (9), die an einer zweiten axialen Stirnseite (10) des Filterkörpers (2) angeordnet ist, - wobei die zweite Endscheibe (9) ein Dichtungsprofil (16) aus einem Dichtungsmaterial (18) und einen im Vergleich zum Dichtungsprofil (16) starren Funktionsträger (17) aufweist, der zumindest teilweise in das Dichtungsprofil (16) eingebettet ist, - wobei der Funktionsträger (17) zumindest ein Trägerbefestigungselement (30) einer Befestigungseinrichtung (22) aufweist, das zum lösbaren Befestigen des Filterelements (1) an einem Gehäuseteil (24) der Filtereinrichtung (21) mit einem am Gehäuseteil (24) vorgesehenen komplementären Gehäusebefestigungselement (31) der Befestigungseinrichtung (22) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, - dass der Funktionsträger (17) eine ringförmige Trägergrundseite (33) und einen axial von der Trägergrundseite (33) abstehenden Ringbund (34) aufweist, - dass der Funktionsträger (17) zumindest zwei in Umfangsrichtung beabstandete und vom Ringbund (24) radial abstehende solche Trägerbefestigungselemente (30) aufweist, - dass das Dichtungsprofil (16) die Trägerbefestigungselemente (30) radial beidseitig umgibt, derart, dass vom jeweiligen Trägerbefestigungselement (30) ein Dichtungsabschnitt (39) des Dichtungsprofils (16) radial absteht.

Inventors

• Werner Gorenschek
• Gernot Josef Kogler
• Andreas Kollmann
• Lovro Plazl
• David Springer
• Peter Zausnig

Assignees

• MAHLE INTERNATIONAL GMBH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20170718

Claims (16)

1. Filterelement (1) für eine Filtereinrichtung (21), - mit einem ringförmigen Filterkörper (2) aus einem Filtermaterial (3) zum Filtern eines Fluids, der einen Filterinnenraum (6) aufweist, - mit einer zentral offenen ersten Endscheibe (7) aus Dichtungsmaterial (11), die an einer ersten axialen Stirnseite (8) des Filterkörpers (2) fest angeordnet ist, - mit einer zweiten Endscheibe (9), die an einer zweiten axialen Stirnseite (10) des Filterkörpers (2) angeordnet ist, - wobei die zweite Endscheibe (9) ein Dichtungsprofil (16) aus einem Dichtungsmaterial (18) und einen im Vergleich zum Dichtungsprofil (16) starren Funktionsträger (17) aufweist, der zumindest teilweise in das Dichtungsprofil (16) eingebettet ist, - wobei der Funktionsträger (17) zumindest ein Trägerbefestigungselement (30) einer Befestigungseinrichtung (22) aufweist, das zum lösbaren Befestigen des Filterelements (1) an einem Gehäuseteil (24) der Filtereinrichtung (21) mit einem am Gehäuseteil (24) vorgesehenen komplementären Gehäusebefestigungselement (31) der Befestigungseinrichtung (22) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet , - dass der Funktionsträger (17) eine ringförmige Trägergrundseite (33) und einen axial von der Trägergrundseite (33) abstehenden Ringbund (34) aufweist, - dass der Funktionsträger (17) zumindest zwei in Umfangsrichtung beabstandete und vom Ringbund (24) radial abstehende solche Trägerbefestigungselemente (30) aufweist, - dass das Dichtungsprofil (16) die Trägerbefestigungselemente (30) radial beidseitig umgibt, derart, dass vom jeweiligen Trägerbefestigungselement (30) ein Dichtungsabschnitt (39) des Dichtungsprofils (16) radial absteht.
2. Filterelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Dichtungsprofil (16) aus einem Schaumstoff (19), insbesondere aus Polyurethan-Schaumstoff (20), hergestellt ist.
3. Filterelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet , dass zumindest ein solches Trägerbefestigungselement (30) wenigstens einen Durchbruch (38) aufweist, der vom Dichtungsprofil (16) durchsetzt ist.
4. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass im Filterinnenraum (6) eine Innenzarge (14) am Filterkörper (2) angebracht ist, wobei der Funktionsträger (17) an der Innenzarge (14) befestigt ist.
5. Filterelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass der Ringbund (34) einen die Trägerbefestigungselemente (30) aufweisenden Befestigungsabschnitt (35) und einen auf der von der Trägergrundseite (33) abgewandten Seite des Befestigungsabschnitts (35) anschließenden Greifabschnitt (37) aufweist, der im Filterinnenraum (6) angeordnet und am Filterkörper (2) befestigt ist.
6. Filterelement nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass der Befestigungsabschnitt (35) über eine Radialstufe (36) in den Greifabschnitt (37) übergeht.
7. Filterelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Dichtungsprofil (16) den Funktionsträger (17) auf der axial vom Filterkörper (2) abgewandten Seite umgibt.
8. Filterelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Dichtungsprofil (16) eine solche Außenkontur (56) aufweist, die beim am Gehäuseteil (24) befestigten Zustand auf der vom Filterkörper (2) abgewandten Seite axial am Gehäuseteil (24) und auf der radial inneren Seite radial am Gehäuseteil (24) anliegt.
9. Filtereinrichtung (21) zum Filtern eines Fluids, insbesondere von Luft, mit einem ersten Gehäuseteil (48) und einem lösbar mit dem ersten Gehäuseteil (48) verbundenen zweiten Gehäuseteil (24), welche einen Gehäuseinnenraum (50) begrenzen, a. wobei im Gehäuseinnenraum (5) ein Filterelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 austauschbar angeordnet ist, b. wobei das zweite Gehäuseteil (24) zumindest ein zum wenigstens einen Trägerbefestigungselement (30) komplementäres Gehäusebefestigungselement (31) der Befestigungseinrichtung (22) aufweist, das mit dem wenigstens einen Trägerbefestigungselement (30) zum lösbaren Befestigen des Filterelements (1) am zweiten Gehäuseteil (24) zusammenwirkt.
10. Filtereinrichtung nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , dass das zumindest eine Trägerbefestigungselement (30) und das zumindest eine Gehäusebefestigungselement (31) in der Art eines Bajonettverschlusses (23) zusammenwirken.
11. Filtereinrichtung nach Anspruch 9 oder 10 , dadurch gekennzeichnet , dass zumindest ein solches Gehäusebefestigungselement (31) einen Führungsabschnitt (43), in dem ein solches Trägerbefestigungselement (30) geführt ist, und einen Anschlagabschnitt (44), an dem das Trägerbefestigungselement (30) in einer verschließenden Endposition (32) der Befestigungseinrichtung (22) anschlägt, aufweist.
12. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die Filtereinrichtung (21) von der Befestigungseinrichtung (22) separate Befestigungsmittel (51) zum lösbaren Verbinden des zweiten Gehäuseteils (24) am ersten Gehäuseteil (48) aufweist.
13. Filtereinrichtung (21) zum Filtern eines Fluids, insbesondere von Luft, mit einem ersten Gehäuseteil (48) und einem lösbar mit dem ersten Gehäuseteil (48) verbundenen zweiten Gehäuseteil (24), welche einen Gehäuseinnenraum (50) begrenzen, - wobei im Gehäuseinnenraum (5) ein Filterelement (1) austauschbar angeordnet ist, - wobei das Filterelement (1) einen ringförmigen Filterkörper (2) aus einem Filtermaterial (3) zum Filtern eines Fluids aufweist, der einen Filterinnenraum (6) aufweist, - wobei das Filterelement (1) eine zentral offene erste Endscheibe (7) aus Dichtungsmaterial (11) aufweist, die an einer ersten axialen Stirnseite (8) des Filterkörpers (2) fest angeordnet ist, - wobei das Filterelement (1) eine zweite Endscheibe (9) aufweist, die an einer zweiten axialen Stirnseite (10) des Filterkörpers (2) angeordnet ist, - wobei die zweite Endscheibe (9) ein Dichtungsprofil (16) aus einem Dichtungsmaterial (18) und einen im Vergleich zum Dichtungsprofil (16) starren Funktionsträger (17) aufweist, der zumindest teilweise in das Dichtungsprofil (16) eingebettet ist, - wobei der Funktionsträger (17) zumindest ein Trägerbefestigungselement (30) einer Befestigungseinrichtung (22) aufweist, das zum lösbaren Befestigen des Filterelements (1) an einem Gehäuseteil (24) der Filtereinrichtung (21) mit einem am Gehäuseteil (24) vorgesehenen komplementären Gehäusebefestigungselement (31) der Befestigungseinrichtung (22) zusammenwirkt, - wobei das zweite Gehäuseteil (24) zumindest ein zum wenigstens einen Trägerbefestigungselement (30) komplementäres Gehäusebefestigungselement (31) der Befestigungseinrichtung (22) aufweist, das mit dem wenigstens einen Trägerbefestigungselement (30) zum lösbaren Befestigen des Filterelements (1) am zweiten Gehäuseteil (24) zusammenwirkt, - wobei das zweite Gehäuseteil (24) eine Gehäusegrundseite (41) aufweist, von der eine Ringschulter (42) absteht, der zumindest ein solches Gehäusebefestigungselement (31) aufweist, - wobei das zweite Gehäuseteil (24) geschlossen ausgebildet ist und eine in Richtung des Filterelement (1) abstehende Vertiefung (45) aufweist, welche radial von der Ringschulter (42) begrenzt ist.
14. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13 , dadurch gekennzeichnet , dass das erste Gehäuseteil (48) ein Gehäusetopf (49) ist und das zweite Gehäuseteil (24) ein den Gehäusetopf (49) lösbar verschließender Deckel (26) ist.
15. Verfahren zum Herstellen eines Filterelements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , wobei, a. der Funktionsträger (17) in einer Form (57) angeordnet wird, b. eine aufschäumbare Zusammensetzung (58) vor oder nach dem Anordnen des Funktionsträgers (17) in der Form (57) in die Form (57) eingebracht wird, c. die Zusammensetzung (58) nach dem Anordnen des Funktionsträgers (17) in der Form (57) aufgeschäumt wird, derart dass der Funktionsträger (17) zum Ausbilden des Dichtungsprofils (16) umschäumt wird.
16. Verfahren zum Herstellen eines Filterelements (1), wobei das Filterelement (1) - einen ringförmigen Filterkörper (2) aus einem Filtermaterial (3) zum Filtern eines Fluids aufweist, der einen Filterinnenraum (6) aufweist, - eine zentral offene erste Endscheibe (7) aus Dichtungsmaterial (11) aufweist, die an einer ersten axialen Stirnseite (8) des Filterkörpers (2) fest angeordnet ist, - eine zweite Endscheibe (9) aufweist, die an einer zweiten axialen Stirnseite (10) des Filterkörpers (2) angeordnet ist, - wobei die zweite Endscheibe (9) ein Dichtungsprofil (16) aus einem Dichtungsmaterial (18) und einen im Vergleich zum Dichtungsprofil (16) starren Funktionsträger (17) aufweist, der zumindest teilweise in das Dichtungsprofil (16) eingebettet ist, - wobei der Funktionsträger (17) zumindest ein Trägerbefestigungselement (30) einer Befestigungseinrichtung (22) aufweist, das zum lösbaren Befestigen des Filterelements (1) an einem Gehäuseteil (24) der Filtereinrichtung (21) mit einem am Gehäuseteil (24) vorgesehenen komplementären Gehäusebefestigungselement (31) der Befestigungseinrichtung (22) zusammenwirkt, wobei beim Verfahren a. der Funktionsträger (17) in einer Form (57) angeordnet wird, b. eine aufschäumbare Zusammensetzung (58) vor oder nach dem Anordnen des Funktionsträgers (17) in der Form (57) in die Form (57) eingebracht wird, c. die Zusammensetzung (58) nach dem Anordnen des Funktionsträgers (17) in der Form (57) aufgeschäumt wird, derart dass der Funktionsträger (17) zum Ausbilden des Dichtungsprofils (16) umschäumt wird, d. wobei der Filterkörper (2) vor dem Aufschäumen der Zusammensetzung (58) in die Form (57) angeordnet wird, derart, dass zwischen der zweiten Stirnseite (10) und dem Funktionsträger (17) ein Axialspalt (60) gebildet ist, e. wobei die Zusammensetzung (58) aufgeschäumt wird, derart, dass das Dichtungsprofil (16) zusätzlich die zweite Stirnseite (10) bedeckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filterelement mit einem ringförmigen Filterkörper, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Filtereinrichtung mit einem solchen Filterelement. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Filterelements. Filtereinrichtungen dienen üblicherweise dem Filtern bzw. Reinigen eines Fluids, beispielsweise eines Gases, insbesondere Luft, oder einer Flüssigkeit. Hierzu ist innerhalb der Filtereinrichtung üblicherweise ein Filterelement vorgesehen, das im Betrieb unerwünschte Bestandteile aus dem Fluid filtert. Das Filtern dieser Bestandteile führt zur Verschmutzung des Filterelements sowie einer reduzierten Wirkung und/oder Effizienz des Filterelements und folglich der Filtereinrichtung. Aus diesem Grund sind derartige Filterelemente häufig austauschbar in der Filtereinrichtung vorgesehen, so dass sie bei Bedarf durch ein neues oder anderes solches Filterelement ersetzt werden können. Eine solche Filtereinrichtung ist aus der DE 10 2011 012 633 A1 bekannt. Diese Filtereinrichtung weist ein Filterelement mit einem ringförmigen Filterkörper aus einem Filtermaterial zum Filtern eines Fluids auf, der an axial beabstandeten Enden mit Endscheiben versehen ist, welche insbesondere dem Dichten des Filterkörpers gegenüber einem Gehäuse des Filterelements dienen. Das Fixieren des Filterelements in der Filtereinrichtung erfolgt durch das Befestigen des Filterelements an einem Deckel des Gehäuses. Hierzu wird das Filterelement zunächst in einem Gehäusetopf angeordnet und der Deckel am Gehäusetopf angebracht. Danach wird ein Verbindungsteil in eine zentrale Öffnung des Deckels eingeführt, wobei das Verbindungsteil Befestigungselemente aufweist, welche mit einem Mittelrohr oder einer Innenzarge des Filterkörpers in der Art eines Bajonettverschlusses zusammenwirken, so dass das Verbindungsteil am Filterkörper befestigt ist und somit zu einer Befestigung des Filterelements am Deckel führt. Nachteilig bei diesem bekannten Filterelementen und zugehörigen Filtereinrichtungen ist insbesondere, dass die lösbare Befestigung des Filterelements am Gehäuse der Filtereinrichtung kompliziert ausgestaltet ist. Dies führt einerseits zu einem erhöhten Montageaufwand beim Montieren und Austausch des Filterelements sowie zur erhöhten Gefahr einer Fehlmontage des Filterelements innerhalb der Filtereinrichtung, welche zu einer reduzierten Filterwirkung und/oder Betriebsstörungen führen kann. Ein gattungsgemäßes Filterelement ist aus der DE 101 52 552 A1 bekannt. Es umfasst ein ringförmiges Filterkörper aus einem Filtermaterial zum Filtern eines Fluids, der einen Filterinnenraum aufweist, eine zentral offene erste Endscheibe , die ein Dichtungsmaterial aufweist und an einer ersten axialen Stirnseite des Filterkörpers fest angeordnet ist, und eine zweite Endscheibe, die an einer zweiten axialen Stirnseite des Filterkörpers angeordnet ist und ein Dichtungsprofil aus einem Dichtungsmaterial und einen im Vergleich zum Dichtungsprofil starren Funktionsträger aufweist, der zumindest teilweise in das Dichtungsprofil eingebettet ist. Der Funktionsträger weist zumindest ein Trägerbefestigungselement einer Befestigungseinrichtung auf, das zum lösbaren Befestigen des Filterelements an einem Gehäuseteil der Filtereinrichtung mit einem am Gehäuseteil vorgesehenen komplementären Gehäusebefestigungselement der Befestigungseinrichtung zusammenwirkt. Ein weiteres Filterelement ist aus der DE 100 40 262 A1 bekannt. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für ein Filterelement der eingangs genannten Art sowie für eine Filtereinrichtung mit einem solchen Filterelement und einem Verfahren zum Herstellen eines solchen Filterelements verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, die sich insbesondere durch eine vereinfachte Handhabung des Filterelements und/oder eine erhöhte Betriebssicherheit der Filtereinrichtung und/oder einen reduzierten Montageaufwand und/oder eine kostengünstige Herstellung auszeichnen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Filterelement in einer zugehörigen Filtereinrichtung über eine Endscheibe des Filterelements lösbar zu befestigen, wobei diese Endscheibe aus einem Dichtungsmaterial und einem im Dichtungsmaterial integrierten Funktionsträger zusammengesetzt ist, der im Vergleich zum Dichtungsmaterial starr ausgebildet ist und mit dem ein lösbares Befestigen des Filterelements an einem Gehäuseteil der Filtereinrichtung erfolgt. Besagte Endscheibe setzt sich also aus dem starren Funktionsträger und dem weicheren, insbesondere elastischen, Dichtungsmaterial zusammen, so dass mit der Endscheibe ein vereinfachtes Abdichten und gleichzeitig eine vereinfachte Montage in der zugehörigen Filtereinrichtung sowie ein vere