DE4322226C2

DE4322226C2 - Filterpatrone mit radial wirkender Dichtungslippe

Info

Publication number: DE4322226C2
Application number: DE4322226A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Teipel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-03
Filing date: 1993-07-03
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2013-07-04
Also published as: DE4322226A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine in einem Filtergehäuse einsetzbare Filterpatrone. Derartige Filterpatronen bestehen aus einem zu einem hohlzylindrischen Filterkörper gefalteten Filtermaterial (Papier, Vlies) welcher an mindestens einer Stirnseite mit einem Dichtungsring verbunden ist.

Aus der DE 38 38 540 C2 ist eine solche Filterpatrone bekannt. Die dort beschriebene Filterpatrone weist an einer Stirnseite einen Stütz- und Dichtungsring auf, der zwischen einem innen und einem äußeren Begrenzungssteg den hohlzylindrischen Filterkörper aufnimmt. Eine den Raum zwischen den Begrenzungsstegen teilweise ausfüllende Klebemasse durchgreift Durchbrechungen in dem äußeren Begrenzungssteg und bildet so Klebemassebrücken. Damit wird eine Verzahnung zwischen Klebemasse und Stützring erzielt.

Ein umweltschonende Entsorgung einer solchen Filterpatrone ist aufgrund der verschiedenen Komponenten (Filtermaterial, Klebemasse, Stütz- und Dichtungsring sehr aufwendig.

In der deutschen Auslegeschrift 20 48 891 ist ein Filtereinsatz beschrieben, bei dem Filterendstück und Dichtung eine integrale Einheit bilden, zu dessen Herstellung jedoch zwei Verfahrensschritte notwendig sind. Filterendstück und Dichtung bestehen dabei aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen mit jeweils speziellen Eigenschaften. Auch zur Abdichtung dieses Filtereinsatzes sind axiale Einspannkräfte notwendig.

Aus dem DE-GM 17 67 427 ist eine Filterpatrone bekannt, welche unmittelbar an dem Filterkörper angeformte elastische Begrenzungswände des Filterkörpers und integrierte Dichtungswulstkränze oder -sicken aufweist. Diese Wulstkränze bzw. Sicken sind in speziell am jeweiligen starren Gehäuse angeformte Sicken- bzw. Wulste einsprengbar und entfalten dort eine radiale und axiale Dichtwirkung.

Um eine ausreichende Dichtwirkung zu gewährleisten, ist hierbei eine entsprechende Genauigkeit bei der Herstellung einzuhalten. Eine nachlassende Elastizität des Dichtungs- Werkstoffes z. B. aufgrund der Alterung führt daher oft zu Undichtigkeiten.

Ein Abdichten des Filters gegenüber glatter Flächen, z. B. einfachen zylindrischen Stutzen ohne entsprechend geformte Sicken bzw. Wulstkränze, ist hiermit nicht möglich.

Nachteilig bei dieser Filterpatrone ist außerdem, daß hier axiale Einspannkräfte, welche den Stütz- und Dichtungsring gegen das Filtergehäuse drücken, notwendig sind, denn diese axialen Einspannkräfte führen zu einer Stauchung und einem Verknicken des Filterkörpers. Um dies zu vermeiden, besitzen solche Filterpatronen einen zusätzlichen Stützmantel, z. B. ein Siebmantel.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Filterpatrone zu schaffen, die eine einwandfreie Abdichtung ermöglicht, einfach und umweltschonend zu entsorgen, kostengünstig und in wenigen Schritten herstellbar und leicht einzubauen ist und die keine speziellen Profilierungen der abzudichtenden Fläche erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die sich daran anschließenden Unteransprüche enthalten Gestaltungsmerkmale, welche vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen der Erfindung darstellen.

Die Filterpatrone besteht aus einem zu einem hohlzylindrischen Filterkörper gefalteten Filtermaterial. Der Filterkörper ist erfindungsgemäß an mindestens einer Stirnseite mit einer elastischen Dichtmanschette aus gießfähigem, aushärtbarem Material verbunden. Die Dichtungsmanschette ist in einem Guß- und Aushärteprozeß einstückig hergestellt und unmittelbar an dem Filterkörper angeformt. Diese Dichtungsmanschette weist eine innenseitig vorstehende, kreisförmig umlaufende, radial wirkende Dichtungslippe und eine der Dichtungslippe gegenüberliegende, umlaufende Nut auf. In diese Nut wird ein radiale Einspannkräfte ausübendes Spannorgan eingelegt.

Die Filterpatrone wird mit der Dichtungsmanschette auf einen am Filtergehäuse angeordneten Stutzen gesteckt, wobei die Filterpatrone unter dem Einfluß der radialen Einspannkräfte an diesem Stutzen abgedichtet gehalten ist. Ein zusätzlicher Stützmantel (Lochblech) ist nicht notwendig. Diese Filterpatrone ist in wenigen Schritten kostengünstig herzustellen, einfach und umweltschonend zu entsorgen, da die Filterpatrone nur aus dem Filtermaterial und der Dichtungsmanschette besteht, denn das Spannorgan, vorzugsweise eine Schraubenfeder, ist leicht von der Filterpatrone zu entfernen und wieder zu verwenden.

Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel in zwei Varianten dargestellt, welches nachfolgend näher erläutert wird. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Filtergehäuse und einen Halbschnitt durch die eingesetzte Filterpatrone,

Fig. 2 einen Halbschnitt durch eine erste Variante der Filterpatrone mit zwei Dichtungsmanschetten,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Eingußvorrichtung mit eingebettetem Filterkörper, der als zweite Variante eine Filterendscheibe aufweist,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Dichtungsmanschette mit eingebettetem, zick-zack förmig gefaltetem Filtermaterial,

Fig. 5 einen Längsschnitt durch ein Filtergehäuse und einem Halbschnitt durch zwei im Gehäuse eingesetzte Filterpatronen.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist eine Filterpatrone mit einem aus einem gefalteten Filtermaterial (Filterpapier, Filtervlies) (1) gebildeten hohlzylindrischen Filterkörper (1A), welcher an seinen beiden Stirnseiten (1B) elastische Dichtungsmanschetten (2) aus gießfähigem, aushärtbarem Material aufweist, dargestellt. Diese Filterpatrone ist in einem zusammenschraubbaren Filtergehäuse (3), welches einen Einlaß- und Auslaßstutzen (3A, 3B) besitzt, herausnehmbar eingesetzt (vgl. Fig. 1) Dabei wird die Filterpatrone mit der Dichtungsmanschette (2) auf am Filtergehäuse (3) angeordnete, zylindrische Stutzen (3C) aufgesteckt. Die erfindungsgemäße Dichtungsmanschette (2) ist einstückig hergestellt und unmittelbar an den Filterkörper (1A) angeformt. Sie weist eine innenseitig vorstehende, kreisförmig umlaufende, radial wirkende Dichtungslippe (2A) auf, wobei dieser im radialen Abstand gegenüberliegend eine umlaufende Nut (2B) zur Aufnahme eines Spannorganes (4) eingeformt ist.

Die Dichtungsmanschette (2) ist von einem äußeren kreisringförmigen Schenkel (2C), auf dem der hohlzylindrische Filterkörper (IA) senkrecht aufstehend eingebettet ist, und einem von diesem und der Filterkörper-Stirnseite (1B) senkrecht abstehenden Kragen (2D), welcher die Dichtungslippe (2A) und die Nut (2B) aufweist, gebildet. Der Kragen (2D) stützt dabei den kreisförmigen Schenkel (2C) innenseitig auf einem Teillängenbereich ab.

Zur Bildung der Dichtungslippe (2A) ist am Kragen (2D) der Dichtungsmanschette (2) ein im Querschnitt dreieckförmiger Vorsprung angeformt. Alternativ dazu kann dieser Vorsprung auch abgerundet ausgeführt sein (nicht dargestellt).

Die am Filtergehäuse (3) angeordneten zylindrischen Stutzen (3C), auf die die Filterpatrone mit der Dichtungsmanschette (2) aufsetzbar ist, besitzen einen Außendurchmesser (DA), der größer ist als der Innendurchmesser (DI) der kreisförmig umlaufenden Dichtungslippe (2A). Die Dichtungsmanschette (2) ist dabei unter dem Einfluß der radial wirkenden Anpreßkraft des in die Nut (2B) eingelegten Spannorganes (4) auf dem zylindrischen Stutzen (3C) kraftschlüssig gehalten, wodurch eine sichere statische Abdichtung erreicht wird.

Das in die Nut (2B) eingreifende Spannorgan (4) ist vorzugsweise eine Schraubenzugfeder. Die Anpreßkraft ist dabei in einfacher Weise durch die Wahl einer Schraubenzugfeder mit geeigneter Federkonstanten oder durch die Längenwahl der Schraubenzugfeder im abgewinkelten Zustand der jeweiligen Anforderung anzupassen.

Als Spannorgan (4) kann auch ein federnder Ring, ein gummielastisches Band oder eine Schelle verwendet werden.

In Fig. 3 ist eine Eingußvorrichtung (5) zur Herstellung der Dichtungsmanschette (2) dargestellt. Eine definierte Menge eines Kunststoffmaterial (2E), vorzugsweise Polyurethan, wird in gießfähigem Zustand in eine Formhöhlung dieser Eingußvorrichtung (5), welche aus einem entsprechend geformten Innenring (5A) und einem entsprechend geformten zweigeteiltem Außenring (5B) besteht, eingebracht. Der hohlzylindrische Filterkörper (1A) wird mit einer Stirnseite (1B) in das Kunststoffmaterial (2E) eingetaucht. Anschließend härtet das Kunststoffmaterial (2E) unter Anbindung an das Filtermaterial (1) aus. Das Kunststoffmaterial ist so gewählt, daß es nach dem Aushärten flexibel ist. Durch die Auswahl entsprechender Materialien mit Shore-Härten zwischen 40° A und 90° A kann die Flexibilität und Elastizität der Dichtungsmanschette (2) verändert werden. Damit läßt sich zusätzlich die Anpreßkraft der Dichtungsmanschette (2) an den zylindrischen Stutzen (3C) beeinflussen.

Die in Fig. 3 gezeigte Filterpatrone stellt eine zweite Variante dar, welche an einer Stirnseite (1B) des hohlzylindrischen Filterkörpers (1A) eine Dichtungsmanschette (2) aufweist, an der gegenüberliegenden Stirnseite (1B) ist statt einer weiteren Dichtungsmanschette eine den Filterkörper (1A) dicht abschließende Filterendscheibe (6) angeordnet, die mittels eines Klebers (6A), vorzugsweise ein Polyurethankleber, mit dem Filtermaterial (1) verklebt ist.

Das in Fig. 5 dargestellte Filtergehäuse (3) enthält zwei in Längsrichtung hintereinander angeordnete Filterpatronen, welche jeweils an beiden Stirnseiten (1B) ihres hohlzylindrischen Filterkörpers (1A) Dichtungsmanschetten (2) aufweisen. Zur Abstützung und Abdichtung der in der Mitte des Filtergehäuses (3) nebeneinander liegenden Dichtungsmanschetten (2) ist dort ein zusätzlich herausnehmbar einzusetzender Stützring (7) vorgesehen. Dieser Stützring (7) wird seinerseits von zwei jeweils die Filterpatronen durchgreifenden ringförmigen Lochblechen (8), die sich auf die am Filtergehäuse (3) angeformten zylinderförmigen Stutzen (3C) abstützen, gehalten.

An den zylinderförmigen Stutzen (3C) und dem zusätzlichen Stützring (7) kann jeweils eine kreisförmig umlaufende Einkerbung (nicht dargestellt) zur Aufnahme der Dichtungslippe (2A) vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

1. Filtermaterial
1A) hohlzylindrischer Filterkörper
1B) Stirnseiten
2. Dichtungsmanschetten
2A) Dichtungslippe, DI) Innendurchmesser
2B) Nut
2C) kreisförmiger Schenkel
2D) Kragen
2E) Kunststoffmaterial
3. Filtergehäuse
3A) Einlaßstutzen
3B) Auslaßstutzen
3C) zylindrischer Stutzen, DA) Außendurchmesser
4. Spannorgan
5. Eingußvorrichtung
5A) Innenring
5B) Außenring
6. Filterendscheibe
6A) Kleber
7. Zusätzlicher Stützring
8. Lochblech

Claims

1. Filterpatrone mit einem aus einem gefalteten Filtermaterial gebildeten hohlzylindrischen Filterkörper, der an mindestens einer Stirnseite eine elastische, einstückig hergestellte, aus gießfähigem, aushärtbarem Material bestehende, unmittelbar an dem Filterkörper (1a) angeformte Dichtungsmanschette (2) aufweist und in ein Filtergehäuse mit einem Einlaß- und Auslaßstutzen einsetzbar ist, wobei die Dichtungsmanschette (2) eine innenseitig vorstehende, kreisförmig umlaufende, radial wirkende Dichtungslippe (2A) aufweist und dieser im radialen Abstand gegenüberliegend eine umlaufende Nut (2B) zur Aufnahme eines Spannorganes (4) eingeformt ist.

2. Filterpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmanschette (2) von einem äußeren kreisringförmigen Schenkel (2C), auf dem der hohlzylindrische Filterkörper (1A) senkrecht aufstehend eingebettet ist und einem von diesem und der Filterkörper-Stirnseite (1B) senkrecht abstehendem Kragen (2D), welcher die Dichtungslippe (2A) und die Nut (2B) aufweist, gebildet ist, wobei der Kragen (2D) den kreisringförmigen Schenkel (2C) innenseitig auf einem Teillängenbereich abstützt.

3. Filterpatrone nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Kragen (2D) der Dichtungsmanschette (2) innenseitig ein im Querschnitt dreieckförmiger Vorsprung zur Bildung der Dichtungslippe (2A) angeformt ist.

4. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Kragen (2D) der Dichtungsmanschette (2) innenseitig ein im Querschnitt abgerundeter Vorsprung zur Bildung der Dichtungslippe (2A) angeformt ist.

5. Filterpatrone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kragen (2D) der Dichtungsmanschette (2) eingeformte Nut (2B) im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist.

6. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kragen (2D) der Dichtungsmanschette (2) eingeformte Nut (2B) im Querschnitt rechteckig ausgebildet ist.

7. Filterpatrone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Nut (2B) eingreifende Spannorgan (4) von einer Schraubenzugfeder gebildet ist.

8. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Nut (2B) eingreifende Spannorgan (4) von einem federnden Ring gebildet ist.

9. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Nut (2B) eingreifende Spannorgan (4) von einem gummielastischen Band gebildet ist.

10. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Nut (2B) eingreifende Spannorgan (4) von einer Schelle gebildet ist.

11. Filterpatrone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmanschette (2) aus Polyurethan hergestellt ist.

12. Filterpatrone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Dichtungsmanschette (2) eine Shore-Härte von 40° A bis 90° A aufweist.

13. Filterpatrone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterkörper (1A) an seiner der Dichtungsmanschette (2) gegenüberliegenden Stirnseite (1B*) mit einer Filterendscheibe (6) nach außen dicht verklebt ist.

14. Filterpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der hohlzylindrische Filterkörper (1A) an beiden Stirnseiten (1B, 1B*) elastische Dichtungsmanschetten (2) mit radial wirkender Dichtungslippe (2A) aufweist.

15. Filterpatrone nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtergehäuse (3) mindestens einen zylindrischen Stutzen (3C), auf den die Dichtungsmanschette (2) mit ihrem Kragen (2D) und der Dichtungslippe (2A) aufsteckbar ist, aufweist, wobei der Außendurchmesser (DA) des Stutzens (3C) größer ist als der Innendurchmesser (DI) der kreisförmig umlaufenden Dichtungslippe (2A).