Stand der Technik [0002] Filtergehäuse werden typischerweise durch das Spritzgießverfahren her- gestellt. Beim Spritzgießen werden dabei Ober-und Unterteil des Gehäu- ses mit getrennten Werkzeugen hergestellt. Die thermoplastischen Form- massen (Pulver, Körner, Würfel, Pasten etc. ) werden dabei bis zur Ver- flüssigung (ca. 180°C) erwärmt und anschließend unter hohem Druck (bis 1400 bar) in geschlossene, zweiteilige, stählerne, wassergekühlte Werk- zeughohlformen gespritzt, wo sie abkühlen und erstarren. Als Form- massen werden Polystyrol, Polyamide, Polyurethane, Celluloseether und -ester, Polyethylen, Polymethacrylsäureester und andere Thermoplaste, im Werkzeug aushärtende Duroplaste bzw. vulkanisierende Elastomere aus Kautschuk oder Siliconkautschuk und teilweise auch Schaumkunst- stoffe eingesetzt.

[0003] Bei Luftfiltergehäusen muss eine gute Abdichtung der beiden Gehäuse- teile gewährleistet sein, damit keine ungereinigte Luft von dem Rohluft- bereich in den Reiniuftbereich einströmen kann. Aber auch bei anderen Anwendungen ist es zweckmäßig und vorteilhaft, ein Gehäuse möglichst luftdicht mit einem Deckel zu verschließen. Hierzu werden üblicherweise Dichtungen verwendet, die im Bereich der Kontaktfläche zwischen Deckel und Gehäuseschale angeordnet sind. Gerade bei Kunststoffgehäusen be- steht die Gefahr, dass sich das Material beim Herstellen des Gehäuses verzieht, wobei die Toleranzen dabei unter Umständen Undichtigkeiten zwischen den beiden Gehäuseteilen hervorrufen können.

[0004] Die bisher bekannten Maßnahmen zur Vermeidung von Undichtigkeiten bestanden darin, dass die Teile im Dichtbereich verstärkt wurden, z. B. durch Materialanhäufungen oder durch den Einsatz von Versteifungs- elementen, die u. U. aus einem metallischen Material bestanden. Die An- wendung von Materialanhäufung führt jedoch dazu, dass gerade bei Kunststoff ein noch stärkerer Verzug eintritt. Die Verwendung von me- tallischen Versteifungselementen hingegen hat den Nachteil, dass ein Recycling des Kunststoffs nicht möglich ist bzw. in nicht unerheblichem Masse erschwert wird. [0005] In der wurde daher bereits vorgeschlagen, ein Teil oder beide Kunststoffteile mit wenigstens einem allseitig geschlossenen Kanal zu versehen, welcher die Festigkeit sowie die maximale Biegespannung erhöht. Dieser Kanal wird dabei im Gasinnendruckverfahren hergestellt.

Bei diesem Verfahren kann in einem einzigen Spritzgießvorgang zunächst das Kunststoffmaterial in die Spritzgießform eingebracht und anschließend durch die Spritzgießdüse oder durch eine weitere Düse Luft in den zu bil- denden Kanal eingeblasen werden, wodurch sich ein luftführender Kanal ausbildet.

[0006] Auch dieses Verfahren bedingt jedoch aufgrund der Anwendung des Spritzgussverfahrens zwei getrennte Werkzeuge für Ober-und Unterteil des Filtergehäuses, wobei die Werkzeuge durch die Luftdüse sehr teuer sind.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Filtergehäuse und Verfahren zur Herstellung von Filtergehäusen bereitzustellen, wobei das Filtergehäuse über eine ausreichende Dichtigkeit und Steifigkeit verfügt und mit Hilfe eines Werkzeugs einfach und kostengünstig herstellbar ist.

[0008] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und 5 gelöst. >{z. b [0009] Das erfindungsgemäße Filtergehäuse verfügt über ein oberes und ein unteres Gehäuseteil, wobei die beiden Gehäuseteile dichtend miteinander verbindbar sind. Die Verbindung der Gehäuseteile miteinander kann z. B. durch Schrauben oder Schnapphaken erzeugt sein, wobei selbstverständ- lich auch alle übrigen, im Stand der Technik bekannten Verbindungsarten verwendet werden können. Zwischen den Gehäuseteilen kann eine Dich- tung angeordnet sein, welche die Abdichtung der Gehäuseteile erzeugt.

Hierbei liegt die Dichtung an beiden Gehäuseteilen an. In das Filterge- häuse kann ein Filterelement eingesetzt werden, welches einen von dem Filtergehäuse umschlossenen Rohbereich dichtend von einem ebenfalls von dem Gehäuse umschlossenen Reinbereich trennt. Durch das Filter- element wird ein gasförmiges oder flüssiges Fluid gereinigt. Derartige Fluide können z. B. Luft für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs oder die Ansaugluft für eine Brennkraftmaschine sein. Die Gehäuseteile sind im Schleudergussverfahren hergestellt, wobei sie über eine geometrisch defi- nierte Außenseite und eine geometrisch undefinierte Innenseite verfügen.

Die Außenseite verfügt durch einen direkten Werkzeugkontakt über relativ geringe Toleranzen. Die Innenseite des Gehäuseteils kontaktiert das Werkzeug während der Herstellung nicht, sie ergibt sich durch die Wand- stärke und die Kontur der Außenseite. Daher verfügt die Innenseite über relativ große Toleranzen. Die geometrisch definierte Außenseite des einen Gehäuseteils ist mit der Außen-oder Innenseite des anderen Gehäuse-. teils verbunden. Hierbei verfügen die beiden Gehäuseteile über je einen Dichtbereich, welcher derart ausgestaltet ist, dass das jeweils andere Teil mit dem Dichtbereich kommunizieren kann. Vorzugsweise ist der Dicht- bereich bei dem einen Gehäuseteil als Aufnahme und bei dem anderen Gehäuseteil als Einsatz ausgestaltet. Die Aufnahme kann sowohl durch die Außenseite, als auch durch die Innenseite gebildet sein. Der Einsatz ist der Bereich des Gehäuseteils, welcher in die Aufnahme eingreift.

Dieser Einsatz kann ebenfalls durch die Außenseite und/oder die Innen- seite gebildet sein. Somit wird eine ausreichende Dichtheit des Filterge- häuses erzielt. Da die Teile im Schleudergussverfahren hergestellt sind, sind die Werkzeugkosten nicht so hoch wie beim Spritzgussverfahren, was für Klein-und Kleinstserien vorteilhaft ist. Weiterhin können auch sehr großvolumige Gehäuseteile, wie z. B. Ansaugvorrichtungen von Nutzfahr- zeugen, kostengünstig hergestellt werden.

[0010] Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein Gehäuseteil doppelwandig ausgeführt, wobei die Innenseite von der Außenseite zumin- dest teilweise von der Außenseite umschlossen ist. Bei einer besonderen Ausgestaltung ist die Innenseite vollständig von der Außenseite um- schlossen, wodurch sich ein abgeschlossenes Volumen im Inneren des Gehäuseteils ergibt. Wenn beide Gehäuseteile doppelwandig ausgeführt sind, korrespondieren die geometrisch exakt definierten Außenseiten bei- der Gehäuseteile miteinander, wodurch eine ; ausgezeichnete Dichtheit und Steifigkeit des Filtergehäuses erzielt wird.

[0011] Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das untere Gehäu- seteil einteilig mit dem oberen Gehäuseteil im Schleuderguss hergestellt.

Die beiden Gehäuseteile werden nach der Entnahme aus dem Werkzeug mechanisch voneinander getrennt. Hierbei kann auch ein Abfallstück zwi- schen den beiden Gehäuseteilen herausgetrennt werden. Der Vorteil die- ser Ausgestaltung besteht darin, dass durch die gleichzeitige Herstellung beider Gehäuseteile einerseits die Herstellkosten geringer-sind als bei zwei getrennten Arbeitsabläufeh, andererseits sind die Geometrien der Außen-und Innenseite aufeinander abgestimmt, wodurch eine optimale Passform und somit Dichtheit erzielt wird.

[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Filtergehäuses weist zumindest die Arbeitsschritte Einfüllen eines Kunststoffpulvers in eine Werkzeughohlform, Erhitzen, Rotieren, Abkühlen und Öffnen der Werkzeughohlform auf. Nach dem Öffnen der Werkzeughohlform wird das hergestellte Gehäuseteil entformt. Die hergestellten Gehäuseteile werden anschließend miteinander verbunden, wobei die Außenseite des einen Gehäuseteils mit der Außen-oder Innenseite des anderen Gehäuseteils verbunden wird. Durch dieses Verfahren sind Gehäuseteile mit geringen Kosten, guter Passform und somit Dichtheit herstellbar.

[0013] Beim Einfüllen des Kunststoffpulvers wird eine exakt dosierte Menge in die Werkzeughohlform eingebracht, wobei das Kunststoffpulver z. B. pulvrig oder körnig sein kann. Weiterhin kann das Kunststoffpulver auch über eine sonstige Konsistenz, z. B. flüssig, verfügen, welche als Kunststoffform- masse geeignet ist. Dem Kunststoffpulver können noch Füllstoffe, wie z.

B. Ruß, Kohlefasern, Glaskugeln oder-fasern beigemischt sein, welche die mechanische Steifigkeit des zu erzeugenden Bauteils erhöhen bzw. die chemische Beständigkeit verbessern. Die Menge des einzubringenden Kunststoffpulvers richtet sich nach der Größe und der Wandstärke des zu erzeugenden Bauteils. Als Material für das Filtergehäuse eignet sich z. B.

Polyamid. Dieses Material ist insbesondere für Filtergehäuse von Kraft- fahrzeugen geeignet, da dieses Material preiswert und für die Beding- ungen in Kraftfahrzeugen geeignet ist. Vor dem Einfüllen des Kunststoff- pulvers kann die Werkzeughohlform mit einem Trennmittel besprüht oder bestrichen werden, damit das fertige Kunststoffteil leichter aus der Werk- zeughohlform entnommen werden kann. Die Werkzeughohiform kann z. B. aus Aluminiumguss, Stahlblech oder elektrisch aufgebrachtem Nickel bzw.

Kupfer bestehen. Die Werkzeughohlform, welche mit ihrer Innenfläche die Außenkontur des zu erzeugenden Bauteils bildet, wird erhitzt. Das Er- hitzen kann durch eine, in die Werkzeughohlform integrierte Heizung oder durch die Wärmezuführung von außen erfolgen. Eine in die Werkzeug- hohlform, insbesondere die Wandung der Werkzeughohlform integrierte Heizung kann z. B. über Heizdrähte verfügen. Die Werkzeughohlform ist auf eine Temperatur zu erhitzen, bei welcher das. eingefüllte Kunststoff- pulver schmilzt und sich durch das Rotieren der Werkzeughohlform um die Polar-und Äquatorialachse auf der Innenfläche der Werkzeughohiform gleichmäßig verteilt. Hierbei kann die Werkzeughohlform z. B. mit ca. 5 Umdrehungen/min rotiert werden. Somit können nahezu gleichmäßige Wandstärken bei dem Bauteil erzeugt werden. Wenn das ganze Kunst- stoffpulver aufgeschmolzen und in der Werkzeughohlform gleichmäßig verteilt ist, wird die Werkzeughohlform wieder abgekühlt, so dass die Schmelze erstarren und das Bauteil bilden kann. Das Abkühlen der Werkzeughohlform ist derart zu steuern, dass das Bauteil gleichmäßig abgekühlt wird, wodurch ein zu großer Verzug durch die Schwindung vermieden wird. Wenn das Bauteil ausreichend abgekühlt ist, kann die Werkzeughohlform an dafür vorgesehenen Formtrennungen geöffnet und das Bauteil entnommen werden. Nach dem vollständigen Erkalten des Bauteils können die Gehäuseteile zu dem Filtergehäuse zusammenmon- tiert werden, wobei ggf. noch eine mechanische Bearbeitung der Ge- häuseteile erfolgen kann. Eine derartige Bearbeitung kann z. B. die Er- zeugung einer Öffnung für den Einlass oder Auslass des zu reinigenden Fluids sein. Bei der Montage wird die Außenseite des einen Bauteils auf die Innen-oder Außenseite des anderen Bauteils montiert, wodurch eine optimale Abdichtung der Bauteile zueinander erzielt wird.

[0014] Bauteile, welche im Schleudergussverfahren hergestellt sind, stehen während des Herstellungsvorgangs nur mit ihrer Außenseite in Kontakt mit der Werkzeughohiform. Die Innenseite des Bauteils verfügt über keinen direkten Kontakt zu der Werkzeughohlform, daher ergibt sich die Innen- seite ohne eine definierte Formgebung.

[0015] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden beide Ge- häuseteile einteilig in einer einzigen Werkzeughohlform hergestellt. Nach dem Entformen des Gehäusegesamtteils wird dieses in zwei oder mehr Gehäuseteile getrennt. Durch diese Trennung werden die einzelnen Ge- häuseteile erzeugt. Bei der Trennung der Gehäuseteile können Abfall- stücke entstehen, welche bei der Herstellung des Gehäusegesamtteils die einzelnen Gehäuseteile verbunden haben. Diese Abfallstücke haben bei der Herstellung des Gesamtgehäuseteils lediglich die Aufgabe die beiden Gehäuseteile miteinander zu verbinden, wobei der Übergang zwischen den Gehäuseteilen derart ausgebildet ist, dass die in der Werkzeughohl- form enthaltene Schmelze an jede Stelle fließen kann. Große Absätze sind hierbei zu vermeiden.

[0016] Es ist vorteilhaft, dass als Kunststoffpulver Polyethylen oder Polypropylen verwendet wird. Diese Materialien sind sehr preiswert und lassen sich ein- fach im Schleudergussverfahren verarbeiten. Weiterhin sind diese Materi- alien wasserresistent.

[0017] Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung werden die Gehäuse- teile mit Spannhaken, Schrauben oder dergleichen miteinander verbun- den. Durch die lösbare Verbindung der Gehäuseteile kann das in dem Fil- tergehäuse eingebrachte Filterelement einfach gewechselt werden. uze reEtn ; r ; hncri [0018] Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Hierbei zeigt [0019] Figur 1 eine schematische Darstellung eines Gehäusegesamtteils im Schnitt, [0020] Figur 2 ein Filtergehäuse im Schnitt, [0021] Figur 3 ein doppelwandiges oberes Gehäuseteil im Schnitt und [0022] Figur 4 ein doppelwandiges unteres Gehäuseteil im Schnitt. J. l'. 1'f. lt7'Ti'C. T ; f : !" TtC. l ('' [0023] In Figur 1 ist ein Gehäusegesamtteil 10 im Schnitt dargestellt. Das Ge- häusegesamtteil 10 ist in einer Werkzeughohiform (nicht dargestellt) ein- stückig als großes Hohlteil hergestellt, wobei es über eine Wandstärke s verfügt. Die Wandstärke s ist in dem Gehäusegesamtteil 10 nahezu kon- stant, wobei sie sich zwischen einer Außenseite A und einer Innenseite 1 erstreckt. Das Gehäusegesamtteil 10 verfügt über einen Bereich, welcher das untere Gehäuseteil 11 bildet. Ein anderer Bereich bildet das obere Gehäuseteil 12. Die beiden Gehäuseteile 11, 12 sind entlang der strich- punktierten Linie mit einem Abfallstück 13 verbunden. Die Geometrien der Gehäuseteile 11,12 sind derart ausgelegt, dass diese nach dem Entfer- nen des Abfallstückes 13 ineinandergreifen und dichtend miteinander ver- bunden werden können. Hierzu weist das untere Gehäuseteil 11 einen Einsatz 14 auf, welcher geometrisch durch die Außenseite A des unteren Gehäuseteils 11 gebildet wird. Das obere Gehäuseteil 12 verfügt über eine Aufnahme 15, welche nach dem Entfernen des Abfallstückes 13 den Ein- satz 14 aufnimmt. Die Aufnahme 15 wird geometrisch durch die Innenseite I des oberen Gehäuseteils 12 gebildet.

[0024] In Figur 2 ist ein Filtergehäuse 16 im Schnitt dargestellt. Der Figur 1 ent- sprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Fil- tergehäuse 16 verfügt über das obere Gehäuseteil 12 und das untere Ge- häuseteil 11. In das untere Gehäuseteil 11 ist ein Filterelement 17 einge- bracht. Das Filterelement 17 ist dichtend zwischen das untere Gehäuseteil 11 und das obere Gehäuseteil 12 eingebracht, wodurch ein Rohbereich 18 von einem Reinbereich 19 getrennt wird. Der Rohbereich 18 ist in dem oberen Gehäuseteil 12 angeordnet, wobei dieses über einen Einlass 20, welcher durch eine mechanische Bearbeitung in das obere Gehäuseteil 12 eingebracht wurde, verfügt. Der Reinbereich 19 ist in dem unteren Ge- häuseteil 11 angeordnet, wobei das untere Gehäuseteil 11 über einen Auslass 21 verfügt, welcher ebenfalls durch eine mechanische Bearbei- tung des unteren Gehäuseteils 11 erzeugt wurde. Der Einlass 20 bzw.

Auslass 21 kann selbstverständlich auch durch eine spezielle Geometrie der Werkzeughohlform bei der Herstellung des Gehäuseteils gebildet werden. Das zu reinigende Fluid strömt in Pfeilrichtung durch den Einlass 20 in das Filtergehäuse 16 ein, wird durch das Filterelement 17 gereinigt und strömt anschließend durch den Auslass 21, ebenfalls in Pfeilrichtung, aus dem Filtergehäuse 16 wieder aus.

[0025] In Figur 3 ist ein doppelwandiges oberes Gehäuseteil 12'im Schnitt dar- gestellt. Bei diesem oberen Gehäuseteil 12'ist die Außenseite A derart ausgestaltet, dass sie die Innenseite 1 allseitig umschließt. Somit verfügt das obere Gehäuseteil 12'allseitig über eine, durch die Werkzeughohl- form geometrisch definierte Außenseite A, welche über geringe Toleran- zen verfügt. Durch diese geringen Toleranzen ist der Einsatz 14'geome- trisch exakt definiert und unterliegt nicht den Wandstärkenschwankungen des Gehäuseteils 12'. Die Innenseite 1 umschließt ein abgeschlossenes Innenvolumen 22, welches nicht durchströmt wird. Dieses Innenvolumen 22 besitzt akustische Eigenschaften, welche die Ansauggeräusche einer Brennkraftmaschine dämpfen kann. Weiterhin besitzt dieses obere Ge- häuseteil 12'durch seine doppelwandige Ausführung eine höhere Stei- figkeit.

[0026] In Figur4 ist das untere Gehäuseteil 11'dargestellt, welches ebenfalls doppelwandig ausgeführt ist. Der Figur 3 entsprechende Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei die Ausführungen zur Außen- seite A, Innenseite I und Innenvolumen 22 auch für das untere Gehäuse- teil 11'gelten. Die Aufnahme 15'ist, wie der Einsatz 14'gemäß Figur 3, vollständig durch die Außenseite A gebildet. Somit verfügt die Aufnahme 15'über eine exakt geometrisch definierte Kontur. In diese Aufnahme 15' kann ein Filterelement (nicht dargestellt) eingesetzt und durch den Einsatz 14'des oberen Gehäuseteils 12'fixiert werden.