Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Flussigkeitsfilter für Kraftstoffe nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Es ist schon ein solches Flüssigkeitsfilter aus der WO-Al 0 081 597, insbesondere Figur 2 , bekannt, bei dem ein Wickelfilterelement in einem Gehäuse angeordnet ist und an seiner bodenseitigen, der Rein¬ seite zugeordneten Stirnfläche eine trichterförmige Abdeckkappe auf¬ weist. Diese Abdeckkappe leitet den aus der Stirnfläche austreten¬ den, gereinigten Flüssigkeitsstrom um in das Mittelrohr. In der Ab¬ deckkappe sind dabei nach innen gedrückte, radial verlaufende Rippen angeordnet, welche das Filterelement abstützen. Von Nachteil bei diesem Flüssigkeitsfilter ist, daß diese Abdeckkappe aus Metall be¬ steht und einen trichterförmig aufgeweiteten, hülsenförmigen Rand¬ abschnitt aufweist, in den das Wickelfilterelement mit seiner Man¬ telfläche einfach eingepreßt ist. Mit diesem einfachen Eindrücken des Filterelements in die Abdeckkappe läßt sich im Bereich der zu¬ sammengedrückten Mantelfläche eine brauchbare Abdichtung zwischen der Schmutz- und der Reinseite des Filters nur bei Ölen mit wesent¬ lich höheren Viskositäten als bei Benzin oder Dieselkraftstoffen er¬ zielen. Zudem können beim Einpressen des Filterelements die äußeren

Lagen des meist aus Papier bestehenden Wickels zu sehr zusammenge¬ drückt werden oder auch beschädigt werden. Die Abdeckkappe aus Metall erfordert zudem erhöhten Aufwand hinsichtlich Material und Bearbeitung. Weiterhin führt der Abstand zwischen Abdeckkappe und dem Boden des Gehäuses nicht nur zu einer schlechten Raumausnutzung, sondern eignet sich auch schlecht für unterschiedliche Bauarten, bei denen am Boden des Gehäuses ein zusätzlicher Anschluß vorgesehen

> werden muß. Zu _w dem baut das Filter durch die Montage vieler Einzel¬ teile kos enintensiv.

Ferner ist aus der DE-PS 35 13 062 ein Flüssigkeitsfilter bekannt, in dessen Gehäuse ein Wickelfilterelement mit Hilfe einer Abdeck¬ kappe angeordnet ist. Hier sind bereits das Wickelfilterelement und die Abdeckkappe in zweckmäßiger Weise flüssigkeitsdicht miteinander vormontiert. Nachteilig jedoch ist, daß die Abdeckkappe an der obe¬ ren Stirnseite des Wickelfilterelements angeordnet ist und diese Äb- deckkappe mit einem Gehäusedeckel einen zusätzlichen Zulaufraum be¬ grenzt. Ferner sind bei dieser Bauweise der Abdeckkappe eine Reihe von Dichtstellen zwischen Schmutz- und Reinseite erforderlich. Dabei ist eine dieser Dichtstellen zwischen der zylindrischen Mantelfläche des Wickelfilterelements und einer zugeordneten zylindrischen Innen¬ wand an einem rohrförmigen Ansatz der Abdeckkappe ungünstig her¬ stellbar, zumal keine axiale Festlegung dieser beiden Teile zueinan¬ der erfolgt. Zwischen Filtereinsatz und Filtergehäuse ist außerdem eine zusätzliche Verklebung erforderlich, um Schmutz- und Reinseite zu trennen. '

Ferner ist aus der DE-PS 22 56 995 ein Flüssigkeitsfilter mit einem Wickelfilterelement bekannt, bei dem das vorgefertigte Filterelement in das bodenförmige Gehäuseunterteil eingesumpft wird. Hier weist das vorgefertigte Filterelement an seiner zylindrischen Mantelfläche einen vorgeformten, ringförmigen, mit Übermaß gegenüber der Innen¬ wand des Gehäuses ausgestatteten Wulst aus Heißschmelzkleber auf,

der beim Einpressen des Wickelfilterelements in ein erhitztes Ge¬ häuseteil in seiner äußeren Randzone schmilzt und nach dem Erstarren eine dichte und feste Verbindung zwischen Schmutz- und Reinseite er¬ gibt. Es kann nun von Nachteil sein, daß diese Verbindung zwischen Filterwickel und Gehäuse nur mit Hilfe eines Klebstoffs möglich ist. Für eine einwandfreie Verbindung muß das becherförmige Gehäuseteil vor dem Einsumpfen des Wickelfilterelements absolut fettfrei ge¬ reinigt werden, was den Fertigungsaufwand erhöht. Bei einer Zwi¬ schenlagerung des Filterelements sind dessen beide Stirnseiten in ungeschützter Weise einer Verschmutzung ausgesetzt.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sie eine klebstofffreie Verbindung zwischen dem Wickelfilterelement und dem Gehäuse ermöglicht, die bei relativ einfacher Bauweise eine sichere Abdichtung ermöglicht. Auch hier können das Filterelement und die Abdeckkappe vormontiert werden, wodurch es sich besonders für eine Massenfertigung eignet, bei der am Fertigungsband selbst nur noch eine kalte Montage erforderlich ist. Zudem eignet sich diese klebstofffreie Verbindung für Flüssigkeitsfilter von unter¬ schiedlichen Bauarten, wie dies bei einem Leitungsfilter oder bei einem Boxfilter mit oder ohne Wasserablaßanschluß der Fall ist. Die Abdeckkappe läßt sich in kostengünstiger Weise am Wickelfilterele¬ ment befestigen und führt so zu einem leicht handhabbarenjlager- fähigen Zwischenprodukt, das sich besonders gut für eine automa¬ tische Bandfertigung eignet. Der vollständige Gehäuseinnenraum ist Schmutzseite, so daß nur eine geringe Waschqualität für das Gehäuse erforderlich ist. Das Wickelfilterelement ist außerdem beständig gegen Kraftstoffe mit hohem Methanol*bzw. Äthanolgehalt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor¬ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch

angegebenen Flüssigkeitsfilters möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Ausbildung nach den Ansprüchen 2 und 3, wodurch die Güte der Verbindungsstelle bei geringem Aufwand ein hohes Maß an Sicherheit erreicht. Ferner ist eine Ausbildung der λbdeckkappe nach Anspruch 4 besonders zweckmäßig, wodurch sich neben guter Raumausnutzung und erhöhter Stabilität günstig gelegene Dichtungsstellen erreichen las¬ sen.. In vorteilhafter Weise kann gemäß Anspruch 5 neben der Kanal¬ bildung auch die axiale Länge des Baukörpers festgelegt werden. In zweckmäßiger Weise können nach den Ansprüchen 8 bis 10 unterschied¬ liche Bauarten von Flüssigkeitsfiltern realisiert werden. Ferner er¬ leichtert es die Herstellung des Zwischenprodukts, wenn gemäß An¬ spruch 11 an der Abdeckkappe eine geeignete Druckfläche vorgesehen wird. Äußerst vorteilhaft ist es, wenn das Wickelfilterelement in der Abdeckkappe mit Hilfe eines Heizelements-Schweißens nach An¬ spruch 14 hergestellt wird. Vorteilhaft läßt sich auch gemäß An¬ spruch 13 ein Fusselfangvlies einbauen.

Zeichnung

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dar¬ gestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Flüssigkeitsfil¬ ter in vereinfachter Darstellung und in einer Bauart als Leitungs¬ filter, Figur 2 als Einzelheit die Verbindungsstelle des Wickel¬ filterelements mit der Abdeckkappe nach Figur 1, Figur 3 als Ein- zeilheit die Abdeckkappe vor dem Einschweißen des Filterelements, Figur 4 einen Längsschnitt durch ein zweites Flüssigkeitsfilter in einer Bauart als Boxfilter und Figur 5 einen Längsschnitt durch ei¬ nen Teil eines dritten Flüssigkeitsfilters in einer Bauart als Box¬ filter mit Wasserspeicherraum/ Figur 6 zeigt von einem vierten Flüs¬ sigkeitsfilter als Einzelheit die Verbindungsstelle des Wickelele¬ ments mit der Abdeckkappe.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Figur 1 zeigt ein erstes Flüssigkeitsfilter 10, dessen Gehäuse 11 im wesentlichen aus einem becherförmigen Gehäuseteil 12 und ei¬ nem Deckel 13 besteht, die an einer Bördelstelle 14 dicht und fest miteinander verbunden sind.

Das Flüssigkeitsfilter 10 ist als Leitungsfilter ausgebildet, wozu es an entgegengesetzt liegenden Enden des Gehäuses 11 zwei Anschlüs¬ se 15, 16 aufweist, von denen der erste Anschluß 15 im Deckel 13 als Einlaß für den Flüssigkeitsstrom dient, während der zweite Anschluß 16 am Boden des Gehäuseteils 12 als Auslaß benutzt wird.

Das Gehäuse 11 nimmt in seinem Innern ein axial durchströmtes Fil¬ terelement 17 auf, das mit einer bodenseitigen λbdeckkappe 18 dicht und fest verbunden ist. Das Filterelement 17 besteht in an sich be¬ kannter Weise aus einer aufgewickelten Filtermaterialbahn mit V-för¬ migem Querschnitt, die unter Beifügung eines Klebers spiralig um ein Mittelrohr 19 gewickelt ist, so daß sich zwei spiralenför ig inein¬ andergreifende, jeweils zu einer Stirnseite 21 bzw. 22 hin offene Räume im Filterelement 17 bilden. Das Mittelrohr 19 ist an seinem, der Schmutzseite und damit der ersten Stirnseite 21 zugeordneten Ende durch einen Stopfen 23 verschlossen. Ein geschlossenes Mittel¬ rohr aus Kunststoff ist ebenfalls verwendbar.

Wie die Figur 1 in Verbindung mit Figur 2 näher zeigt, besteht zwi¬ schen dem Filterelement 17 und der λbdeckkappe 18 eine klebstoff¬ freie Verbindung, indem beide Teile miteinander verschweißt sind. Zu diesem Zweck besteht die λbdeckkappe 18 aus einem thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyoxymethylen (POM). Die λbdeckkappe 18 weist im Bereich des äußeren Durchmessers einen senkrecht zur Längs¬ achse des Flüssigkeitsfilters 10 verlaufenden Absatz 24 auf, an dem eine der zweiten Stirnseite 22 zugewandte, im wesentlichen horizon-

tal verlaufende, ringförmige Schweißfläche 25 ausgebildet ist. Die Abdeckkappe 18 geht vom Absatz 24 in einen hülsenförmigen, axial verlaufenden Rand 26 über, der eine kegelförmig verlaufende Innen¬ wand 27 aufweist. Ferner ist an der λbdeckkappe 18 entgegengesetzt zur Schweißfläche 25 eine Druckfläche 28 am Absatz 24 ausgebildet. Die Breite der ringförmigen Schweißfläche 25 ist vorzugsweise so groß gewählt, daß am Filterelement 17 von den beiden äußeren voll¬ ständigen Windungen 29 die zugehörigen Papiertaschen in der Schwei߬ fläche 25 dicht befestigt sind. Ferner ist noch innerhalb des hül¬ senförmigen Randes 26 ein kurzer Abschnitt der Mantelfläche 31 des Filterelements 17 mit der kegeligen Innenwand 27 der Abdeckkappe 18 verschweißt. Das Filterelement 17 stützt sich auf der zweiten, rein¬ seitigen Stirnseite 22 im Bereich zwischen den verschweißten Papier¬ taschen und zwischen dem Mittelrohr 19 auf Rippen 33 ab, die hier radial in der Abdeckkappe 18 angeordnet sind. Die Schweißfläche 25 und die Oberkanten der Rippen 33 liegen somit im wesentlichen in ei¬ ner senkrecht zur Längsachse des Filters 10 verlaufenden Ebene, so daß die axiale Lage von Filterelement 17 zur Abdeckkappe 18 eindeu¬ tig festgelegt ist.

Die klebstofffreie Verbindung zwischen Filterelement 17 und Abdeck- kappe 18 wird wie folgt hergestellt, wobei auf die Figur 3 näher Be¬ zug genommen wird. Die Figur 3 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Teil der Abdeckkappe 18 vor dem Schweißvorgang. Die aus thermo¬ plastischem Kunststoff bestehende Abdeckkappe 18 weist im Bereich der Schweißfläche 25 und auch im Bereich der Innenwand Materialer¬ hebungen 34, 35 auf, die mit Hilfe eines eingeführten Heizstempels 36 aufgeschmolzen werden. Nach dem Herausziehen des Heizstempels 36 aus der Abdeckkappe 18 wird in die noch aufgeschmolzenen Material¬ erhebungen 34, 35 das Filterelement 17 eingepreßt, bis seine Stirn¬ seite 22 auf der Schweißfläche 25 und auch den Rippen 33 aufliegt. Der geschmolzene Kunststoff ergibt nach dem Erstarren eine dichte und feste Verbindungsstelle 32. Zum Gegendrücken beim Einpressen des

Filterelements 17 ist an der Abdeckkappe 18 eine Druckfläche 28 an¬ geordnet, so daß die auftretenden Kräfte unmittelbar im Bereich des Absatzes 24 ausgeglichen werden. Das vormontierte Filterelement 17 läßt sich leicht handhaben und eignet sich besonders zur weiteren Verarbeitung an universell verwendbaren Fertigungsbändern.

Wie Figur 1 ferner zeigt, ist die Abdeckkappe 18 in ihrer Form so ausgebildet, daß sie am Boden 37 des becherförmigen Gehäuseteils 12 in weiten Bereichen anliegt. Die Abdeckkappe 18 weist ferner einen zentrisch ausgebildeten Rohrstutzen 38 auf, mit dem sie in einen passenden, nach außen offenen Gehäusestutzen 39 des becherförmigen Gehäuseteils 12 ragt. In dem Rohrstutzen 38 aus Kunststoff ist eine metallische Gewinde mutter 41 angeordnet, die bei der Herstellung der Abdeckkappe 37 im Spritzverfahren leicht eingesetzt werden kann.

Bei der Herstellung des Flüssigkeitsfilters 10 wird das vorgefertig¬ te Filterelement 17 mit seiner angeschweißten Abdeckkappe 18 in das becherförmige Gehäuseteil 12 eingesetzt und danach das Gehäuseteil 12 mit dem Deckel 13 verbördelt. Der am ersten Anschluß 15 zugeführ¬ te, ungefilterte Kraftstoff fließt axial durch das Filterelement 17 und tritt gereinigt an der zweiten Stirnfläche 22 über in den von den Rippen 33 durchsetzten Raum der Abdeckkappe 18 und strömt weiter zum zweiten Anschluß 16. Ungefilterter Kraftstoff, der zwichen der Innenwand des becherförmigen Gehäuseteils 12 und dem Filterelement

17 hindurchsickert, kann nicht auf der Reinseite in die λbdeckkappe

18 gelangen, da beim Anziehen der Gewindemutter 41 bei der Montage des Flüssigkeitsfilters 10 eine sichere Abdichtung zwischen der Ge¬ windemutter 41 und dem Gehäuseteil 12 erfolgt. Durch diese kleb¬ stofffreie Verbindung 32 kann damit auch der λufwand beim Reinigen des Gehäuseteils 12 vor dem Einbau des vormontierten Filterelements 17 niedrig gehalten werden, zumal ein eventueller Schmutzeintrag zwischen Abdeckkappe 18 und Gehäuseboden 37 hängenbleibt und nicht zur Reinseite im zweiten Anschluß 16 gelangen kann.

Die Figur 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein zweites Flüssigkeits¬ filter 50 in vereinfachter Darstellung, das sich von dem ersten Flüssigkeitsfilter 10 nach Figur 1 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

Das zweite Flüssigkeitsfilter 50 ist in einer Bauart als Boxfilter ausgebildet, wie es zur Kraftstoffiltrierung bei Dieselreihenpumpen verwendet wird. Bei ihm sind die beiden Anschlüsse 15 und 16 zusam¬ men im Deckel 51 angeordnet, so daß ein Auslaß im Boden des Gehäuse¬ teils 12 entfällt. Dementsprechend ist auch die Abdeckkappe 52 ohne zentrale Öffnung ausgebildet und hat einen durchgehenden Boden. Der im ersten Anschluß 15 zuströmende, ungereinigte Kraftstoff tritt an der zweiten Stirnseite 22 des Filterelements 17 gereinigt aus und wird von. der Abdeckkappe 52 in einen Kanal 53 des Mittelrohrs 19 und weiter zum zweiten Anschluß 16 geleitet.

Die Figur 5 zeigt einen Längsschnitt durch einen Teil eines dritten Flüssigkeitsfilters 60, das sich von demjenigen nach Figur 4 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Bauelemente gleiche Bezugs¬ zeichen verwendet werden. Das dritte Flüssigkeitsfilter 60 ist wie das zweite Flüssigkeitsfilter 50 in einer Bauart als Boxfilter aus¬ gebildet, bei dem beide Anschlüsse 15, 16 im Deckel 51 liegen und hat zusätzlich einen Wasserspeicherraum 61. Dieser Wasserspeicher- raum 61 läßt sich einfach dadurch erreichen, daß die Baulänge der λbdeckkappe 62 in axialer Richtung durch einen hülsenförmigen Ab¬ schnitt 63 verlängert ist und dementsprechend auch die Rippen 33 vergrößert sind. Ferner weist die Abdeckkappe 62 einen Wasserablaß 64 auf, wozu das Gewinde 65 zur Aufnahme einer geeigneten Wasser¬ ablaßschraube unmittelbar in dem aus Kunststoff bestehenden Rohr¬ stutzen 38 angeordnet werden kann.

Die Funktion des dritten Flüssigkeitsfilters 60, das vor allem zum Reinigen von Kraftstoff für Dieselverteilerpumpen verwendet wird.

entspricht weitgehend derjenigen des zweiten Flüssigkeitsfilters 50, wobei zusätzlich das abgeschiedene Wasser in dem Speicherraum 61 ge¬ sammelt und über den Wasserablaß 64 entleert werden kann.

Die Figur 6 zeigt von einem vierten Flüssigkeitsfilter 70 als Ein¬ zelheit die Verbindungsstelle zwischen Filterelement und λbdeck- klappe 71, wobei sich das vierte Flüssigkeitsfilter 70 vom ersten Flüssigkeitsfilter 10 nach Figur 2 wie folgt unterscheidet, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet werden.

Beim vierten Flüssigkeitsfilter 70 ist das Filterelement 17 ledig¬ lich in axialer Richtung in der Schweißfläche 25 eingeschmolzen, so daß dort keine radiale Abdichtung stattfindet. Dies erleichtert die Herstellung, da der Heizstempel 36 beim Einführen keine radial lie¬ gende Wand aufschmelzen muß. Ferner ist die Breite des Absatzes 24 und damit der ringförmigen Schweißfläche 25 größer gewählt und zu¬ sätzlich in der Ebene der Schweißfläche 25 ein Fusselfangfilter 72 aus Papier oder Vlies angeordnet, das beim Schweißvorgang mit seinem äußeren Rand im gleichen Arbeitsgang mit eingeschmolzen wird.

Selbstverständlich ist es möglich, an den gezeigten λusführungsfor- men Änderungen vorzunehmen, ohne vom Gedanken der Erfindung abzu¬ weichen.