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DE102018100640B4 - Filtervorrichtung mit einem Filterelement sowie deren Verwendung - Google Patents

Filtervorrichtung mit einem Filterelement sowie deren Verwendung Download PDF

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DE102018100640B4
DE102018100640B4 DE102018100640.3A DE102018100640A DE102018100640B4 DE 102018100640 B4 DE102018100640 B4 DE 102018100640B4 DE 102018100640 A DE102018100640 A DE 102018100640A DE 102018100640 B4 DE102018100640 B4 DE 102018100640B4
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Germany
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filter
filter element
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filter device
fold
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Wolfgang Stausberg
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IBS Filtran GmbH
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IBS Filtran GmbH
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16NLUBRICATING
    • F16N39/00Arrangements for conditioning of lubricants in the lubricating system
    • F16N39/06Arrangements for conditioning of lubricants in the lubricating system by filtration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D35/00Filtering devices having features not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00, or for applications not specifically covered by groups B01D24/00 - B01D33/00; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/02Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks
    • B01D35/027Filters adapted for location in special places, e.g. pipe-lines, pumps, stop-cocks rigidly mounted in or on tanks or reservoirs
    • B01D35/0273Filtering elements with a horizontal or inclined rotation or symmetry axis submerged in tanks or reservoirs

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Abstract

Filtervorrichtung (100) zur Filtration von Öl mit einem Filtergehäuse (110), das eine Unterschale (111) mit einer Filtereinlassöffnung (121) und eine Oberschale (112) mit einer Filterauslassöffnung (122) aufweist, wobei die Filtervorrichtung (100) durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:- die Filtervorrichtung (100) weist ein Filterelement (1) zu Filtration von Öl auf;- das Filterelement (1) weist zumindest zwei Faltlinien (11, 12, 13, 14) auf, um die das Filterelement (1) faltbar ist;- die zumindest zwei Faltlinien (11, 12, 13, 14) verlaufen zumindest teilweise nicht parallel zueinander;- ein Anfangspunkt (15) einer ersten Faltlinie (11) fällt mit einem Anfangspunkt (15) einer zweiten Faltlinie (12) zusammen, und ein Endpunkt (16) der ersten Faltlinie (11) fällt mit einem Endpunkt (16) der zweiten Faltlinie (12) zusammen;- das Filterelement (1) weist eine erste Filterfläche (41), eine zweite Filterfläche (42) und eine dritte Filterfläche (43) auf;- die erste Filterfläche (41) ist durch einen ersten Umlaufrand (21) des Filterelements (1) und durch die erste Faltlinie (11) begrenzt;- die zweite Filterfläche (42) ist durch einen zweiten Umlaufrand (22) des Filterelements (1) und durch die zweite Faltlinie (12) begrenzt;- die dritte Filterfläche (43) ist durch die erste Faltlinie (11) und durch die zweite Faltlinie (12) begrenzt;- das Filterelement (1) ist entlang seiner zumindest zwei Faltlinien (11, 12, 13, 14) gefaltet, so dass die erste Filterfläche (41) der Filtereinlassöffnung (121) und die zweite Filterfläche (42) der Filterauslassöffnung (122) gegenüberliegend angeordnet sind; und- das Filterelement (1) ist derart sandwichartig zwischen der Unterschale (111) und der Oberschale (112) positioniert und gefaltet, dass der erste Umlaufrand (21) und der zweite Umlaufrand (22) des Filterelements (1) übereinanderliegend angeordnet sind und mittels der Unterschale (111) und der Oberschale (112) aufeinander zu gepresst sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zur Filtration von Öl für einen Motor oder ein Getriebe, wobei die Filtervorrichtung Teil eines Saugfilters und/oder Teil eines Druckfilters sein kann.
  • Zur Filterung von Öl in Motoren und Getrieben kommen Filtervorrichtungen zum Einsatz, die Teil eines Saugfilters oder Teil eines Druckfilters sein können. Bei Saugfiltern ist eine Pumpe an einer Filterauslassöffnung der Filtervorrichtung angeordnet, wobei die Pumpe mittels Unterdruck das zu filternde Öl durch ein Filterelement bzw. durch ein Filtermedium saugt. Es ist üblich, einen Saugfilter, der auch als Saugölfiltervorrichtung bezeichnet werden kann, direkt in einem Ölsumpf einer Ölwanne anzuordnen, wobei das gesamte zu filtrierende Öl durch diese Saugölfiltervorrichtung strömt. Das zugehörige Filtergehäuse einer Filtervorrichtung weist üblicherweise eine Oberschale und eine Unterschale auf, wobei ein Filterelement bzw. ein Filtermedium zwischen der Oberschale und der Unterschale eingeklemmt ist. Eine entsprechend ausgebildete Filtervorrichtung wird auch als Taschenfilter bzw. Taschenfiltervorrichtung bezeichnet.
  • Insbesondere bei tiefen Temperaturen des zu filternden Öls weist dieses eine hohe Viskosität auf. Jedoch soll auch in der Startphase eines Motors, bei der das zu filternde Öl üblicherweise eine tiefe Temperatur und somit hohe Viskosität aufweist, ein Mindestvolumenölstrom durch die Filtervorrichtung gewährleistet sein, um eine hinreichende Schmierung eines Motors oder eines Getriebes zu erreichen.
  • Bei aus dem Stand der Technik bekannten Filtervorrichtungen sind Filterelemente verbaut, welche zwischen der Unterschale und der Oberschale des Filtergehäuses angeordnet sind und dabei derart gefaltet sind, dass die Randbereiche des Filterelements mittels der Unterschale und der Oberschale aufeinander zu gepresst sind. Dabei verlaufen die übereinander liegenden Flächen eines Filterelements in deren Kontaktbereichen in einem spitzen Winkel zueinander, so dass sich dadurch die Fließeigenschaften des zu filternden Öls in diesem Bereich der Filtertasche im Hinblick auf den Differenzdruck verschlechtern, wodurch eine entsprechend ausgebildete Filtervorrichtung eine relativ geringe Filtrationsleistung erreicht.
  • Die US 2,564,845 A beschreibt einen Filter für einen Staubsauger. Die Filtervorrichtung weist einen faltbaren Karton mit einer Frontfläche, einer Rückfläche, Seitenflächen, einer Bodenfläche und Flügelstrukturen auf. Die Seitenflächen sind dabei mit der Frontfläche über Faltlinien des Kartons verbunden. Selbiges gilt für die Verbindung der Frontfläche mit der Bodenfläche. Auf den so gebildeten Faltkarton wird ein Filterelement geklebt, sodass sich das Filterelement lediglich bei Biegung des Kartons der Form des Kartons anpasst. Als Filtermaterial für das Filterelement kann beispielsweise Zellulosewatte, weiches Kreppapier, Haar, Holzwolle oder dergleichen verwendet werden.
  • Die DE 10 2008 063 937 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines schlauchförmigen Elements.
  • Die DE 11 2017 000 276 T5 beschreibt einen gefalteten Filtermedienpack mit variierenden Kanälen und tiefen Wellungen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung mit einem Filterelement zur Filtration von Öl bereitzustellen, wobei mittels des Filterelements der Differenzdruck der Filtervorrichtung reduziert ist, so dass die Filtervorrichtung auch bei tiefen Temperaturen des zu filternden Öls eine verbesserte Filtrationsleistung aufweist.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Filtervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Filtervorrichtung sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch eine Filtervorrichtung zur Filtration von Öl mit einem Filtergehäuse gelöst, das eine Unterschale mit einer Filtereinlassöffnung und eine Oberschale mit einer Filterauslassöffnung aufweist. Die Filtervorrichtung weist ein Filterelement auf, das zumindest zwei Faltlinien aufweist, um die das Filterelement faltbar ist. Dabei verlaufen die zumindest zwei Faltlinien zumindest teilweise nicht parallel zueinander, wobei ein Anfangspunkt einer ersten Faltlinie mit einem Anfangspunkt einer zweiten Faltlinie zusammenfällt, und wobei ein Endpunkt der ersten Faltlinie mit einem Endpunkt der zweiten Faltlinie zusammenfällt. Das erfindungsgemäße Filterelement weist somit eine erste Filterfläche, eine zweite Filterfläche und eine dritte Filterfläche auf, wobei die erste Filterfläche durch einen ersten Umlaufrand des Filterelements und durch die erste Faltlinie, die zweite Filterfläche durch einen zweiten Umlaufrand des Filterelements und durch die zweite Faltlinie, und die dritte Filterfläche durch die erste Faltlinie und durch die zweite Faltlinie begrenzt sind. Dabei ist das Filterelement entlang seiner zumindest zwei Faltlinien gefaltet, so dass die erste Filterfläche der Filtereinlassöffnung und die zweite Filterfläche der Filterauslassöffnung gegenüberliegend angeordnet sind. Ferner ist das Filterelement derart sandwichartig zwischen der Oberschale und der Unterschale positioniert und gefaltet, dass der erste Umlaufrand und der zweite Umlaufrand des Filterelements übereinanderliegend angeordnet sind und mittels der Oberschale und der Unterschale aufeinander zu gepresst sind.
  • Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung weist einen verminderten Differenzdruck auf, so dass die erfindungsgemäße Filtervorrichtung auch bei tiefen Temperaturen des zu filternden Öls eine verbesserte Filtrationsleistung aufweist. Denn die Winkel zwischen der dritten Filterfläche und der ersten Filterfläche und zwischen der dritten Filterfläche und der zweiten Filterfläche sind vergrößert, so dass dadurch die Fließeigenschaften des zu filternden Öls in diesen Bereichen der Filtertasche im Hinblick auf den Differenzdruck verbessert sind, wodurch eine entsprechend ausgebildete Filtervorrichtung eine verbesserte Filtrationsleistung aufweist.
  • Das Filterelement ist vor einer Faltung um die zumindest zwei Faltlinien vorzugsweise plan ausgebildet.
  • Die Faltlinien sind vorzugsweise durch eine Verdünnung des Filterelements, also durch eine Verdünnung des Filterelementmaterials entlang der Faltlinien gebildet. Weiter vorzugsweise sind die Faltlinien durch eine Kraftbeaufschlagung mittels einer Materialkante gebildet, die die Form der entsprechenden Faltlinie aufweist. Die Faltlinien können auch als Faltkanten bezeichnet werden.
  • Durch Biegung bzw. Faltung des Filterelements um die erste Faltlinie und um die zweite Faltlinie entstehen drei Filterflächen, nämlich die erste Filterfläche, die zweite Filterfläche und die dritte Filterfläche. Die drei Filterflächen schließen miteinander jeweils einen Winkel ein, der von 0° verschieden ist, wenn das Filterelement in um die Faltlinien gebogen bzw. gefaltet ist und in einer Filtervorrichtung eingebaut ist.
  • Vorzugsweise schließen im eingebauten Zustand des Filterelements in der Filtervorrichtung die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 30° ein. Weiter vorzugsweise schließen im eingebauten Zustand des Filterelements in der Filtervorrichtung die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 40° ein. Weiter vorzugsweise schließen im eingebauten Zustand des Filterelements in der Filtervorrichtung die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 50° ein. Weiter vorzugsweise schließen im eingebauten Zustand des Filterelements in der Filtervorrichtung die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 60° ein. Weiter vorzugsweise schließen im eingebauten Zustand des Filterelements in der Filtervorrichtung die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 70° ein. Weiter vorzugsweise schließen im eingebauten Zustand des Filterelements in der Filtervorrichtung die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 80° ein. Weiter vorzugsweise schließen im eingebauten Zustand des Filterelements in der Filtervorrichtung die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von jeweils 90° miteinander ein.
  • Vorzugsweise weist das Filterelement mehr als zwei Faltlinien auf. Somit weist das Filterelement dann auch mehr als drei Filterflächen auf. Wenn das Filterelement n Faltlinien aufweist, dann weist das Filterelement entsprechend n+1 Filterflächen auf.
  • Das Filterelement ist vorzugsweise einlagig ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist das Filterelement mehrlagig, insbesondere zweilagig oder dreilagig ausgebildet.
  • Vorzugsweise ist die Filtervorrichtung derart ausgebildet, dass die Anfangspunkte der ersten Faltlinie und der zweiten Faltlinie auf einer ersten Materialkante des Filterelements und die Endpunkte der ersten Faltlinie und der zweiten Faltlinie auf einer zweiten Materialkante des Filterelements liegen.
  • Durch eine entsprechende Ausgestaltung des Filterelements ist dessen Faltung und anschließende Klemmung in einer Filtervorrichtung vereinfacht möglich.
  • Vorzugsweise ist die zweite Materialkante der ersten Materialkante gegenüberliegend angeordnet.
  • Weiter vorzugsweise ist die Filtervorrichtung derart ausgebildet, dass das Filterelement eine in der ersten Filterfläche angeordnet Durchgangsöffnung aufweist.
  • Weiter vorzugsweise ist die Filtervorrichtung derart ausgebildet, dass die erste Faltlinie und/oder die zweite Faltlinie bogenförmig ist/sind.
  • Weiter vorzugsweise ist die Filtervorrichtung derart ausgebildet, dass die erste Faltlinie und/oder die zweite Faltlinie zumindest zwei gerade Teillinien aufweist/aufweisen, die ineinander übergehen und einen Winkel miteinander einschließen.
  • Durch eine entsprechende Ausbildung des Filterelements kann sich dieses verbessert einer Geometrie einer Filtervorrichtung, im Genaueren einer Innengeometrie einer Filtervorrichtung anpassen, in der das Filterelement eingebaut ist bzw. einzubauen ist.
  • Weiter vorzugsweise ist die Filtervorrichtung derart ausgebildet, dass die erste Filterfläche und die zweite Filterfläche spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind.
  • Weiter vorzugsweise ist die Filtervorrichtung derart ausgebildet, dass die erste Faltlinie und die zweite Faltlinien spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind.
  • Vorzugsweise schließen die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 30° ein. Weiter vorzugsweise schließen die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 40° ein. Weiter vorzugsweise schließen die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 50° ein. Weiter vorzugsweise schließen die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 60° ein. Weiter vorzugsweise schließen die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 70° ein. Weiter vorzugsweise schließen die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von mehr als 80° ein. Weiter vorzugsweise schließen die zueinander benachbarten Filterflächen miteinander einen Winkel von jeweils 90° miteinander ein.
  • Vorzugsweise ist die Filtervorrichtung derart ausgebildet, dass in einem gefalteten Zustand des Filterelements, in dem das Filterelement um die erste Faltlinie und um die zweite Faltlinie gefaltet ist, die erste Filterfläche mit dritten Filterfläche einen Winkel von mehr als 45° einschließen.
  • Weiter vorzugsweise ist die Filtervorrichtung derart ausgebildet, dass das Filtergehäuse zumindest ein Stützelement aufweist, wobei die dritte Filterfläche mit dem zumindest einen Stützelement in direktem Kontakt steht.
  • Durch eine entsprechende Ausbildung der Filtervorrichtung ist die Geometrie des gefalteten Filterelements innerhalb der Filtervorrichtung insbesondere in einem durchströmten Zustand, also im Betrieb der Filtervorrichtung stabil.
  • Die Filtervorrichtung ist vorzugsweise Teil eines Saugfilters. Weiter vorzugsweise ist die Filtervorrichtung Teil eines Druckfilters.
  • Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:
    • 1: eine Draufsicht auf ein schematisch dargestelltes Filterelement einer Filtervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem nicht gebogenen Zustand;
    • 2: eine perspektivische Darstellung des in 1 dargestellten Filterelements in einem gefalteten Zustand, in dem das Filterelement um eine erste Faltlinie und um eine zweite Faltlinie gebogen ist;
    • 3: eine Querschnittsdarstellung einer schematisch dargestellten Filtervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 4: eine Vergrößerung der in 3 dargestellten Filtervorrichtung im Bereich der dritten Filterfläche des Filterelements;
    • 5: eine schematische Darstellung des Filterelements in einem Kontaktbereich des Filterelements mit Stützelementen der Filtervorrichtung;
    • 6: eine Draufsicht auf ein schematisch dargestelltes Filterelement gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem nicht gebogenen Zustand; und
    • 7: eine Querschnittsdarstellung einer schematisch dargestellten Filtervorrichtung mit einem in dieser verbauten Filterelement gemäß der zweiten Ausführungsform in einem Kontaktbereich der dritten Filterflächen mit Stützelementen der Filtervorrichtung.
  • In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bzw. gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen verwendbar.
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf ein schematisch dargestelltes Filterelement 1 einer Filtervorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Filterelement 1 in einem nicht gebogenen Zustand dargestellt ist, so dass das Filterelement 1 eben ist, folglich in einer Ebene verläuft.
  • Das Filterelement 1 ist zum Einbau in eine Filtervorrichtung 100 ausgebildet, wobei die Filtervorrichtung 100 in 3 dargestellt ist. Das Filterelement 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist zumindest zwei Faltlinien 11, 12 auf, um die das Filterelement 1 faltbar ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind eine erste Faltlinie 11 und eine zweite Faltlinie 12 bogenförmig und zueinander spiegelsymmetrisch ausgebildet. Aufgrund der bogenförmigen Ausgestaltung der ersten Faltlinie 11 und der zweiten Faltlinie 12 verlaufen die erste Faltlinie 11 und die zweite Faltlinie 12 teilweise nicht parallel zueinander. Im Genaueren verlaufen die erste Faltlinie 11 und die zweite Faltlinie 12 lediglich in deren jeweiligen Scheitelpunkten parallel zueinander.
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, fallen Anfangspunkte 15 der ersten Faltlinie 11 und der zweiten Faltlinie 12 zusammen. Selbiges gilt für Endpunkte 16 der ersten Faltlinie 11 und der zweiten Faltlinie 12, denn auch die Endpunkte 16 der ersten Faltlinie 11 und der zweiten Faltlinie 12 fallen zusammen. Ferner ist aus 1 ersichtlich, dass die Anfangspunkte 15 der ersten Faltlinie 11 und der zweiten Faltlinie 12 auf einer Materialkante 31 des Filterelements 1 liegen. Die Endpunkte 16 der ersten Faltlinie 11 und der zweiten Faltlinie 12 liegen auf einer zweiten Materialkante 32, wobei die zweite Materialkante 32 der ersten Materialkante 31 gegenüberliegend angeordnet ist.
  • Das Filterelement 1 ist von einem ersten Umlaufrand 21 und von einem zweiten Umlaufrand 22 begrenzt. Dabei verläuft der erste Umlaufrand 21 von dem Anfangspunkt 15 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel U-förmig zu dem Endpunkt 16. Der zweite Umlaufrand 22 verläuft ebenfalls von dem Anfangspunkt 15 zu dem Endpunkt 16 U-förmig, ist jedoch spiegelsymmetrisch zu dem ersten Umlaufrand 21 ausgebildet.
  • Hinsichtlich der Geometrie des Filterelements 1 bestehen erfindungsgemäß jedoch keine Einschränkungen. Somit ist die in 1 dargestellte Geometrie des Filterelements 1 lediglich exemplarisch. Die Umlaufränder 21, 22 des Filterelements 1 können auch andere Geometrie aufweisen.
  • Das in 1 dargestellte Filterelement 1 weist eine erste Filterfläche 41 auf, die durch den ersten Umlaufrand 21 und durch die erste Faltlinie 11 begrenzt ist. Ferner weist das Filterelement 1 eine zweite Filterfläche 42 auf, die durch den zweiten Umlaufrand 22 und durch die zweite Faltlinie 12 begrenzt ist. Weiterhin weist das Filterelement 1 eine dritte Filterfläche 43 auf, die durch die erste Faltlinie 11 und durch die zweite Faltlinie 12 begrenzt ist.
  • Ferner weist das Filterelement 1 eine in der ersten Filterfläche 41 angeordnete Durchgangsöffnung 50 auf. Die Durchgangsöffnung 50 wird üblicherweise über eine Filtereinlassöffnung 121 einer in 3 dargestellten Filtervorrichtung 1 angeordnet, sodass zu filtrierendes Öl über die Durchgangsöffnung 50 und die Filtereinlassöffnung 121 in einen Innenraum der Filtervorrichtung 100 befördert werden kann. Die weitere Funktionsweise und der weitere Aufbau der Filtervorrichtung 100 wird weiter unten mit Bezug auf die 3 bis 5 und 7 beschrieben.
  • Durch Biegung bzw. Faltung des Filterelements 1 um die erste Faltlinie 11 und um die zweite Faltlinie 12 verändern sich die Winkel der Filterflächen 41, 42, 43 zueinander. Die drei Filterflächen 41, 42, 43 schließen miteinander jeweils einen Winkel ein, der von 0° verschieden ist, wenn das Filterelement um die Faltlinien gebogen bzw. gefaltet ist und in einer Filtervorrichtung 100 eingebaut ist.
  • 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des in 1 dargestellten Filterelements 1 in einem gefalteten Zustand, in dem das Filterelement 1 um die erste Faltlinie 11 und um eine zweite Faltlinie 12 gebogen ist. Es ist ersichtlich, dass die erste Filterfläche 41 und die zweite Filterfläche 42 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die dritte Filterfläche 43 hingegen verläuft im Wesentlichen senkrecht sowohl zu der ersten Filterfläche 41 als auch zu der zweiten Filterfläche 42. Ferner ist aus 2 ersichtlich, dass im gebogenen Zustand des Filterelements 1 der erste Umlaufrand 21 parallel zum zweiten Umlaufrand 22 verläuft.
  • 3 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer schematisch dargestellten Filtervorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Filtervorrichtung 100 zur Filtration von Öl weist ein Filtergehäuse 110 auf, das eine Unterschale 111 und eine Oberschale 112 aufweist. Das Filtergehäuse 110 weist ferner eine Filtereinlassöffnung 121 auf, die in der Unterschale 111 vorgesehen ist, und eine Filterauslassöffnung 122 auf, die in der Oberschale 112 vorgesehen ist, auf.
  • Die Filtervorrichtung 100 weist ferner ein Filterelement 1 im gebogenen Zustand auf, in dem das Filterelement 1 um die erste Faltlinie 11 und um die zweite Faltlinie 12 gebogen ist, sodass die erste Filterfläche 41 der Filtereinlassöffnung 121 und die zweite Filterfläche 42 der Filterauslassöffnung 122 gegenüberliegend angeordnet sind. Dabei ist das Filterelement 1 derart sandwichartig zwischen der Unterschale 111 und der Oberschale 112 positioniert und gefaltet, dass der erste Umlaufrand 21 und der zweite Umlaufrand 22 des Filterelements 1 übereinanderliegend angeordnet sind und mittels der Unterschale 111 und der Oberschale 112 aufeinander zu gepresst sind, sodass innerhalb des Filtergehäuses 110 eine durch das Filterelement 1 gebildete Filtertasche gebildet ist.
  • Es ist ersichtlich, dass die Durchgangsöffnung 50 des Filterelements 1 mit der Filtereinlassöffnung 121 des Filtergehäuses 110 zusammenfällt, sodass über die Durchgangsöffnung 50 und die Filtereinlassöffnung 121 Öl in eine durch das Filterelement 1 gebildete Filtertasche befördert werden kann. Öl kann beispielsweise über die Durchgangsöffnung 50 und die Filtereinlassöffnung 121 durch eine Erzeugung von Unterdruck an der Filterauslassöffnung 122 in die Filtertasche und somit in einen Innenraum des Filtergehäuses 110 eingesaugt werden. Durch ein entsprechendes Einsaugen von Öl in die Filtertasche dehnt sich das gefaltete Filterelement 1 aus.
  • Aus 3 ist ferner ersichtlich, dass das Filtergehäuse 110 mehrere erste Stützelemente 131 aufweist, wobei die dritte Filterfläche 43 des Filterelements 1 mit dem der Vielzahl von ersten Stützelementen 131 in direktem Kontakt steht. Das Filtergehäuse 110 weist ferner eine Vielzahl von zweiten Stützelementen 132 auf, die an Innenflächen der Unterschale 111 und der Oberschale 112 angeordnet sind. Dabei steht die erste Filterfläche 41 teilweise mit den zweiten Stützelementen 132, die an der Unterschale 111 ausgebildet sind, in direkten Kontakt, und die zweite Filterfläche 42 steht mit zweiten Stützelementen 132, die an der Oberschale 112 ausgebildete sind, in direktem Kontakt.
  • Es ist ersichtlich, dass der Ölfluss S innerhalb des Filtergehäuses 110 und innerhalb der Filtertasche insbesondere im Bereich der dritten Filterfläche 43 des Filterelements 1 verbessert ist. Somit ist die Filtrationsleistung mittels des Filterelements 1 insbesondere im Bereich der Filterauslassöffnung 122 verbessert, denn die dritte Filterfläche 43 des Filterelements 1 ist im Bereich der Filterauslassöffnung 122 angeordnet. Folglich weist die Filtervorrichtung 100 einen verminderten Differenzdruck auf und weist daher eine verbesserte Filtrationsleistung auch von Öl in einer Startphase eines Kfz auf, in der das Öl eine erhöhte Viskosität aufweist.
  • 4 zeigt eine Vergrößerung der in 3 dargestellten Filtervorrichtung 100 im Bereich der dritten Filterfläche 43 des Filterelements 1. 5 wiederum zeigt eine schematische Darstellung des Filterelements 1 in einem Kontaktbereich des Filterelements 1 mit den ersten Stützelementen 131 des Filtergehäuses 110. Es ist ersichtlich, dass die ersten Stützelemente 131 derart ausgebildet und positioniert sind, dass diese die Form der dritten Filterfläche 43 nachzeichnen, so dass auch bei einem Ölfluss durch die durch das Filterelement 1 gebildete Filtertasche die Form der dritten Filterfläche 43 im Wesentlichen unverändert bleibt.
  • 6 zeigt eine Draufsicht auf ein schematisch dargestelltes Filterelement 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem nicht gebogenen Zustand. Das Filterelement 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Filterelement 1 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass das Filterelement 1 gemäß der zweiten Ausführungsform vier Faltlinien 11, 12, 13, 14 aufweist. Dabei weist jede der Faltlinien 11, 12, 13, 14 drei Teillinien 11_1, 12_1, 13_1, 14_1 auf, die jeweils ineinander übergehen und jeweils miteinander einen Winkel einschließen. Durch eine entsprechende Ausbildung des Filterelements 1 ist die dritte Filterfläche 43 segmentiert ausgebildet.
  • 7 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer schematisch dargestellten Filtervorrichtung 100 mit einem in dieser verbauten Filterelement 1 gemäß der zweiten Ausführungsform in einem Kontaktbereich der dritten Filterfläche 43 mit ersten Stützelementen 131 des Filtergehäuses. Es ist ersichtlich, dass die dritte Filterfläche 43 aufgrund der vier Faltlinien 11, 12, 13, 14 in drei Unterflächen aufgeteilt ist, die miteinander einen von 0° unterschiedlichen Winkel einschließen. Die ersten Stützelemente 131 sind entsprechend geformt.
  • Der übrige Aufbau und die übrige Funktionsweise sowohl des Filterelements 1 gemäß der zweiten Ausführungsform und der Filtervorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform gleichen denen des Filterelements 1 gemäß der ersten Ausführungsform und der Filtervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Filterelement
    11
    erste Faltlinie / erste Faltkante (des Filterelements)
    11_1
    Teillinie (der ersten Faltlinie)
    12
    zweite Faltlinie / zweite Faltkante (des Filterelements)
    12_1
    Teillinie (der zweiten Faltlinie)
    13
    dritte Faltlinie / dritte Faltkante (des Filterelements)
    13_1
    Teillinie (der dritten Faltlinie)
    14
    vierte Faltlinie / vierte Faltkante (des Filterelements)
    14_1
    Teillinie (der vierten Faltlinie)
    15
    Anfangspunkt (der Faltlinien)
    16
    Endpunkt (der Faltlinien)
    21
    erster Umlaufrand (des Filterelements)
    22
    zweiter Umlaufrand (des Filterelements)
    31
    erste Materialkante des Filterelements
    32
    zweite Materialkante des Filterelements
    41
    erste Filterfläche (des Filterelements)
    42
    zweite Filterfläche (des Filterelements)
    43
    dritte Filterfläche(n) (des Filterelements)
    50
    Durchgangsöffnung (des Filterelements)
    100
    Filtervorrichtung
    110
    Filtergehäuse
    111
    Unterschale (des Filtergehäuses)
    112
    Oberschale (des Filtergehäuses)
    121
    Filtereinlassöffnung (des Filtergehäuses)
    122
    Filterauslassöffnung (des Filtergehäuses)
    131
    (erstes)Stützelement / Stützrippe (des Filtergehäuses)
    132
    (zweites) Stützelement / Stützrippe (des Filtergehäuses)
    S
    Ölfluss / Strömungsrichtung des Öls im Betrieb

Claims (11)

  1. Filtervorrichtung (100) zur Filtration von Öl mit einem Filtergehäuse (110), das eine Unterschale (111) mit einer Filtereinlassöffnung (121) und eine Oberschale (112) mit einer Filterauslassöffnung (122) aufweist, wobei die Filtervorrichtung (100) durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist: - die Filtervorrichtung (100) weist ein Filterelement (1) zu Filtration von Öl auf; - das Filterelement (1) weist zumindest zwei Faltlinien (11, 12, 13, 14) auf, um die das Filterelement (1) faltbar ist; - die zumindest zwei Faltlinien (11, 12, 13, 14) verlaufen zumindest teilweise nicht parallel zueinander; - ein Anfangspunkt (15) einer ersten Faltlinie (11) fällt mit einem Anfangspunkt (15) einer zweiten Faltlinie (12) zusammen, und ein Endpunkt (16) der ersten Faltlinie (11) fällt mit einem Endpunkt (16) der zweiten Faltlinie (12) zusammen; - das Filterelement (1) weist eine erste Filterfläche (41), eine zweite Filterfläche (42) und eine dritte Filterfläche (43) auf; - die erste Filterfläche (41) ist durch einen ersten Umlaufrand (21) des Filterelements (1) und durch die erste Faltlinie (11) begrenzt; - die zweite Filterfläche (42) ist durch einen zweiten Umlaufrand (22) des Filterelements (1) und durch die zweite Faltlinie (12) begrenzt; - die dritte Filterfläche (43) ist durch die erste Faltlinie (11) und durch die zweite Faltlinie (12) begrenzt; - das Filterelement (1) ist entlang seiner zumindest zwei Faltlinien (11, 12, 13, 14) gefaltet, so dass die erste Filterfläche (41) der Filtereinlassöffnung (121) und die zweite Filterfläche (42) der Filterauslassöffnung (122) gegenüberliegend angeordnet sind; und - das Filterelement (1) ist derart sandwichartig zwischen der Unterschale (111) und der Oberschale (112) positioniert und gefaltet, dass der erste Umlaufrand (21) und der zweite Umlaufrand (22) des Filterelements (1) übereinanderliegend angeordnet sind und mittels der Unterschale (111) und der Oberschale (112) aufeinander zu gepresst sind.
  2. Filtervorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangspunkte (15) der ersten Faltlinie (11) und der zweiten Faltlinie (12) auf einer ersten Materialkante (31) des Filterelements (1) und die Endpunkte (16) der ersten Faltlinie (11) und der zweiten Faltlinie (12) auf einer zweiten Materialkante (32) des Filterelements (1) liegen.
  3. Filtervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (1) eine in der ersten Filterfläche (41) angeordnet Durchgangsöffnung (50) aufweist.
  4. Filtervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Faltlinie (11) und/oder die zweite Faltlinie (12) bogenförmig ist/sind.
  5. Filtervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Faltlinie (11) und/oder die zweite Faltlinie (12) zumindest zwei gerade Teillinien (11_1, 12_1) aufweist/aufweisen, die ineinander übergehen und einen Winkel miteinander einschließen.
  6. Filtervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Filterfläche (41) und die zweite Filterfläche (42) spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind.
  7. Filtervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Faltlinie (11) und die zweite Faltlinien (12) spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind.
  8. Filtervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem gefalteten Zustand des Filterelements (1), in dem das Filterelement (1) um die erste Faltlinie (11) und um die zweite Faltlinie (12) gefaltet ist, die erste Filterfläche (41) mit dritten Filterfläche (43) einen Winkel von mehr als 45° einschließen.
  9. Filtervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das Filtergehäuse (110) weist zumindest ein Stützelement (131) auf; - die dritte Filterfläche (43) steht mit dem zumindest einen Stützelement (131) in direktem Kontakt.
  10. Verwendung einer Filtervorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen als Teil eines Saugfilters.
  11. Verwendung einer Filtervorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Teil eines Druckfilters.
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