DE69930417T2

DE69930417T2 - Filterpatrone und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE69930417T2
Application number: DE69930417T
Authority: DE
Inventors: Josef Shailer Park WINTER; Thomas Harold Sunnybank Hills KRELLE
Original assignee: Filter Technology Australia Pty Ltd
Current assignee: Filter Technology Australia Pty Ltd
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2019-12-18
Also published as: CA2355165C; ZA200104994B; EP1140458B1; NZ512397A; HK1043086B; ATE320336T1; KR20010101226A; AUPP784098A0; EP1140458A4; US20050108867A1; HK1043086A1; CA2355165A1; JP2002532296A; DE69930417D1; EP1140458A1; CN1102889C; CN1330585A; ID29083A; WO2000037232A1; US7066338B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf die Filtration und insbesondere auf die Filtration von Maschinen-, Getriebe- und Hydraulik-Ölen, Kraftstoff und Lösungsmitteln, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Die Ölfiltration umfasst die Verwendung von Vollstrom-Filtern, die das gesamte Öl jedes Mal filtern, wenn es durch den Filter tritt, und die Verwendung von Nebenstrom-Ölfiltern zusammen mit den Vollstrom-Filtern. Nebenstrom-Ölfilter arbeiten parallel zu den Vollstrom-Filtern und haben im Allgemeinen eine größere Filterwirkung als die Vollstrom-Filter.
Vollstrom-Elemente filtern alles Öl bei jedem Durchlauf und arbeiten unter Verwendung eines Elements, das wie eine Reihe kleiner Siebe arbeitet, wobei winzige Löcher ein Durchtreten des Öls erlauben, wohingegen sie Partikel herausfiltern, die zu groß sind, um durch das siebähnliche Element zu passen. Die Löcher sind jedoch nicht klein genug, um viele kleinere Partikel herauszufiltern und es sind diese Partikel, die über einen Zeitraum einen signifikanten Verschleiß an der Maschine verursachen können.
Auf der anderen Seite arbeiten Nebenstrom-Filter parallel mit den Vollstrom-Filtern und können deutlich feiner ausgebildet sein, um stufenweise kleinere Kontaminationen zu entfernen, die durch den Vollstrom-Filter nicht zurückgehalten worden sind. Die Verwendung eines Nebenstrom-Filters filtert stufenweise das gesamte Öl, was die nutzbare Lebensdauer des Öls steigert und den Verschleiß des Motors reduziert.
Typische Nebenstrom-Filter umfassen gefaltete Nebenstrom-Elemente. Diese Filter verwenden eine längs gefaltete Membran, die anfällig dafür ist, nach nur ein paar Stunden Betrieb zu verstopfen. Viele Nebenstrom-Filter weisen ein Druckentlastungs-Ventil auf, das sich öffnet, wenn dieser Fall eintritt. Eine andere Art von Nebenstrom-Filtern ist ein Mehrscheiben-Nebenstrom-Filter, der länger hält als die gefalteten Elemente.
Der effektivste Nebenstrom-Filter verwendet eine Papierrolle, die auf einen zentralen Kern aufgewickelt ist, wobei das Ausgangsmaterial seitlich durch die Papierrolle gezwungen wird, um längs der Breite des Papier-Mediums voranzukommen. Das Filtrat fließt dann in den zentralen Kern, wo es den Filter über eine Rücklaufleitung verlässt. Das Arbeitsprinzip dieses Typs Filter unterscheidet sich von dem Sieb-ähnlichen Filter und dem Filter mit den gefalteten Elementen dahingehend, dass der Papierrollen-Filter darauf beruht, dass Öl durch die Papier-Lagen anstelle durch ein Sieb-ähnliches Element tritt.
Frühe Formen von Papierrollen-Filtern verwenden eine Toiletten-Rolle, die innerhalb eines Filtergehäuses angeordnet ist. Spätere, höher entwickelte Formen verwendeten ein Filter-Element, das einen Einmal-Behälter umfasst, der die Papierrolle hält.
Das australische Patent Nr. 650 776 beschreibt ein Filter-Element gemäß dem Kartuschen-Typ, der ein Filter-Gehäuse mit einem Filter-Element aufweist, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Das Filter-Element verwendet einen Metall- Behälter mit einer Papierrolle, die unter Druck in den Behälter eingeführt ist, wobei der Behälter an einem Ende für den Eintritt von Ausgangsmaterial geöffnet ist, wobei eine Grundplatte am anderen Ende vorgesehen ist und die Grundplatte ein zentrales Loch für die Rücklaufleitung aufweist. Eine Lage an Gaze in der Grundplatte des Behälters ermöglicht es dem Filtrat, über die Grundplatte zur Rücklaufleitung im zentralen Kern zurückzufließen. Die Seiten des Behälters sind gerippt, um Ausgangsmaterial daran zu hindern, an den Seiten des Behälters entlang zu kriechen bzw. entlang zu gleiten. Der Behälter weist zudem drei oder vier Vertiefungen auf, die in der Grundplatte auf dem Umfang voneinander beabstandet angeordnet sind, um die Gaze-Lage von der Grundplatte beabstandet zu halten und so unterhalb der Gaze deutliche sekundäre Fließstrecken zu bilden, um den Fluss des Filtrats zu verbessern.
Das Papier ist dicht gewickelt, weshalb es einen deutlich feineren, effektiveren Filter liefert als die Filter mit den gefalteten Elementen und den Scheiben.
Der Metall-Behälter weist jedoch eine Zahl an Nachteilen auf. Die gerippte Seitenwand wird verwendet, um zu verhindern, dass Ausgangsmaterial entlang der Seitenwand außerhalb des Filtermediums entlang kriecht, jedoch begrenzt diese die Dichte des Mediums. Während eine Rippung eine Kriechweg-Bildung wirksam begrenzt, besteht das Risiko, dass der Behälter sich unter Last verzieht, wenn das Papier in den Behälter gepresst wird. Das begrenzt das Ausmaß seitlicher Kompression, die auf die Papierrolle aufgebracht werden kann, auf ein Maximum, das durch die Biegung in den Seitenwänden des Behälters und die inhärente Biegung der Rippen gebildet ist, wenn das Papier in Position gedrückt wird, wobei das Versagen des Behälters die Begrenzung darstellt.
Die elementweise Konstruktion in dem australischen Patent Nr. 650 176 führt zu einer fünfprozentigen (5%) Versagensrate von Einsätzen während des Einführens der Papierrolle in den Behälter. Die Behälter sind zudem dadurch gefährdet, dass sie im Betrieb durch den Öldruck insbesondere bei einem Kaltstart, wenn das Öl die höchste Viskosität aufweist, zerdrückt werden. Behälterkonstruktionen, die aus dickerem Material hergestellt sind, würden die Filter teuerer und das Herstellen der Rippung zum Verhindern von Kriechwegen technisch schwieriger machen.
Da die Metall-Einsätze Wegwerfartikel sind, müssen sie für eine einmalige Anwendung zu vernünftigen, ökonomischen Kosten konstruiert sein. Es wäre wünschenswert, eine Alternative bereitzustellen, die einen konkurrenzfähigen Preis hat, eine verbesserte Filterwirkung aufweist und eine geringere Wahrscheinlichkeit trägt, sich unter Last zu verziehen.
Als Alternative zu Metall-Behältern beschreibt die PCT/AU96/00762 einen Plastik-Filter-Behälter, der für eine wiederholte Verwendung geeignet ist, um ein Recycling des Behälters möglich zu machen. Der Kanister ist hinreichend formsteif ausgeführt, so dass die verbrauchte Papierrolle unter Verwendung eines Werkzeugs entfernt werden und eine neue Papierrolle in den Behälter eingeführt werden kann. Aufgrund der Konstruktion des Metall-Behälters gemäß des Patents Nr. 650 176 würden Versuche, verbrauchte Rollen aus dem Metall-Behälter zu entfernen, den Metall-Behälter in den meisten Fällen unbrauchbar machen, da dieser zur Verwendung als Wegwerf-Element konstruiert worden ist. Das Problem bei dem Behälter, der in der PCT/AU96/00762 beschrieben ist, ist dass die Konstruktion einer Massenproduktion unter der Verwendung von Spritzguss-Techniken nicht zugänglich ist. Die Grund platte des Behälters war zudem mit dicht beabstandeten konzentrischen Ringen konstruiert mit dem Ziel, den Effekt des sekundären Flusses durch Fließstrecken, die in der Grundplatte des Metall-Behälters während des Stützens des Mediums, verwendet werden, zu reproduzieren. Während diese Anordnung die Filtermedien und die Gaze wirksam stützen konnte, warn die Fluss-Charakteristika sehr unbefriedigend.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung erreicht ihre Ziele, einen verbesserten wiederverwertbaren oder Einmal-Behälter zur Verfügung zu stellen durch das Vorsehen eines formsteifen Plastik-Behälters, der eine Rolle Filterpapier unter höherem seitlichen Druck als im Stand der Technik bekannt, bereitgestellt wird, wobei gleichzeitig die Herstellung des Filter-Behälters als einstückiger Behälter im Spritzguss-Verfahren ermöglicht wird.
Gemäß einem Aspekt liegt die Erfindung daher in einem Verfahren zur Herstellung von innenseitig gerippten, im Spritzguss-Verfahren hergestellten hohlen Rohrstücken zur Verwendung in einem Filterelement, das eine Papierrolle als Filter aufnimmt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet:

(i) die Verwendung einer im Wesentlichen zylindrischen Voll-Spritzguss-Formhälfte mit längs angeordneten Rippen zur Ausformung der Rippen sowie einem freien Ende;
(ii) die Verwendung einer Hohl-Spritzgussformhälfte, die in engem Abstand über die genannte Voll-Spritzgussformhälfte passt, so dass zwischen den beiden Spritzguss-Formteilen ein röhrenförmiger Hohlraum gebildet wird;
(iii) das Einspritzen von Spritzgussmasse in den Hohlraum, wobei die genannte Spritzgussmasse nach dem Aushärten ein formsteifes Rohrstück bildet;
(iv) das Abnehmen der Hohl-Spritzgussformhälfte von der Voll-Spritzgussformhälfte, während sich das Rohrstück noch in der Erstarrungsphase befindet, wobei die Rillen der Voll-Spritzguss-Formhälte das Rohrstück auf der Voll-Spritzgussformhälfte fixiert halten;
(v) das anschließende Entfernen des Rohrstückes von der Voll-Spritzgussformhälfte, während sich das Rohrstück sich noch in der Erstarrungsphase befindet, wobei die Rippen der Rohrstücke um 1 bis 2 mm aus der inneren Oberfläche herausragen.

Der Ausdruck „noch in der Erstarrungsphase" wird hierbei benutzt, um einen Zustand des Aushärtens zu bezeichnen, bei dem die Abmessungen der Rillen und der Grad der Aushärtung des Rohrs so sind, dass die Rippen des spritzgegossenen Rohrs von den Rillen in der Voll-Spritzgussformhälfte ohne signifikante Verformung des Rohrs weggedrückt werden, im Vergleich zu einem höheren Aushärt-Grad, bei dem die Rillen dazu dienen, das Rohr auf der Voll-Spritzgussformhälfte zu halten.
Der Zeitpunkt des Ablösens des Rohrs von der Voll-Spritzgussformhälfte hängt von der Art und den Charakteristika des Plastik-Spritzgussmaterials ab, das verwendet wird.
Es ist wünschenswert, dass die Rillen der Voll-Spritzgussformhälfte nicht in gleichmäßigem Abstand angeordnet sind, so dass bei Entfernen des Rohrstücks von sämtlichen Rillen die Rippen beim fortschreitenden Herausdrücken aus der Voll-Spritzgussformhälfte keinen gleichzeitigen Kontakt zu allen Rillen haben. Aufgrund der gewählten ungleichmäßigen Abstände der Rillen voneinander ist die Kraft, die benötigt wird, um das Rohrstück über die Rillen zu drücken, begrenzt, so dass dann, wenn das Rohrstück heruntergedrückt wird, nicht alle Rippen zu einem gleichen Zeitpunkt während des Prozesses, während dem das Rohrstück von der Voll-Spritzgussformhälfte abgeschoben wird, zu einem Zeitpunkt alle gleichzeitig in die Rillen eingreifen.
Das Rohrstück kann offene Enden aufweisen oder es kann ein verschlossenes Ende aufweisen. Das Rohrstück weist typischerweise offene Enden auf, wenn es ein äußeres Gehäuse für einen Filter mit zwei Enden, wie beispielsweise einen Kraftstofffilter bilden soll.
Wenn die Spritzgussform am freien Ende der Voll-Spritzgussformhälfte einen Hohlraum zum Ausbilden eines querliegenden Bodenteils über ein Ende des Rohrstücks hinweg umfasst, ist es bevorzugt, während der Produktion und während das Spritzgussmaterial das freie Ende der Voll-Spritzgussformhälfte abdeckt, die Innenseite des Bodens durch die Voll-Spritzgussformhälfte hindurch zu belüften, so dass ein Unterdruck verhindert wird, der seinerseits das Abdrücken des Rohrstücks von der Voll-Spritzgussformhälfte behindern könnte.
Ein anderer Aspekt der Erfindung liegt in einem Formstreifen, im Spritzguss-Verfahren hergestellten zylindrischen Behälter mit internen Rippen, der zur Aufnahme einer Papierrolle als Filtermedium konstruiert ist, wobei dieser Behälter an einer Voll-Spritzgussformhälfte ausgeformt wird und eine Seitenwand mit äußerer und innerer Oberfläche aufweist [der Behälter wird als Filterelement verwendet, der eine Papierrolle als Filtermedium aufnimmt], wobei von der inneren Oberfläche der dünnen Seitenwand gleitverhindernde Rippen in ausreichen dem Abstand hervorstehen, so dass der Behälter während des Spritzgussverfahrens im noch halbfesten Zustand von einer Voll-Spritzgussformhälfte abgezogen werden kann, die diese Rippen bildet, wobei die Papierrolle einen geringfügig größeren Durchmesser hat als der Innendurchmesser des Behälters, wobei der Behälter ausreichend formsteif ist und die Papierrolle ausreichend dicht gewickelt, so dass die Papierrolle beim Einfügen in den Behälter auf die Innenmaße des Behälters zusammengedrückt wird, ohne den Behälter zu verformen und wobei die Rippen 1 mm bis 2 mm von der inneren Oberfläche des Behälters hervorstehen.
Das zusammengebaute Filter-Element ist typischerweise in einem Standard-Filtergehäuse angeordnet, wobei die äußeren Abmessungen des Elements ungefähr 110 mm im Durchmesser und 170 mm lang sind; der Anmelder hat herausgefunden, dass die Verwendung von 17 gsm dickem Papier und Papier, das eine Papierdichte von mehr als 15 m/cm radialer Breite den Fluss auf ungewünschte Niveaus drückt, wohingegen Dichten von ungefähr 13 m/cm radialer Breite das Optimum zum Maximieren der Filtration darstellen, und gleichzeitig gewünschte Flussraten erlauben, wohingegen Dichten unterhalb von ungefähr 11 m/cm radialer Breite die Rolle zum Kollabieren innerhalb des Behälters tendiert, wobei der Fluss am Bodenteil blockiert werden kann und die kriech- bzw. gleitverhindernden Rippen unwirksam werden. Obwohl Filter für eine kurze Zeit bei diesen geringen Dichten arbeiten, tritt eine effektive und verlässliche Filtration im Allgemeinen oberhalb von 12 m/radialem cm ein. Die vorliegende Erfindung erlaubt es, genau die richtige Menge Papier zu wählen, die an die Rippengröße und die gewünschte Kompression angepasst ist, wobei die Kompression an den Spritzguss-Vorgang angepasst ist und im Vergleich mit dem Stand der Technik zuverlässig im Betrieb ist.
Vorzugsweise umfassen die Seitenwände des Behälters eine geringfügige Erweiterung an zumindest einem Ende des Behälters, so dass die Seitenwand des Behälters in der Mitte in der Größenordnung von 5 bis 1 mm gewölbt ist, so dass die Seitenwand des Behälters nach innen gewölbt ist, um einer Verformung der Seitenwand zu widerstehen und um die Kompression der Papierrolle innerhalb des Behälters zu verbessern. Typischerweise ist das erweiterte Ende das offene Ende, an dem die Papierrolle in den Behälter eingedrückt wird.
Die Rippen stehen 1 mm bis 2 mm von der inneren Oberfläche des Behälters hervor, wobei 1,5 mm optimal sind. Wenn die Rippen voneinander gleich beabstandet sind, ist es bevorzugt, dass sie am flacheren Ende des Bereichs der Vorsprünge angeordnet sind, wobei die innere Oberfläche leicht konisch verlaufen kann, um das Entfernen der Voll-Spritzgussformhälfte weiter zu erleichtern. Das Papier muss jedoch noch dichter gewickelt und unter einer noch höheren Kompression vorgesehen werden, um die gleiche Filter-Effizienz und die gleiche gleitverhindernde Wirkung im Vergleich zu einer zylinderförmigen Form zu erreichen, bei der der innere Durchmesser gleichmäßig ist oder die zur Mitte hin nach innen gewölbte Gestalt aufweist.
Der Behälter umfasst vorzugsweise eine geringfügige Verjüngung am Rand der inneren Oberfläche am offenen Ende, die eine Einführungshilfe für die Papierrolle bildet, wobei es das Ziel ist, das „Spiel" im Behälter zu minimieren und die seitliche Kompression, die auf die schmalen, gleitverhindernden Rippen ausgeübt wird, zu maximieren. Wenn der Behälter ein Bodenteil aufweist, umfasst das Bodenteil bevorzugt radiale Verstärkungsrippen und ist wiederum nach innen gewölbt. Das Bodenteil ist typischerweise im Mittelpunkt um bis zu 2 mm relativ zu den Ecken nach innen gewölbt, um eine Vorspannung gegen den Druck der Papierrolle zur Verfügung zu stellen, wenn die Papierrolle in den Behälter eingedrückt ist.
Das Bodenteil weist bevorzugt eine innere Oberfläche mit sich radial erstreckenden Erhebungen bzw. Quetschflächen, auf wobei die Quetschflächen eine stützende Oberfläche für eine Gaze darstellen, durch die das Papiermaterial getragen wird und gleichmäßig am Boden des Behälters anliegt, um so sekundäre Fließstrecken entlang des Behälterbodens zu bieten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Damit die vorliegende Erfindung leichter verständlich ist und in die Praxis umgesetzt werden kann, werden im Folgenden die beigefügten Zeichnungen betrachtet, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen, und wobei:
1 eine Zeichnung ist, die eine Spritzgussvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens beschreibt,
2, 3 und 4 schematische Zeichnungen sind, die den Spritzguss-Prozess unter Verwendung der Vorrichtung nach 1 darstellen,
5 und 6 sich gegenüberliegende perspektivische Ansichten sind,
7 eine Draufsicht ist,
8 eine Ansicht von unten ist und
9 eine Querschnittsansicht ist, wobei die 5 bis 9 alle einen Behälter dar stellen, der unter Verwendung der Vorrichtung nach 1 hergestellt ist,
10 eine perspektivische Zeichnung ist, die eine hydraulische Presse darstellt, die verwendet wird, um eine Papierrolle in den Behälter nach den 5 bis 9 zu drücken,
11 eine schematische Zeichnung ist, die den Betrieb der Presse und die Anordnung eines Ölfilter-Elements zeigt,
12 eine schematische Zeichnung des Hydraulik-Kreislaufs der Presse ist und
13 ein Querschnitt durch ein Kraftstoff-Filter-Element ist.
DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS
Mit Bezug auf die Zeichnungen zeigt zunächst 1 eine Spritzguss-Vorrichtung 10, die eine Voll-Spritzgussformhälfte 11 umfasst, die von einer Hohl-Spritzgussformhälfte 12 umgeben ist, die einen Hohlraum 13 zwischen einander bilden, so dass beim Einspritzen von geschmolzenem Plastik in die Spritzgussform ein Behälter geformt werden kann. Die Spritzguss-Vorrichtung umfasst eine Führungsstange 14 und einen Ausstoßring 16 und ein Paar Ausstoßring-Führungsstangen 17 und 18, ein Entlüftungsventil 15 und einen Einspritz-Kanal 19. Die Voll-Spritzgussformhälfte 11 umfasst in dieser Ausführungsform acht Rillen 20, die ungleichmäßig beabstandet sind, so dass der teilweise ausgehärtete Behälter, der in der Spritzgussform gebildet ist, aus der Spritzgussform unter Verwendung des Ausstoßrings 16 ausgestoßen werden kann, während der Behälter noch hinreichend wenig ausgehärtet ist, und es den Rippen, die in den Rillen ausgebildet sind, erlaubt, sich über die Oberfläche der Voll-Spritzgussformhälfte 11 während des Ausstoßprozesses zu bewegen.
Die 2, 3 und 4 zeigen drei Stufen der Herstellung eines Behälters unter Verwendung der Spritzguss-Vorrichtung nach 1. 2 stellt die erste Stufe in dem Prozess dar, bei dem flüssiges Plastik, das als der schwarze Abschnitt beim Bezugszeichen 21 dargestellt ist, unter Druck eingepresst wird. Ein Entlüftungsventil 15 ist geschlossen und die Hohl-Spritzgussformhälfte 12 befindet sich entlang der Haupt-Führungsschienen 22 in der geschlossenen Position.
In einer Stufe 2, die in 3 gezeigt ist, ist die Hohl-Spritzgussformhälfte 12 zurückgezogen worden, wobei der Behälter 23 auf der Voll-Spritzgussformhälfte verblieben ist. Der Behälter 23 ist in dieser Stufe noch immer nicht ausgehärtet. In der dritten Stufe des Prozesses wird der Ausstoßring 16 entlang der Oberfläche der Voll-Spritzgussformhälfte entlanggefahren und das Entlüftungsventil wird wie in 4 gezeigt von der Voll-Spritzgussformhälfte 11 gedrückt.
Ein typischer Behälter, der unter Verwendung der Vorrichtung nach 1 hergestellt worden ist, ist in den 5 bis 9 gezeigt. Der Behälter ist ein im Wesentlichen zylindrischer Behälter, der eine Seitenwand 24 aufweist, wobei die Seitenwand eine äußere Oberfläche 25 und eine innere Oberfläche 26 aufweist, wobei der Kanister als ein Filterelement verwendet wird, der eine Papierrolle als Filtermedium hält, wobei der Kanister eine dünne Seitenwand aufweist und voneinander beabstandete gleitverhindernde bzw. kriechstromverhindernde Rippen 27 umfasst, die in diesem Fall 1,5 mm in das Innere des Behälters hineinragen. Das Bodenteil 28 ist an der mit dem Bezugszeichen 29 gekennzeichneten Stelle nach innen gewölbt und umfasst zudem einen gekrümmten Sitz 30 für einen Dichtungsring, wobei eine einzelne Öffnung 31 für ein Rücklauf-Rohr vorgesehen ist, dass das Filtrat von dem Filter in den Haupt-Öl- oder -Kraftstoff-Kreislauf zurückführt. Das Bodenteil ist nach außen mit Verstärkungsrippen 32 gerippt, wohingegen das Innere des Bodenteils radiale Fließstrecken 33 aufweist, die durch Erhebungen bzw. Quetschflächen 34 voneinander getrennt sind. Wie zu sehen ist, sind in dieser Ausführungsform 18 Fließstrecken 33 und ein ringförmiger Vorsprung 35 vorgesehen. Der ringförmige Vorsprung 35 dient zudem dem Zweck, insofern ein Gleiten bzw. Kriechen zu verhindern, als dass kleine Mengen an Öl, die anfangen, die Seiten des Behälters herunter zu kriechen, in dem ringförmigen Kanal gefangen werden, der sich um das Bodenteil 28 des Behälters erstreckt. Der Behälter 23 umfasst an der mit dem Bezugszeichen 36 gekennzeichneten Stelle eine sich erweiternde Randkantenregion und eine nach außen gerichtete Fase an der mit dem Bezugszeichen 37 gekennzeichneten Stelle, die als eine Führung für die Papierrolle beim Einführen in den Behälter 23 dient.
10 zeigt den Betrieb einer Presse 38, die einen hydraulischen Kolben 39 einsetzt, der eine Zylinder-Anordnung 40 mit einer Kolbenstange 41 und einer Platte 42 und einer Grundplatte 43 mit einem Steuer- bzw. Regelventil 44 umfasst.
Die Anordnung eines Filter-Elements ist in 11 gezeigt. Die Durchmesser, die durch die Pfeile 45 und 46 angedeutet sind, sind ungefähr die gleichen wie die der Papierrolle 47, die ungefähr 43 Meter an Papier umfasst, das in eine enge, 110 mm × 114 mm Durchmesser messende Rolle auf einem Pappkern aufgewickelt ist.
Eine Lage an Gaze 49 ist im Bodenteil des Behälters 23 platziert, wobei das Papier zunächst von Hand, wie in 11 gezeigt, in Position gebracht wird, woraufhin dann die Leitplatte 42 auf die Papierrolle abgesenkt wird und ein Aktivieren der hydraulischen Zylinder-Anordnung die Papierrolle in den Behälter 23 drückt.
Die Presse, die verwendet wird, um die Papierrolle in den Behälter zu drücken, ist in einer typischen Ausführungsform eine 50 mm im Durchmesser messende hydraulische Zylinder-Anordnung 39. Ein einphasiger Elektromotor mit einer Leistung von 1 PS treibt eine Zahnradpumpe 50 mit einer Förderleistung von 20 l pro Minute an. Der Arbeitsdruck des Zylinders beträgt 70 bis 80 Pfund pro Quadrat-Zoll, was durch ein eingebautes, einstellbares Entlastungs-Ventil 51 einstellbar ist. Das Entlastungs-Ventil ist an der Richtungs-Armatur des Ventils angebracht, das der Benutzer verwendet, um den Zylinder 52 zu betätigen.
Andere Elemente, die im hydraulischen Kreislauf gezeigt sind, sind das hydraulische Reservoir 53 und ein Druckventil 54 und ein Filter 55.
Das letzte Bild zeigt eine Anwendung der vorliegenden Erfindung für ein Filterelement 56, das unter Verwendung der Vorrichtung nach 1 hergestellt werden kann, indem einfach die Dicke des Bodenteils sehr dünn gewählt wird, so dass das Bodenteil entfernt werden kann, so dass ein Rohrteil mit einem offenen Ende erhalten wird. Zu filternder Kraftstoff fließt in das Rohrteil von beiden Enden ein. Zwei halbe Papierrollen werden eingeführt, die einen Rücklaufpfad aufweisen, der durch eine zwischengelegte Gaze gebildet ist. Ein Rücklaufrohr ist in dem zentralen Kern wie in den vorherigen Ausführungsformen angeordnet.
Während das obenstehende in Form erläuternder Beispiele der vorliegenden Erfindung angegeben wurde, sind viele Variationen und Modifikationen dazu möglich, die dem Durchschnittsfachmann geläufig sind, ohne den breiten Schutzbereich der Erfindung, wie sie in den folgenden Ansprüchen beschrieben ist, zu verlassen.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung von innenseitig gerippten, im Spritzgussverfahren hergestellten hohlen Rohrstücken zur Verwendung in einem Filterelement, das eine Papierrolle als Filter aufnimmt, wobei das genannte Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: (i) die Verwendung einer im Wesentlichen zylindrischen Voll-Spritzgussformhälfte mit längs angeordneten Rillen zur Ausformung der Rippen sowie einem freien Ende; (ii) die Verwendung einer Hohl-Spritzgussformhälfte, die in engem Abstand über die genannte Voll-Spritzgussformhälfte passt, so dass zwischen den beiden Spritzgussformteilen ein röhrenförmiger Hohlraum gebildet wird; (iii) das Einspritzen von Spritzgussmasse in den Hohlraum, wobei die genannte Spritzgussmasse nach dem Aushärten ein formsteifes Rohrstück bildet; (iv) das Abnehmen der Hohl-Spritzgussformhälfte von der Voll-Spritzgussformhälfte, während sich das Rohrstück noch in der Erstarrungsphase befindet, wobei die Rillen der Voll-Spritzgussformhälfte das Rohrstück auf der Voll-Spritzgussformhälfte fixiert halten; sowie (v) das anschließende Entfernen des Rohrstückes von der Voll-Spritzgussformhälfte, während sich das Rohrstück noch in der Erstarrungsphase befindet, wobei die Rippen der Rohrstücke um 1 bis 2 mm aus der inneren Oberfläche herausragen.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rillen der Voll-Spritzgussformhälfte nicht in gleichmäßigem Abstand angeordnet sind, so dass bei Entfernen des Rohrstückes von sämtlichen Rillen die Rippen beim fortschreitenden Herausdrücken aus der Voll-Spritzgussformhälfte keinen gleichzeitigen Kontakt zu allen Rillen haben.
Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei an den röhrenförmigen Hohlraum ein weiterer Hohlraum anschließt, der an einem Ende des Rohrstückes, das sich am freien Ende der Voll-Spritzgussformhälfte befindet, ein zum Rohr querliegendes Abschluss-Bodenteil entstehen lässt, während beim Spritzguss – zum Zeitpunkt, an dem das Spritzgussmaterial das freie Ende der Voll-Spritzgussformhälfte bedeckt – die Innenseite des Bodens durch die Voll-Spritzgussformhälfte hindurch belüftet wird, so dass ein Unterdruck verhindert wird, der seinerseits das Abdrücken des Rohrstückes von der Voll-Spritzgussformhälfte behindern könnte.
Ein formsteifer, im Spritzgussverfahren hergestellter zylindrischer Behälter mit internen Rippen, der zur Aufnahme einer Papierrolle als Filtermedium konstruiert ist, wobei dieser Behälter an einer Voll-Spritzgussformhälfte ausgeformt wird und eine Seitenwand mit äußerer und innerer Oberfläche aufweist, [der Behälter wird als Filterelement verwendet, der eine Papierrolle als Filtermedium aufnimmt,] wobei von der inneren Oberfläche der dünnen Seitenwand gleitverhindernde Rippen in ausreichendem Abstand hervorstehen, so dass der Behälter während des Spritzgussverfahrens im noch halbfesten Zustand von der Voll-Spritzgussformhälfte abgezogen werden kann, und wobei die Papierrolle einen geringfügig größeren Durchmesser hat als der Innendurchmesser des Behälters, wobei der Behälter ausreichend formsteif ist und die Papierrolle ausreichend dicht gewickelt, so dass die Papierrolle beim Einfügen in den Behälter auf die Innenmaße des Behälters zusammengedrückt wird, ohne den Behälter zu verformen.
Ein formsteifer Behälter, hergestellt im Spritzgussverfahren, nach Anspruch 4, wobei die Rippen ca. 1,5 mm von der inneren Oberfläche des Behälters hervorstehen.
Der Behälter nach Anspruch 4, wobei die Rippen in gleichmäßigem Abstand angeordnet sind, während die Innenwand an der inneren Oberfläche leicht konisch verläuft, um das Entfernen der Voll-Spritzgussformhälfte zu ermöglichen.
Der Behälter nach Anspruch 4, einschließlich einer Verjüngung am Rand der inneren Oberfläche am offenen Ende, die eine Einführungshilfe für die Papierrolle bildet.
Der Behälter nach Anspruch 4, einschließlich eines Bodenteils, wobei das Bodenteil nach innen gewölbt ist.
Der Behälter nach Anspruch 4, einschließlich eines Bodenteils, wobei das Bodenteil in der Mitte relativ zu den Seiten nach innen gewölbt ist, um so einen Gegendruck zu erzeugen, wenn die Papierrolle in den Behälter gedrückt wird.
Der Behälter nach Anspruch 4, einschließlich eines Bodenteils, wobei das Bodenteil eine innere Oberfläche mit radial verlaufenden Fließstrecken hat, die durch Quetschflächen voneinander getrennt sind, wobei die Quetschflächen eine stützende Oberfläche darstellen, durch die das Papiermaterial getragen wird und gleichmäßig am Boden des Behälters anliegt, um so sekundäre Fließstrecken entlang des Behälterbodens zu bieten.
Ein Filterelement bestehend aus einem formsteifen, im Spritzgussverfahren hergestellten, im Wesentlichen zylindrisch geformten Behälter und einer im Behälter befindlichen Papierrolle, wobei der Behälter eine Seitenwand mit äußerer und innerer Oberfläche aufweist und eine Papierrolle als Filtermedium aufnimmt, wobei von der inneren Oberfläche der dünnen Seitenwand gleitverhindernde Rippen in ausreichendem Abstand hervorstehen, so dass der Behälter während des Spritzgussverfahrens im noch halbfesten Zustand von der Voll-Spritzgussformhälfte abgezogen werden kann, und wobei die Papierrolle einen geringfügig größeren Durchmesser hat als der Innendurchmesser des Behälters, wobei der Behälter ausreichend formsteif ist und die Papierrolle ausreichend dicht gewickelt, so das die Papierrolle beim Einfügen in den Behälter auf die Innenmaße des Behälters zusammengedrückt wird, ohne den Behälter zu verformen.
Ein Filterelement nach Anspruch 11, wobei die Rippen ca. 1,5 mm von der inneren Oberfläche des Behälters herausstehen.
Ein Filterelement nach Anspruch 11, wobei die Rippen in gleichem Abstand voneinander angeordnet sind, und die Innenwand auf der inneren Oberfläche leicht konisch verläuft, um das Entfernen der Voll-Spritzgussformhälfte zu ermöglichen.
Ein Filterelement nach Anspruch 11, einschließlich einer Verjüngung am Rand der inneren Oberfläche am offenen Ende, die eine Einführungshilfe für die Papierrolle bildet.
Ein Filterelement nach Anspruch 11, einschließlich eines Bodenteils, wobei das Bodenteil nach innen gewölbt ist.
Ein Filterelement nach Anspruch 11, einschließlich eines Bodenteils, wobei das Bodenteil in der Mitte relativ zu den Seiten nach innen gewölbt ist, um so einen Gegendruck zu erzeugen, wenn die Papierrolle in den Behälter gedrückt wird.
Ein Filterelement nach Anspruch 11, einschließlich eines Bodenteils, wobei das Bodenteil eine innere Oberfläche mit radial verlaufenden Fließstrecken hat, die durch Quetschflächen voneinander getrennt sind, wobei die Quetschflächen eine stützende Oberfläche darstellen, durch die das Papiermaterial getragen wird und gleichmäßig am Boden des Behälters anliegt, um so sekundäre Fließstrecken entlang des Behälterbodens zu bieten.
Ein Filterelement nach Anspruch 11, wobei die Papierrolle auf eine durchschnittliche Dichte von ca. 13 m/radial cm gewickelt ist.
Ein Filterelement nach Anspruch 11, wobei die Papierrolle auf eine durchschnittliche Dichte von nicht weniger als ca. 11 m/radial cm und nicht mehr als ca. 15 m/radial cm gewickelt ist.
Ein Filterelement nach Anspruch 11, wobei die Papierrolle auf eine durchschnittliche Dichte von ca. 13 m/radial cm gewickelt ist.
Ein Filterelement nach Anspruch 11, wobei die Papierrolle auf eine durchschnittliche Dichte von ca. 13 m/radial cm gewickelt ist und die Papierstärke ca. 17 g/m² beträgt.
Ein Filterelement nach Anspruch 11, wobei die Papierrolle auf eine durchschnittliche Dichte von nicht weniger als ca. 11 m/radial cm und nicht mehr als ca. 15 m/radial cm gewickelt ist und die Papierstärke ca. 17 g/m² beträgt.