过滤元件和过滤器组件的制作方法

本发明涉及用于过滤流体、如例如用于机动车的液态的运行介质（Betriebsmittel）的过滤元件以及过滤器组件。在过滤器容纳件或过滤器壳体中容纳有过滤元件，从而总体上产生过滤器系统或过滤器组件。

背景技术：

在机动车领域中通常使用液态的运行介质、如例如燃料、如汽油、柴油，润滑剂、如油或还尿素溶液，它们必须脱离污染。为此通常作用有过滤元件，其插入到过滤器壳体或过滤器容纳件中。过滤元件自身在此包括通常面型的并且折叠的过滤介质，所述过滤介质设置在端部盘或端部罩之间并且径向被穿流。尤其已知柱体形的壳体和过滤元件几何结构。通常基于装入情况来给出对相应的过滤元件、过滤器容纳件的和对用于净化和初始流体的输入和输出线路的几何结构的规定。值得期望的是，在小的结构空间上使用尽可能大的过滤面。

由DE 198 56 723 A1已知用于具有流入部和排放部的燃料过滤器的过滤器插入件，其中，过滤器插入件具有在横截面中C形的星状折叠的过滤器材料棚（Filtermaterialbalg），所述过滤器材料棚通过以部分圆的形状的两个平的端侧的盖子并且通过直角的侧盖全面地密封。过滤器插入件能够节约空间地布置在带有D形的横截面的壳体中。

由公开文献DE 20 2009 000 969 U1已知带有环形地闭合的折叠的过滤介质的过滤元件，其端侧密封地与端部盘连接。在相邻的折叠之间的折叠高度在多个折叠上增加或减少。由此过滤元件能够集成到带有特别的几何结构的结构空间中。

在WO 2007/081425 A1中描述带有折叠的过滤介质的过滤元件，其中，折叠沿着纵轴线和横向于所述纵轴线伸延的横轴线在第一和第二折叠顶部之间延伸。折叠深度沿着法向于折叠平面伸延的轴线来改变。

技术实现要素：

因此本发明的任务是，提供备选的或改善的过滤元件和/或过滤器组件。

据此，提出用于过滤液体、尤其用于机动车的运行介质的过滤元件，带有折叠的过滤介质，其包括外部的折叠边缘和内部的折叠边缘。折叠边缘在此尤其沿着过滤元件的纵轴线伸延，并且设置有支撑体，其包括第一支撑体区段和第二支撑体区段。第一支撑体区段面向内部的折叠边缘并且紧贴到内部的折叠边缘的包络线处并且外部的折叠边缘的包络线和第二支撑体区段至少局部地紧贴到过滤元件的外部的外周面处。

对于支撑体得到的功能是，过滤介质的折叠抵抗待过滤的液体的压力来支撑并且进行保护以防倒塌。优选地内部的折叠边缘贴靠在第一支撑体区段处。为此，内部的折叠边缘的包络线和第一支撑体区段的轮廓彼此匹配，从而内部的折叠边缘的包络线和第一支撑区段彼此紧贴。

通过以提出的方式布置支撑体和折叠的或起皱的过滤介质，能够在过滤元件的预设的基本面的情况下实现特别有效的和由此增大的过滤面。过滤元件能够在此包括由折叠的过滤介质构成的单个的折叠棚（Faltenbalg）。通过使得外部的外周面（也就是说如下面，其向外限制例如柱体形的过滤元件）不仅由外部的折叠边缘而且由支撑体区段直接限制，能够实现过滤介质在当前的容积上的适宜的分布。过滤介质在此如下被折叠，即使得在内部的折叠边缘和外部的折叠边缘之间延伸的折叠区段彼此平行或至少基本上彼此平行地伸延。在此折叠区段处在彼此平行的平面中，所述平面的面法线垂直于过滤元件的纵轴线取向。

支撑体能够有利地由合成材料制成一块、例如以注塑方法。

在实施方式中外部的折叠边缘的包络线和第二支撑体区段形成过滤元件的外部的外周面。过滤元件的基本面能够在此例如由折叠轮廓形成。

在过滤元件的另外的实施方式中折叠的过滤介质以环状折叠棚（Endlosfaltenbalg）的类型来实施并且包括环绕折叠区段（Umlauffaltabschnitt）。环绕折叠区段尤其连同内部的折叠边缘环绕支撑体。支撑体能够因此引入到过滤元件中。在此例如外部的折叠边缘的包络线连同环绕区段（所述环绕区段紧贴到第二支撑体区段处）形成过滤元件的外部的外周面。外部的外周面能够尤其为例如圆柱体的柱体外周，从而人们能够谈及圆状过滤元件。相反于在现有技术中通常的圆状过滤元件，然而折叠的过滤介质不是实施为星形的过滤棚（Filterbalg），而是实施为带有平行的折叠状态（Faltenstellung）的过滤介质体。

在过滤元件的实施方式中内部的折叠边缘和第一支撑体区段至少部分构造出净化流体区域或净化液体区域。净化液体区域能够在此至少部分地处在由内部的折叠边缘形成的包络线之内。通过净化液体区域使得过滤的流体、如例如用于机动车的运行介质能够尤其轴向地流出。净化液体区域例如在支撑体之内设置在第一支撑体区段和第二支撑体区段之间。

在实施方式中进行待过滤的液体从外部的折叠边缘朝向第二支撑体区段的穿流。人们能够说，在过滤元件方面穿流不是径向进行，而是至少部分地横向于过滤元件横截面、即从外部的折叠边缘朝向内部的折叠边缘并且继续到净化流体区域中。

外部的外周面能够在此形成柱体外周、如例如圆柱体外周。然而还可考虑椭圆的或有角的柱体外周面。

在实施方式中净化液体区域偏心于柱体外周的横截面的重心。在如下实施方式中（在其中过滤元件描述以圆柱体外周的类型的圆状过滤元件），净化液体区域尤其处在对称轴线、也就是说纵轴线的区域之外。

在过滤元件方面能够在外部的和内部的折叠边缘之间形成带有能够变化的折叠高度的折叠区段。能够变化的折叠高度实现在过滤元件的容积之内、也就是说在外周面之内的特别适宜的空间利用。

在实施方式中第一支撑体区段由从第二支撑体区段延伸的支撑元件形成。支撑元件能够在此设计成肋形或还为突出的部件。

在实施方式中第二支撑体区段是液体密封的。在液体密封的设计方案中，第二支撑体区段能够形成过滤元件的外部的外周面。还可考虑，第二支撑体区段包括液体通过部（Flüssigkeitsdurchlässe）。

在实施方式中折叠的过滤介质的端部折叠在支撑体处固定于在第一和第二支撑体区段之间的区域中。

在实施方式中过滤元件包括仅仅一个由折叠的过滤介质形成的连续的折叠棚。相对于其它的过滤元件，带有仅仅一个折叠棚的实施方案具有如下优点，即使得过滤面提高。在过滤元件的外周面之内进行例如特别适宜的空间利用。

此外在实施方式中设置有至少一个固定在折叠轮廓中的一个处的端部盘，所述端部盘尤其具有联接接管，所述联接接管能够连通地与净化流体区域耦联。端部盘能够安置到折叠轮廓上并且使折叠几何结构稳定化。在实施方式中设置有上部的和下部的端部盘，在它们之间来设置折叠的过滤介质以及支撑体。

有利地到上部的端部盘或支撑体的上部的端侧中集成有用于过滤介质的旁通阀。这样的旁通阀尤其使用在油过滤器中。通过旁通阀布置在过滤元件的上部的区域中来避免，在运行期间沉积在过滤元件的和/或过滤器壳体的底部处的颗粒在打开的旁通阀的情况下通过所述旁通阀到达到净化流体区域中。旁通阀优选地相邻于联接接管来布置，通过所述联接接管使得净化流体能够从过滤元件中导开。旁通阀和联接接管直接彼此相邻的布置对于过滤元件的或过滤器系统的压差是有利的。旁通阀能够例如实施为调节阀或球阀；然而其它的实施方案同样可行。上部的端部盘或支撑体的上部的侧面能够在此形成阀座，从而不需要附加的形成阀座的结构部件。

在过滤元件的一种有利的设计方案中支撑体具有加热装置。由此过滤元件能够特别节约场地地设有加热装置。尤其在过滤元件作为燃料过滤器的设计方案中加热装置是有利的，因为借此使得过滤元件能够按需地加温并且因此即使在低的温度（在其中尤其柴油燃料的组成部分倾向于凝固）的情况下也保证过滤元件的穿流。利用加热功能使得支撑体除了支撑过滤介质和引导净化流体之外承担另外的功能。

加热装置有利地构造为薄膜复合物（Folienverbund），也就是说加热装置具有例如带有电的阻抗加热元件的加热薄膜（Heizfolie），所述阻抗加热元件层压（einlaminiert）到两个载体薄膜之间。薄膜复合物在其形状方面能够匹配支撑体并且能够安置到所述支撑体上。由此能够加热相对大的面，而在此不导致显著的压差上升。

加热装置能够例如安置到第二支撑体区段上。备选地能够实现加热装置的与整个的支撑体匹配的造型，从而加热装置如外周那样包围支撑体，其中，适宜地引入开口用于使得流体通过加热装置进入到构造在第一和第二支撑体区段之间的净化流体区域中。另一备选的实施方式在于，将支撑体和加热装置一起构造，从而加热装置不可分开地与支撑体连接。例如支撑体制造为合成材料注塑部件并且加热元件注入到合成材料中。加热装置的一种特别有利的设计方案例如在就此参考的、带有文件号DE 10 2015 003 098.1的、迄今还没有公开的德国的专利申请中来描述。据此，将带有电的阻抗元件（所述阻抗元件层压到两个载体薄膜之间并且由面型的热传导元件围住）的三明治构建嵌入到合成材料中。电的联接触点从合成材料中引导出来。有利地将这样的三明治构建嵌入到支撑体的合成材料中。

在根据本发明的过滤元件的一种改进方案中支撑体具有至少一个传感器或用于传感器的至少一个接口。传感器优选地布置在净化侧。接口例如以联接接管的形式引入到第二支撑体区段中，从而传感器能够从外部插入到过滤元件中并且伸入到在第一和第二支撑体区段之间的净化流体区域中。同样可实现将传感器设计为芯片，其能够布置在支撑体的面向净化流体区域的内面上。芯片能够有利地无接触地与在过滤器壳体中的控制/评估单元通讯。传感器能够例如设计用于，确定温度、压力、压力差或水位或者探测一定的颗粒和/或其性质。传感器到支撑体中的集成实现传感器的节约场地的布置。

此外提出过滤器组件，其包括过滤器容纳件和容纳在过滤器容纳件中的过滤元件。过滤元件尤其如之前描述的那样设计。在此能够例如将联接接管设置在过滤元件的横截面的重心之外。由于折叠的过滤介质和支撑体区段彼此相邻的布置能够适宜地利用预设的结构空间。

本发明的另外的可行的实现方案还包括没有明确提及的之前或在下面关于实施例描述的特征或实施方式的组合。在此本领域技术人员还能够将各个方面作为改善方案或补充方案添加到过滤元件的和/或过滤器组件的相应的基本形式。

附图说明

本发明的另外的设计方案为本发明的从属权利要求以及下面描述的实施例的主题。此外按照实施例参考附上的图进一步阐述本发明。

在此：

图1：示出过滤元件的第一实施方式的透视的分解图示；

图2：示出根据图1的过滤元件的横截面视图；

图3：示出带有根据图1的过滤元件的过滤器组件的一种实施方式的横截面视图；

图4：示出用于过滤元件的端部盘的一种实施方式的透视的视图；

图5和6：示出过滤元件的第二和第三实施方式的透视的分解图示；

图7-10：示出过滤元件的另外的实施方式的横截面视图；

图11-13：示出过滤元件的第八实施方式的透视的视图、分解视图和横截面视图；

图14：示出带有集成的加热装置的过滤元件的支撑体的透视的图示；

图15：示出带有传感器的过滤元件的透视的图示；

图16：示出带有源自图15的传感器的过滤元件的剖面图示；

图17：示出带有过滤器旁通阀的过滤元件的透视的图示；以及

图18：示出源自图17的局部的剖面图示。

具体实施方式

在图中只要没有相反的说明，则相同的附图标记表示相同的或功能上相同的元件。

图1示出过滤元件的第一实施方式的透视的分解图示。在图2中示出所属的横截面视图。过滤元件1的第一实施方式在此包括折叠的过滤介质2，所述过滤介质由平的材料折叠成之字形。材料能够例如包括合成的非织造织物材料、纸、粗纱或织物。平的过滤介质（其适用于构造起皱的介质）是已知的。能够使用一层的或多层的介质。

人们在图1的取向上从上方看出折叠轮廓13。在图2中人们看出，折叠具有不同的折叠高度。也就是说，在相邻的折叠边缘2A、2B之间的、形成折叠区段的间距在折叠的伸延中变化。过滤介质2构造一类折叠棚，其中，折叠区段基本上紧密相邻地伸延，但液体仍然能够在折叠区段之间流动。折叠区段基本上彼此平行伸延，也就是说折叠区段在平行的平面中伸延。在图示中人们看出外部的折叠边缘2A和内部的折叠边缘2B，其中，仅仅示例性地将一些以附图标记命名。外部的折叠边缘2A向外指向，并且内部的折叠边缘2B指向到过滤元件1的内部空间中。

此外在图1中标出外部的折叠边缘2A的包络线6A以及内部的折叠边缘2B的包络线7。相对于内部的折叠边缘2B地布置有支撑体3的第一支撑体区段3A。支撑体3基本上包括外部的或第二支撑体区段3B和内部的支撑体区段3A，所述内部的支撑体区段由从外部的支撑体区段3B伸延的肋22或支撑元件9形成。支撑元件9在组装的状态中包围净化液体区域4，并且肋22（其在纵方向5上彼此间隔开）在形状方面尤其保持过滤介质2的内部的折叠边缘2B。也就是说，于在图2中标出的穿流方向8方面，肋22或内部的或第一支撑体区段3A抵抗折叠的变形作用。

人们尤其在图2中看出，外部的折叠边缘2A连同第二支撑体区段3B形成过滤元件1的外部的外周面。外部的外周面利用6表示并且在图1的实施方式中相应于柱体外周。在过滤元件1运行时，污染的流体在图2的取向上从左穿流过滤介质2并且沿着流动方向8进入到净化流体区域或净化液体区域4中。从该处能够将所述流体用作在机动车中的净化的运行介质。例如所述运行介质能够涉及油或燃料。

过滤元件1尤其还适用为柴油或汽油过滤元件，但其它的应用场合也是可行的。例如还能够将尿素溶液借助于过滤元件1来净化。在根据规定的使用的情况下存在的流动方向8如在图2中标出的那样基本上从外部的折叠边缘2A朝向内部的折叠边缘2B或在朝内部的支撑体区段3A并且继续朝外部的支撑体区段3B的方向上伸延。折叠的过滤介质2具有端部折叠2C和2D，所述端部折叠固定于在第一和第二支撑体区段3A、3B之间的过渡区域中。在图1的实施方式中将外部的第二支撑体区段3B（其部分形成过滤元件1的外周面）实施成流体密封。

此外如在图1中示出的那样，设置有（可选的）上部的和下部的端部盘11、14，它们分别安置到折叠轮廓13上。端部盘11、14能够由合成材料制成，其流体密封地固定到折叠轮廓13上。这能够通过粘结、焊接或其它的固定可能性来进行。端部盘11、14使得折叠稳定化并且将初始流体区域与净化流体区域分离。在图1中示出的上部的端部盘11具有联接接管12，所述联接接管与净化液体空间4相对应。联接接管12在此（以及净化液体空间4）偏心布置。过滤元件的纵轴线在图1中利用5表示。

在图1或图2的实施方式中端部盘11、14设有突出的缘边15、16，从而折叠棚2的外部的折叠边缘2A和外部的支撑体区段3B被包围。在内部的支撑体区段3A中此外设置有开口23，从而净化的流体能够尽可能无阻地进入到净化流体区域4中。在过滤元件1的示出的实施方式中待净化的流体（如液态的运行介质）确切地说不是径向地，也就是说在朝对称轴线的方向上流动通过过滤介质2，而是确切地说横向地沿着优选方向8从在图2的取向上左边存在的初始流体区域流动到净化流体区域4中。

图3示出带有过滤元件（如所述过滤元件在图1和2中示出的那样）的过滤器组件的一种实施方式的横截面视图。过滤器组件100在此具有过滤器容纳件或过滤器壳体17，带有用于初始或净化流体的进入开口19和排出开口18。到过滤器容纳件（其能够实施成多件式）17中插入过滤元件1。联接接管12在此插入到排放开口18中。通过流入开口19能够使得脏的初始流体21进入到初始流体区域24中。初始流体区域24在此包围过滤元件1。过滤元件容纳件或壳体17能够在此包围柱体形的容积。待净化的流体（如例如柴油燃料或类似物）在穿流方向8上穿流过滤介质2并且进入到在支撑体3之内的净化流体区域4中。从该处流体通过联接接管12作为净化的流体20经过其它的没有示出的线路到达到机动车的另外的组成部分。

在如图3中示出的那样的实施方式中，将净化流体区域4和由此还有相应的联接接管12或壳体17的排放开口18布置成偏心于对称轴线或纵轴线5。然而在一定的装入情况中期望中央的排放开口。在图4中示出用于过滤元件的端部盘的另一实施方式的透视的视图，所述过滤元件满足这种要求。端部盘25与在图1中示出的端部盘类似地实施。然而设置有转向通道26，所述转向通道将基本上沿着净化流体区域轴线28存在的净化流体转向成在朝纵轴线或对称轴线5的方向上流动的流体。在图4中的振荡的箭头27标明径向被转向的净化流体的流动。由此能够实现，将联接接管12在中央设置在端部盘25处。就此而言能够将在过滤面方面优化的过滤元件还使用在传统的过滤器组件中，所述过滤器组件通常安排用于在两个端部盘之间的星形的环状折叠棚并且决定（bedingen）中心的联接接管。

在图5和6中示出过滤元件的第二和第三实施方式的透视的分解图。关于图5方面示出过滤元件10，在其中支撑体3基本上如下实施，如其关于源自图1和2的第一实施方式方面阐述的那样。过滤介质102设计为带有变化的折叠高度的改型的环状折叠棚。过滤介质102在此具有环绕折叠区段2E，所述环绕折叠区段包围外部的支撑体区段3B。人们在图5中看出外部的折叠边缘102A，所述外部的折叠边缘形成包络线6A。

内部的折叠边缘102B具有包络线7。内部的折叠边缘102B的包络线7连同环绕折叠区段2E包围净化流体区域4，所述净化流体区域由支撑体3一同限制。代替端部折叠（如其在图2中表示为2C和2D那样）而出现连接折叠边缘102C和102D的、包围支撑体3的环绕折叠区段2E。就此而言外周面由特别长的环绕折叠区段2E和外部的折叠边缘102A的包络线6A形成。

图6示出过滤元件10，其类似于在图5中示出的过滤元件来构建。过滤介质102在此相应于环状折叠棚，如所述环状折叠棚在图5中标明的那样。然而支撑体103具有非流体密封的外部的支撑体区段103B。支撑体区段103B具有开口29，通过所述开口使得流体能够进到净化流体区域4中。因为开口29在组装的状态中由环绕折叠区段2E覆盖，故在此存在另外的附加的过滤面。内部的第二支撑体区段103A面向折叠棚102的内部的折叠边缘102B。

能够设置有与如基本上在图1至6中示出的那样的折叠几何结构不同的折叠伸延。相应地，还能够匹配支撑体25的几何结构。在图7至10中示出过滤元件的另外的实施方式的横截面视图。在此将附图标记如在图1至3中那样用于外周面6、外部的折叠边缘2A、内部的折叠边缘2B、净化空气区域4、内部的支撑体区段3A和外部的支撑体区段3B。在图1至6的实施方式中内部的折叠边缘3A具有至少部分凸状的包络线，而在图7至10中标明凹入的包络线7。

在图7的示例方面标明，折叠高度在折叠棚的伸延中如何改变。明确地标出两个相邻的折叠边缘2A、2B。在外部的折叠边缘2A和内部的折叠边缘2B之间的间距基本上表示折叠高度H1。在折叠棚的伸延中标明另外的相邻的折叠边缘2A'和2B'。获得的折叠高度H2在此明显大于折叠高度H1。过滤元件因此包括带有能够变化的折叠高度的折叠的过滤介质。

图8、9和10示出净化流体区域4和折叠高度的另外的几何结构的设计方案。虽然示出基本上圆形的横截面，但还可考虑其它的柱体形状。

在图11至13中示出过滤元件的第八实施方式。过滤元件110在此具有（如人们在图13中在横截面视图中看到的那样）半圆形的基本面。人们又看出带有能够变化的折叠高度的、折叠成之字形的过滤介质202。在此获得外部的折叠边缘202A和内部的折叠边缘202B。相应的端部折叠202C和202D固定在支撑体203处。支撑体203在此具有板形的直角的外部的支撑体区段203B。从支撑体区段203B（其能够实施为合成材料板）朝向内部的折叠边缘202B地突出有形成内部的支撑体区段203A的肋或支撑元件。

过滤元件110因此具有外周面（所述外周面由直角的区段203B构成）和半圆形的区段，所述区段由外部的折叠边缘202A的包络线206A形成。此外人们看出净化流体区域4，其由板203B和包络线或内部的折叠边缘202b包围。两个相同的过滤元件110能够组装成一个圆柱体形的元件。

在图14中示出带有集成的加热装置30的过滤元件1的一种有利的设计方案。加热装置30在此构造为薄膜复合物并且安置到支撑体3的第二支撑体区段3B上。在一种备选的没有示出的实施方式中使得加热装置嵌入到支撑体3的材料中，例如由合成材料包围注塑。

在图15和图16中示出带有传感器40的过滤元件1的一种有利的设计方案。支撑体3具有例如以螺纹接管的形式的接口41，通过所述接口使得传感器3能够与支撑体3连接。通过接口41使得传感器40能够如下从外插入或引入到第二支撑体区段3B中，即使得安装的传感器40伸入到在第二支撑体区段3B之后的净化流体区域4中。还可想到，将多个接口41引入到支撑体3中，从而多个传感器40（尤其用于不同的过程变量）能够与支撑体3连接。

在图17中示出过滤元件1，其附加地装备有旁通阀50。旁通阀50集成到过滤元件1的上部的端部盘11中并且偏心于过滤元件1的纵轴线5并且相邻于联接接管12地布置在支撑体3上。

在图18中详细示出源自图17的局部。端部盘11形成旁通阀50的阀座。旁通阀50具有阀弹簧51和阀锥52。然而旁通阀50的其它的实施方式同样可行。

尽管本发明按照各种实施例来描述，然而本发明不受限于此，而是能够以多种方式改型。示出的几何结构能够改变。除了标明的液态过滤的应用之外还能够过滤气态的流体。就此而言还可行的是，过滤元件设计为空气过滤元件。

附图标记列表

1 过滤元件

2 过滤介质

2A、2B 折叠边缘

2C、2D 端部折叠

2E 环绕折叠区段

3 支撑体

3A、3B 支撑体区段

4 净化液体区域

5 纵轴线

6 外周面

6A 内部的折叠边缘的包络线

7 外部的折叠边缘的包络线

8 穿流方向

9 支撑元件

10 过滤元件

11 端部盘

12 联接接管

13 折叠轮廓

14 端部盘

15、16 缘边

17 过滤器容纳件

18 排放开口

19 流入开口

20 净化流体

21 初始流体

22 肋

23 开口

24 初始流体区域

25 端部盘

26 转向通道

27 转向流动

28 净化流体区域轴线

29 开口

30 加热装置

40 传感器

41 接口

50 旁通阀

51 阀弹簧

52 阀锥

102 过滤介质

102A、102B 折叠边缘

102C、102D 端部折叠

103 支撑体

103A、103B 支撑体区段

100 过滤器容纳件

110 过滤元件

202 过滤介质

202A、202B 折叠边缘

202C、202D 端部折叠

203 支撑体

203A、203B 支撑体区段

206A、207 包络线

H1、H2 折叠高度。