DE102009024699A1

DE102009024699A1 - Filtereinrichtung

Info

Publication number: DE102009024699A1
Application number: DE102009024699A
Authority: DE
Inventors: Michael Koball
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2009-06-12
Filing date: 2009-06-12
Publication date: 2010-12-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung (1), insbesondere eine Öl- oder Kraftstofffiltereinrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit einem ein stehendes Ringfilterelement (5) aufnehmenden Filtergehäuse (2), welches ein Filtergehäuseteil (3) und einen damit von unten verschraubbaren Filtertopf (4) aufweist, wobei das Ringfilterelement (5) über eine erste Verbindungseinrichtung (6) drehbar und in Axialrichtung (7) gehalten mit dem Filtergehäuseteil (3) und über eine zweite Verbindungseinrichtung (8) drehfest und in Axialrichtung (7) verstellbar mit dem Filtertopf (4) verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere eine Öl- oder Kraftstofffiltereinrichtung für einen Verbrennungsmotor.
Filtereinrichtungen sind in Kraftfahrzeugen weit verbreitet und besitzen oftmals ein radial durchströmtes Ringfilterelement. Von Zeit zu Zeit muss dieses Ringfilterelement ausgetauscht werden, um einerseits eine ausreichende Filterleistung und andererseits einen Mindestmediumdurchfluss gewährleisten zu können. Aus diesem Grunde ist ein Filtergehäuse, in welchem das Ringfilterelement angeordnet ist, üblicherweise aufschraubbar, wobei vor dem eigentlichen Aufschrauben und dem Entnehmen bzw. Austauschen des Ringfilterelementes, zunächst ein Ablassen der Filterflüssigkeit erfolgen muss, um eine Kontamination der Umgebung zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Filtereinrichtung eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere deren Handhabung vereinfacht.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Filtereinrichtung, insbesondere eine stehend angeordnete Filtereinrichtung, mit einem ebenfalls stehend angeordneten Ringfilterelement mit einem Filtergehäuse zu versehen, in welchem das Ringfilterelement gelagert ist und welches aus einem Filtergehäuseteil und einem damit von unten verschraubbaren Filtertopf ausgebildet ist. Das Ringfilterelement ist dabei erfindungsgemäß drehbar und gleichzeitig in Axialrichtung gehalten mit dem Filtergehäuseteil und drehfest und in Axialrichtung verstellbar mit dem Filtertopf verbunden. Dies führt bei einem Abschrauben des Filtertopfes dazu, dass sich das Ringfilterelement zunächst mit dem Filtertopf mitdreht, sich jedoch gleichzeitig axial zu diesem verstellt und dabei beispielsweise einen an einer unteren Endscheibe des Ringfilterelementes angeordneten und axial zu dieser abstehenden Pin aus einer im Filtertopf vorgesehenen Leerlauföffnung herauszieht. Dabei wird bei einem Abschrauben des Filtertopfes vom Filtergehäuseteil zunächst der Pin aus der Leerlauföffnung herausgezogen, so dass das Filterfluid abfließen kann, bevor ein völliges Trennen, das heißt ein Losschrauben, des Filtertopfes vom Filtergehäuseteil erfolgt. Erst kurz vor einem vollständigen Lösen des Filtertopfes vom Filtergehäuseteil wird das Ringfilterelement auch in Axialrichtung relativ zum Filtertopf fixiert, so dass nach dem kompletten Lösen der Verschraubung zwischen dem Filtertopf und dem Filtergehäuseteil das Ringfilterelement vom Filtergehäuseteil abgezogen werden kann. Nach dem Abschrauben des Filtertopfes vom Filtergehäuseteil, kann das Ringfilterelement durch eine geringe Drehbewegung und eine anschließende axiale Auszugsbewegung aus dem Filtergehäuse entnommen und durch ein neues ersetzt werden. Mit der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung ist es somit möglich, einen Austausch des Ringfilterelementes einerseits einfach und andererseits sicher zu gestalten, da der zwischen dem Ringfilterelement, dem Filtertopf und dem Filtergehäuseteil wirkende Verbindungsmechanismus so gestaltet ist, dass ein völliges Abnehmen des Filtertopfes vom Filtergehäuseteil erst nach einem kontrollierten Ablassen des Filterfluids erfolgen kann, wodurch eine Kontaminierung der Umgebung mit Filterfluid zuverlässig vermieden werden kann.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung,
2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene II-II,
3 eine weitere mögliche Ausführungsform einer zweiten Verbindungseinrichtung zwischen einer unteren Endscheibe und einem Filtertopf,
4–7 weitere mögliche Ausführungsformen einer zweiten Verbindungseinrichtung zwischen einem Filtertopf und einer unteren Endscheibe eines Ringfilterelementes.
Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1, welche beispielsweise als Öl- oder als Kraftstofffiltereinrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist, ein Filtergehäuse 2 auf, das im Wesentlichen aus einem Filtergehäuseteil 3 und einem damit von unten verschraubbaren Filtertopf 4 besteht. Innerhalb des Filtergehäuses 2, insbesondere innerhalb des Filtertopfes 4, ist dabei ein Ringfilterelement 5 angeordnet, das über eine erste Verbindungseinrichtung 6 drehbar und in Axialrichtung 7 gehalten mit dem Filtergehäuseteil 3 und über eine zweite Verbindungseinrichtung 8 drehfest und in Axialrichtung 7 verstellbar mit dem Filtertopf 4 verbunden ist. Der Filtertopf 2 ist dabei über ein Gewinde 9 mit dem Filtergehäuseteil 3 verschraubt.
Die erste Verbindungseinrichtung 6 ist gemäß der 1 durch einen Dom 10 mit wenigstens einer Umfangsnut 11 gebildet, der in einen Innenraum 12 des Ringfilterelementes 5 eingreift, wobei an einer oberen Endscheibe 13 des Ringfilterelementes 5 wenigstens ein Rastelement 14 angeordnet ist, welches in die Umfangsnut 11 eingreift. Die erste Verbindungseinrichtung 6 ist somit im Wesentlichen aus dem oder den Rastelementen 14 und der zugehörigen Umfangsnut 11 am Dom 10 gebildet. Generell kann dabei das wenigstens eine an der oberen Endscheibe 13 des Ringfilterelementes 5 angeordnete Rastelement 14 auch als umlaufender Rastkragen ausgebildet sein. Zwischen der oberen Endscheibe 13 und dem Dom 10 ist vorzugsweise zusätzlich eine O-Ringdichtung 15 zur Abdichtung vorgesehen, welche in einer axial zur Umfangsnut 11 versetzten Umfangsnut 11' am Dom 10 gehalten ist. Eine ähnliche O-Ringdichtung 15' muss dabei im Bereich des Gewindes 9 des Filtertopfes 4 vorgesehen werden, da diese Stelle gegenüber der Umgebung dicht sein muss. Dadurch wird die Schraubverbindung zwischen dem Filtertopf 4 und dem Filtergehäuseteil 3 abgedichtet.
Am Filtertopf 4 ist eine Leerlauföffnung 16 vorgesehen, in welche ein an einer unteren Endscheibe 17 angeordneter und senkrecht von dieser abstehender Pin 18 eingreift. Im Betriebszustand ist somit die Leerlauföffnung 16 im Filtertopf 4 durch den darin eingeschobenen Pin 18 verschlossen. Ebenfalls an der unteren Endscheibe 17 angeordnet sind radial von dieser abstehende Führungskonturen 19 (vgl. 2), die in zugehörige filtertopfseitige Führungsnuten 20 eingreifen. Die filtertopfseitigen Führungsnuten 20 verlaufen dabei gemäß der 1 im Wesentlichen in Axialrichtung 7, weisen jedoch auch eine quer zur Axialrichtung 7 verlaufende Abzweigung 21 auf.
Bei einem Abschrauben des Filtertopfes 4 vom Filtergehäuseteil 3 wird mittels der ersten und zweiten Verbindungseinrichtungen 6 und 8 zunächst das im Filtertopf 4 angeordnete Ringfilterelement 5 zusammen mit dem Filtertopf 4 gedreht, gleichzeitig jedoch in Axialrichtung 7 am Dom 10 gehalten, so dass sich während der Abschraubbewegung der Pin 18 zunehmend aus der Leerlauföffnung 16 herauszieht und dadurch das noch im Filtertopf 4 befindliche Filterfluid kontrolliert ablaufen kann. In dieser Zeit gleiten die Führungskonturen 19 der unteren Endscheibe 17 in Axialrichtung entlang der Führungsnuten 20, bis sie auf die Abzweigung 21 treffen. Beim Einführen der Führungskonturen 19 in die Abzweigung 21 ist der Pin 18 bereits vollständig aus der Leerlauföffnung 16 herausgefahren, so dass eine Rotationsübertragung vom Filtertopf 4 auf das Ringfilterelement 5 ausschließlich noch über die Führungskonturen 19 erfolgt. Generell kann bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 jedoch zuverlässig gewährleistet werden, dass vor einem kompletten Abnehmen des Filtertopfes 4 vom Filtergehäuseteil 3 ein Leerlaufen des Filtertopfes 4 erfolgen kann, wodurch eine Kontamination der Umgebung mit Filterfluid zuverlässig vermieden werden kann. Die Abzweigungen 21 in den Führungsnuten 20, dienen zur Axialfixierung des Ringfilterelementes 5 nach dem Losschrauben des Filtertopfes 4 vom Filtergehäuseteil 3, so dass bei einem Abnehmen des Filtertopfes 4 zugleich das Ringfilterelement 5 vom Dom 10 abgezogen werden kann. Generell sind dabei vorzugsweise drei Führungsnuten 20 am Filtertopf 4 vorgesehen. Das Filtergehäuseteil 3 kann selbstverständlich auch als ortsfester Bestandteil an einem Verbrennungsmotor ausgebildet sein.
Gemäß der 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Filtereinrichtung 1 gezeigt, bei welcher an der unteren Endscheibe 17 in Axialrichtung 7 abstehende Hinterschnitthaken 22 vorgesehen sind. Gemäß der Schnittdarstellung A-A sind dabei die Hinterschnitthaken 22 dargestellt und zwar einmal als Hinterschnitthaken 22a beim Befestigen des Filtertopfes 4 am Filtergehäuseteil 3 und als Hinterschnitthaken 22b beim Lösen des Filtertopfes 4 vom Filtergehäuseteil 3.
Gemäß den 4a und 4b ist eine zweite Verbindungseinrichtung 8 gezeigt, bei welcher ein filtertopfseitiges Rastelement 14' einen Hinterschnitt an der unteren Endscheibe 17 des Ringfilterelementes 5 hintergreift, wobei die hinterschnittartige Hintergreifung zusätzlich durch eine Spannhülse 23 gesichert ist (vgl. 4b).
Gemäß der 5 ist eine weitere Filtereinrichtung 1 gezeigt, bei welcher eine zusätzliche, die obere Endscheibe 13 fixierende und gleichzeitig mit dem Filtertopf 4 verbindende Halteeinrichtung 24 vorgesehen ist. Die Halteeinrichtung 24 kann selbstverständlich auch einteilig mit der oberen Endscheibe 13 ausgebildet oder aber separat zu dieser gefertigt werden. Gemäß der 5 ist dabei erkennbar, dass die obere Endscheibe 13 von an der Halteeinrichtung 24 angeordneten Zentrierkonturen 25 zentriert und fixiert wird. Des Weiteren kann man der 5 entnehmen, dass an der Halteeinrichtung 24 Rasthaken 14'' und 14''' angeordnet sind, welche den Filtertopf 4 an außenliegenden Umfangsnuten 11'' und an innenliegenden Umfangsnuten 11''' hintergreifen. Selbstverständlich kann dabei das gemäß der 5 dargestellte Ringfilterelement 5 an seiner unteren Endscheibe 17 ebenfalls einen axial abstehenden Pin 18 aufweisen, der dann in eine filtertopfseitige Leerlauföffnung 16 eingreift.
Eine weitere mögliche Ausführungsform der zweiten Verbindungseinrichtung 8 ist gemäß der 6 dargestellt, wobei hier zusätzlich am Filtertopf 4 und an der unteren Endscheibe 17 jeweils ein komplementär ausgebildetes Gewinde 9' angeordnet ist, das jedoch unter Umständen eine andere Gewindesteigung als das Gewinde 9 zwischen dem Filtertopf 4 und dem Filtergehäuseteil 3 aufweist. Auch diese Variante kann wiederum einen nicht gezeigten Pin 18 aufweisen, so dass bei einem Abschrauben, das heißt bei einem Lösen, des Filtertopfes 4 vom Filtergehäuseteil 3 zunächst der in die Leerlauföffnung 16 hineinragende Pin 18 für eine Drehbewegung des Ringfilterelementes 5 sorgt. Nach einem vollständigen Herausziehen des Pins 18 aus der Leerlauföffnung 16 läuft der Filtertopf 4 leer und es kann gleichzeitig das jeweils am Filtertopf 4 und an der unteren Endscheibe 17 angeordnete Gewinde 9' miteinander in Eingriff gebracht werden, wodurch ein Abziehen des Ringfilterelementes 4 aus dem Filtergehäuseteil 3, insbesondere von einem gemäß der 1 gezeigten Dom 10, erfolgen kann.
Gemäß den 7b–7e sind weitere zweite Verbindungseinrichtungen 8 dargestellt, welche jedoch nicht ausschließlich durch den Filtertopf 4 und die untere Endscheibe 17, sondern zusätzlich durch ein Einlegeteil 26 gebildet werden. Das Einlegeteil 26 kann dabei beispielsweise eine O-Ringdichtung 15'' sichern oder aber auch, wie dies gemäß der 7e dargestellt ist, eine Leerlauföffnung 16' darstellen, so dass diese nicht im Filtertopf 4 angeordnet werden muss. Das Einlegeteil 26 kann dabei beispielsweise über eine Rastverbindung 27 mit dem Filtertopf 4 verrastet und dadurch an diesem gehalten sein. Selbstverständlich ist aber gemäß den 7b–7e ein an der unteren Endscheibe 17 des Ringfilterelementes 5 vorgesehener, nicht jedoch gezeichneter, Pin 18 vorstellbar, der in eine komplementär dazu ausgebildete und am Filtertopf 4 vorgesehene Leerlauföffnung 16 eingreift.
Mit der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 lässt sich somit ein Wechseln des darin angeordneten Ringfilterelementes 5 äußerst einfach und zugleich umweltgerecht bewerkstelligen, da ein vollständiges Abnehmen des Filtertopfes 4 vom Filtergehäuseteil 3 ausschließlich dann erfolgen kann, sofern zunächst eine entsprechende Leerlauföffnung 16, 16' geöffnet und damit das im Filtertopf 4 befindliche Filterfluid kontrolliert abgelassen werden kann.

Claims

Filtereinrichtung (1), insbesondere eine Öl- oder Kraftstofffiltereinrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges mit einem ein stehendes Ringfilterelement (5) aufnehmendes Filtergehäuse (2), welches ein Filtergehäuseteil (3) und einen damit verschraubbaren Filtertopf (4) aufweist, wobei das Ringfilterelement (5) über eine erste Verbindungseinrichtung (6) drehbar und in Axialrichtung (7) gehalten mit dem Filtergehäuseteil (3) und über eine zweite Verbindungseinrichtung (8) drehfest und in Axialrichtung (7) verstellbar mit dem Filtertopf (4) verbunden ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Filtertopf (4) eine im Betriebszustand durch einen an einer unteren Endscheibe (17) des Ringfilterelements (5) angeordneten und axial von dieser abstehenden Pin (18) verschlossene Leerlauföffnung (16) vorgesehen ist
Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der unteren Endscheibe (17) radial abstehende Führungskonturen (19) vorgesehen sind, die in zugehörige filtertopfseitige Führungsnuten (20) eingreifen.
Filtereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die filtertopfseitigen Führungsnuten (20) in Axialrichtung (7) verlaufen.
Filtereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die filtertopfseitigen Führungsnuten (20) eine quer zur Axialrichtung (7) verlaufende Abzweigung (21) aufweisen.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Filtertopf (4) insgesamt mindestens eine, vorzugsweise drei, Führungsnuten (20) vorgesehen sind.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Filtergehäuseteil (2) ein Dom (10) mit wenigstens einer Umfangsnut (11) angeordnet ist, der in den Innenraum (12) des Ringfilterelements (5) eingreift, wobei an der oberen Endscheibe (13) des Ringfilterelements (5) wenigstens ein Rastelement (14) angeordnet ist, das in die Umfangsnut (11) eingreift.
Filtereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine an der oberen Endscheibe (13) des Ringfilterelements (5) angeordnete Rastelement (14) als Rastkragen ausgebildet ist.