DE29922324U1

DE29922324U1 - Flüssigkeitsfilter

Info

Publication number: DE29922324U1
Application number: DE29922324U
Authority: DE
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2001-04-26
Anticipated expiration: 2009-12-21

Description

Beschreibung: Flüssigkeitsfilter

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter, insbesondere Ölfilter, mit einem auswechselbaren Filtereinsatz, wobei der Flüssigkeitsfilter ein mit einem abnehmbaren Deckel versehenes Filtergehäuse, in dem der Filtereinsatz anzuordnen ist, sowie außer einem Einlaßkanal für zu reinigende und einem Auslaßkanal für gereinigte Flüssigkeit einen Ableitungskanal zur Entleerung des Filtergehäuses beim Wechsel des Filtereinsatzes aufweist, wobei der Filtereinsatz zwei Stirnscheiben, von denen wenigstens eine eine zentrale Durchbrechung aufweist, und einen zwischen den Stirnscheiben angeordneten Filterstoffkörper umfaßt, und wobei ein als Teil des Filtereinsatzes ausgebildetes Verschlußelement vorgesehen ist, das im Einbauzustand des Filtereinsatzes den Ableitungskanal verschließt und das mit dem Herausziehen des Filtereinsatzes aus dem Gehäuse den Ableitungskanal freigibt.

Ein Flüssigkeitsfilter sowie ein zugehöriger Filtereinsatz mit den vorstehend genannten Merkmalen sind aus der DE 34 09 219 C2 bekannt. Das Verschlußelement ist hier ein mit einem radial dichtenden O-Ring versehener Verschlußdorn, der im Einbauzustand in einer einen Teil des Ableitungskanals bildenden Bohrung liegt. Mit diesem bekannten Flüssigkeitsfilter und Filtereinsatz werden die gewünschten Funktionen zwar sicher gewährleistet, jedoch

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hat es sich als nachteilig herausgestellt, daß die Herstellung des Filtergehäuses und des Filtereinsatzes noch relativ aufwendig ist und entsprechend relativ hohe Kosten verursacht.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, einen Flüssigkeitsfilter mit zugehörigem Filtereinsatz der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die Herstellung vereinfacht und damit kostengünstiger ist.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Flüssigkeitsfilter und zugehörigem Filtereinsatz, die dadurch gekennzeichnet sind, daß der Ableitungskanal mit einem ringförmigen Ventilsitz an seinem dem Filtereinsatz zugewandten Ende ausgeführt ist und daß das Verschlußelement als dazu passender, axial dichtender Ventilkörper ausgebildet ist.

Mit der Erfindung wird vorteilhaft erreicht, daß sowohl das Filtergehäuse als auch der Filtereinsatz im Hinblick auf den Ablaßkanal sowie dessen Verschluß im Betrieb des Flüssigkeitsfilters einfacher gestaltet und damit kostengünstiger hergestellt werden können. Anstelle eines Verschlußdorns, der eine gewisse axiale Länge sowie eine in Umfangsrichtung laufende Nut mit einem Dichtring aufweisen muß, wird lediglich noch ein mit geringerer axialer Länge darstellbarer Ventilkörper verwendet. Dieser Ventilkörper wirkt mit einem entsprechend ausgebildeten Ventilsitz zusammen, der am dem Filtereinsatz zugewandten Ende des Ableitungskanals vorgesehen ist. Sowohl der Ventilkörper am Filtereinsatz als auch der Ventilsitz am Ableitungskanal des Filtergehäuses sind werkzeugfallend herstellbar, so daß zeitaufwendige Nachbearbeitungen nach einem Spritzguß- oder Druckguß-Prozeß hier nicht mehr erforderlich sind.

Bevorzugt ist weiter vorgesehen, daß der Ventilkörper in Radialrichtung des Filtereinsatzes gesehen zentral an diesem angeordnet ist- Der Filtereinsatz kann damit um seine Längsachse in jede beliebige Winkelstellung gedreht sein, da ein passendes Zusammenwirken von Ventilkörper und -sitz davon unabhängig ist. Auch eine Verdrehung des Filtereinsatzes während des Ein- und Ausbaus ist hier nicht störend.

Für Einsatzfälle, in denen der Ableitungskanal aus technischen, z.B. von einem Motorenhersteller vorgegebenen Gründen nicht konzentrisch zur Längsachse des Filtereinsatzes angeordnet sein kann und deshalb dezentral angeordnet ist, ist vorgesehen, daß der Ventilkörper in Radialrichtung des Filtereinsatzes gesehen dezentral an diesem angeordnet ist. In diesem Fall sind der Filtereinsatz und das Filtergehäuse zweckmäßig mit einer Verdrehsicherung ausgeführt, um eine exakte Position von Ventilkörper und -sitz relativ zueinander sicherzustellen.

Um durch Fertigungstoleranzen und durch thermische Einflüsse auftretende Maßschwankungen ausgleichen zu können, ist bevorzugt der Ventilkörper in Axialrichtung federnd an dem übrigen Filtereinsatz gehaltert. Damit ist unter allen Bedingungen ein sicherer Verschluß des Ableitungskanals im normalen Betrieb des Flüssigkeitsfilters gewährleistet.

Eine konkrete Weiterbildung des Flüssigkeitsfilters sieht vor, daß der Ventilkörper über einen oder mehrere elastisch-flexible Arme mit der benachbarten Stirnscheibe des Filtereinsatzes verbunden ist. Diese Arme sorgen einerseits für eine ausreichend stabile und dauerhafte Verbindung des Ventilkörpers mit der Stirnscheibe und erlauben andererseits die axiale Federung des Ventilkörpers in einem ausreichenden Maße.

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Zwecks Erzielung einer besonders wirtschaftlichen Fertigung wird weiter vorgeschlagen, daß der Ventilkörper und gegebenenfalls die Arme einstückig mit der benachbarten Stirnscheibe ausgebildet ist/sind. Besondere Montagearbeiten zur Verbindung des Ventilkörpers mit der zugehörigen Stirnscheibe sind hier nicht erforderlich, was die Fertigung beschleunigt und kostengünstig hält.

Eine zur vorhergehend beschriebenen Ausführung alternative Ausgestaltung sieht vor, daß der Ventilkörper und gegebenenfalls die Arme eine zunächst separate Baueinheit bildet/bilden, die mit der die zentrale Durchbrechung aufweisenden Stirnscheibe durch Einsetzen in die Durchbrechung verbindbar ist. Dabei kann die Verbindung wahlweise und je nach Bedarf eine dauerhafte Verbindung, wie Schweiß- oder Klebeverbindung, oder eine lösbare Verbindung, wie Rast- oder Schraubverbindung sein. Diese Ausführung des Flüssigkeitsfilters bietet den Vorteil, daß der Filtereinsatz zunächst ohne Ventilkörper hergestellt werden kann und daß er nur bei Bedarf mit dem Ventilkörper versehen wird. Damit können auf einer Fertigungseinrichtung sowohl Filtereinsätze, die ohne Ventilkörper, als auch Filtereinsätze, die mit Ventilkörper eingesetzt werden sollen, gefertigt werden. Außerdem besteht bei Verwendung einer lösbaren Verbindung die Möglichkeit, den Ventilkörper von einem verbrauchten Filtereinsatz zu trennen und an einem frischen Filtereinsatz weiter zu verwenden. Hierdurch werden der Materialverbrauch beim Filtereinsatzwechsel und die dabei entstehende Abfallmenge vermindert.

Wie vorstehend erläutert, wirkt der Ventilkörper in Axialrichtung dichtend mit dem Ventilsitz am Ableitungskanal zusammen. Aus diesem Grunde bietet es sich an, daß die den Ventilkörper aufweisende Stirnscheibe an ihrer äußeren Stirnfläche eine radial außen von der zentralen Durchbrechung liegende, axial dichtende Dichtkontur auf-

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weist, die zur Trennung von Roh- und Reinseite des Filters durch eine in Axialrichtung des Filtereinsatzes wirkende Kraft an eine passende Gegen-Dichtkontur im Filtergehäuse drückbar ist. Die erwähnte, in Axialrichtung des Filtereinsatzes wirkende Kraft sorgt damit sowohl für die Trennung von Roh- und Reinseite des Filters als auch für einen sicheren Verschluß des Ableitungskanals durch den Ventilkörper im normalen Betrieb des Flüssigkeitsfilters.

Um das Filtergehäuse des Flüssigkeitsfilters in seiner Geometrie möglichst einfach zu halten und um es im Gießverfahren problemlos herstellen zu können, ist weiter vorgesehen, daß der Auslaßkanal und der Ableitungskanal durch zwei konzentrische Rohrstutzen gebildet sind.

In Axialrichtung des Filtereinsatzes betrachtet kann der Ventilkörper außerhalb des Filtereinsatzes oder innerhalb des Filtereinsatzes oder auch etwa in einer Ebene mit der zugehörigen Stirnscheibe liegen; zur Gewährleistung der gewünschten Ventilfunktion muß selbstverständlich der Ableitungskanal, z.B. der diesen bildende Rohrstutzen, eine entsprechende Länge bzw. einen in einer entsprechenden Höhenlage liegenden Ventilsitz aufweisen. Damit ist eine flexible Anpassung an unterschiedliche vorgegebene Einbausituationen problemlos möglich. Wenn bei einem Filtereinsatzwechsel eine Vermischung von Roh- und Reinflüssigkeit vermieden werden soll, ist zweckmäßig vorgesehen, daß der äußere, den Auslaßkanal bildende Rohrstutzen niedriger ist als der innere, den Ableitungskanal bildende Rohrstutzen.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, daß der Ventilkörper die Form einer Kugelkalotte hat. Diese Form bietet den Vorteil, daß ein dichter Verschluß des Ableitungskanals auch dann gewährleistet ist, wenn der Ventilkörper am Filtereinsatz nicht absolut konzentrisch und koaxial zum

Ventilsitz im Filtergehäuse plaziert.ist.

Alternativ zu seiner Verbindung mit der Stirnscheibe kann der Ventilkörper auch Teil eines im Inneren des Filtereinsatzes angeordneten Stützkörpers sein. Diese Ausführung bietet den Vorteil, daß der Filtereinsatz, sofern er ohnehin mit einem Stützkörper in seinem Inneren gefertigt wird, für seine Ausführung mit einem Ventilkörper keine geänderten Fertigungseinrichtungen benötigt. Die Fertigung kann wie bisher erfolgen, da der Stützkörper ohnehin im Inneren des Filtereinsatzes angeordnet wird. Die Tatsache, ob der Stützkörper mit dem Ventilkörper ausgestattet ist oder nicht, hat auf den Fertigungsablauf praktisch keinen Einfluß.

Um einerseits den Filtereinsatz bei einem Abnehmen des Deckels des Filtergehäuses mit aus dem Filtergehäuse herausziehen zu können und um andererseits eine ausreichende axiale Bewegbarkeit des Filtereinsatzes zur Gewährleistung der axialen Abdichtung sicherzustellen, ist vorgesehen, daß der Filtereinsatz in seinem Einbauzustand unter axialem Bewegungsspiel mit dem Deckel verrastet ist und daß zwischen Deckel und Filtereinsatz eine Druckfeder angeordnet ist.

Um eine spätere Verwertung des Filtereinsatzes nach seiner Benutzung zu erleichtern, wird schließlich noch vorgeschlagen, daß die Stirnscheiben, der Ventilkörper und gegebenenfalls der Stützkörper Spritzgußteile aus dem gleichen Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Flüssigkeitsfilter mit eingebautem Filtereinsatz im Längsschnitt.

Wie die Zeichnungsfigur zeigt, umfaßt das hier dargestellte Ausführungsbeispiel eines Flüssigkeitsfilters 1 ein Filtergehäuse 10 mit einem Schraubdeckel 11 sowie einen im Filtergehäuse 10 angeordneten Filtereinsatz 1'. An seinem unteren Ende weist das Filtergehäuse 10 einen Einlaßkanal 14 für zu reinigende Flüssigkeit, z.B. öl einer Brennkraftmaschine, auf. Vom Einlaßkanal 14 aus kann sich die zu reinigende Flüssigkeit über den Außenumfang des Filtereinsatzes 1' verteilen. Nach Durchströmen eines einen Teil des Filtereinsatzes 1' bildenden Filterstoff körpers 10' gelangt die gereinigte Flüssigkeit dann durch das Innere des Filtereinsatzes 1' nach unten in einen ringförmigen Auslaßkanal 15.

Der Filterstoffkörper 10' des Filtereinsatzes 1' ist oberseitig und unterseitig mit je einer Stirnscheibe 20, 30 dicht verbunden, beispielsweise verklebt oder verschweißt. Im Inneren des Filterstoffkörpers 10' ist ein Stützkörper 40 angeordnet, der in üblicher Weise aus in Umfangsrichtung und in Axialrichtung verlaufenden Streben 41 gebildet ist und der dazu dient, den Filterstoffkörper 10' im Betrieb des Filters 1 abzustützen.

Während die obere Stirnscheibe 20 geschlossen ist, besitzt die untere Stirnscheibe 30 des Filtereinsatzes 1' eine zentrale Durchbrechung 31, die zur Ableitung der gefilterten Flüssigkeit in den Auslaßkanal 15 dient. Weiterhin ist an der in der Zeichnung nach unten weisenden Stirnscheibe 30 ein Ventilkörper 38 in Form einer nach unten vorragenden Kugelkalotte vorgesehen, der über mehrere, hier insgesamt vier elastisch-flexible Arme 39 mit der unteren Stirnscheibe 30 verbunden, vorzugsweise einstückig ausgeführt ist. Die Arme 39 sind so geformt, daß sie eine axiale Federung des Ventilkörpers 38 bilden.

Konzentrisch zum ringförmigen Auslaßkanal 15 ist zentral in diesem ein Ableitungskanal 16 vorgesehen, wobei die

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Kanäle 15 und 16 durch zwei konzentrische Rohrstutzen

17, 18 gebildet werden. Das obere Ende des Rohrstutzens

18, der den Ableitungskanal 16 begrenzt, ist als Ventilsitz 18' ausgeführt, der mit dem Ventilkörper 38 zusammenwirkt. Im in der Zeichnung dargestellten Einbauzustand des Filtereinsatzes I⁷ verschließt der Ventilkörper 38 im Zusammenwirken mit dem Ventilsitz 18' am Rohrstutzen 18 den Ableitungskanal 16 flüssigkeitsdicht. Bei Bedarf können der Ventilkörper 38 und der Ventilsitz 18' relativ zum Filtereinsatz 1' und zum Filtergehäuse 10 weiter oben positioniert sein, wobei auch eine Lage innerhalb des Filtereinsatzes 1' möglich ist.

Der Rohrstutzen 17, der den Auslaßkanal 15 radial außen begrenzt, ist an seinem oberen Ende als Dichtkontur 17' ausgebildet, die mit einer passenden Dichtkontur 37 an der nach unten weisenden Außenseite 32 der unteren Stirnscheibe 30 zusammenwirkt, um den Rohraum des Filters 1 von dessen Reinraum zu trennen.

Für einen ausreichenden Andruck des Filtereinsatzes 1' an die Dichtkontur 17' und an den Ventilsitz 18' sorgt eine Druckfeder 12, hier eine Schraubenfeder, die zwischen der oberen Stirnscheibe 20 des Filtereinsatzes 1' und der Innenseite des Deckels 11 des Filtergehäuses 10 angeordnet ist.

Bei einem Wechsel des Filtereinsatzes 1' wird der Deckel 11, hier ein Schraubdeckel, losgedreht und vom übrigen Filtergehäuse 10 getrennt. Um beim Losdrehen des Deckels 11 den Filtereinsatz 1' aus dem Filtergehäuse 10 herauszubewegen, besitzt der Filtereinsatz 1' auf der Oberseite seiner oberen Stirnscheibe 20 mehrere, hier insgesamt vier auf einem Kreis angeordnete Rastelemente 23, die mit einem ringförmigen Gegen-Rastelement 13 an der Innenseite des Deckels verrastbar sind, wobei im verrasteten Zustand noch ein axiales Bewegungsspiel besteht.

Wenn der Deckel 11 zum Zweck eines Filtereinsatzwechsels nach oben bewegt wird, gelangt der Ventilkörper 38 außer Anlage von seinem zugehörigen Ventilsitz 18', wodurch der Ableitungskanal 16, der bei z.B. einem Ölfilter zur ölwanne der Brennkraftmaschine führt, freigegeben wird. Durch diesen Ableitungskanal 16 entleert sich das Filtergehäuse 10, so daß beim Herausnehmen des Filtereinsatzes 1' ein praktisch flüssigkeitsfreier Filterstoffkörper 10' vorliegt.

Außer wie in dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, kann der Ventilkörper 38 zusammen mit seinen Armen 39 auch zunächst als separate Baueinheit vorgefertigt und dann mit der Stirnscheibe 30 im Bereich ihrer Durchbrechung 31 verbunden sein. Eine weitere Alternative besteht darin, daß der Ventilkörper 38 mit dem Stützkörper 40 einstückig ausgeführt oder nachträglich verbindbar ist.

Claims

1. Flüssigkeitsfilter (1), insbesondere Ölfilter, mit einem auswechselbaren Filtereinsatz (1'), wobei der Flüssigkeitsfilter (1) ein mit einem abnehmbaren Deckel (11) versehenes Filtergehäuse (10), in dem der Filtereinsatz (1') anzuordnen ist, sowie außer einem Einlaßkanal (14) für zu reinigende und einem Auslaßkanal (15) für gereinigte Flüssigkeit einen Ableitungskanal (16) zur Entleerung des Filtergehäuses (10) beim Wechsel des Filtereinsatzes (1') aufweist, wobei der Filtereinsatz (1') zwei Stirnscheiben (20, 30), von denen wenigstens eine eine zentrale Durchbrechung (31) aufweist, und einen zwischen den Stirnscheiben (20, 30) angeordneten Filterstoffkörper (10') umfaßt, und wobei ein als Teil des Filtereinsatzes (1') ausgebildetes Verschlußelement vorgesehen ist, das im Einbauzustand des Filtereinsatzes (1') den Ableitungskanal (16) verschließt und das mit dem Herausziehen des Filtereinsatzes (1') aus dem Gehäuse (10) den Ableitungskanal (16) freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableitungskanal (16) mit einem ringförmigen Ventilsitz (18') an seinem dem Filtereinsatz (1') zugewandten Ende ausgeführt ist und daß das Verschlußelement als dazu passender, axial dichtender Ventilkörper (38) ausgebildet ist.

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (38) in Radialrichtung des Filtereinsatzes (1') gesehen zentral an diesem angeordnet ist.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (38) in Radialrichtung des Filtereinsatzes (1') gesehen dezentral an diesem angeordnet ist.

4. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (38) in Axialrichtung federnd an dem übrigen Filtereinsatz (1') gehaltert ist.

5. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (38) über einen oder mehrere elastisch-flexible Arme (39) mit der benachbarten Stirnscheibe (30) des Filtereinsatzes (1') verbunden ist.

6. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (38) und ggf. die Arme (39) einstückig mit der benachbarten Stirnscheibe (30) ausgebildet ist/sind.

7. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (38) und ggf. die Arme (39) eine zunächst separate Baueinheit bildet/bilden, die mit der die zentrale Durchbrechung (31) aufweisenden Stirnscheibe (30) durch Einsetzen in die Durchbrechung (31) verbindbar ist.

8. Flüssigkeitsfilter nach nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventilkörper (38) aufweisende Stirnscheibe (30) an ihrer äußeren Stirnfläche (32) eine radial außen von der zentralen Durchbrechung (31) liegende, axial dichtende Dichtkontur (37) aufweist, die zur Trennung von Roh- und Reinseite des Filters (1) durch eine in Axialrichtung des Filtereinsatzes (1') wirkende Kraft an eine passende Gegen-Dichtkontur (17') im Filtergehäuse (10) drückbar ist.

9. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßkanal (15) und der Ableitungskanal (16) durch zwei konzentrische Rohrstutzen (17, 18) gebildet sind.

10. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (38) die Form einer Kugelkalotte hat.

11. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (38) Teil eines im Inneren des Filtereinsatzes (1') angeordneten Stützkörpers (40) ist.

12. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filtereinsatz (1') in seinem Einbauzustand unter axialem Bewegungsspiel mit dem Deckel (11) verrastet ist und daß zwischen Deckel (11) und Filtereinsatz (1') eine Druckfeder (12) angeordnet ist.

13. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnscheiben (20, 30), der Ventilkörper (38) und ggf. der Stützkörper (40) Spritzgußteile aus dem gleichen Kunststoff, vorzugsweise Polyamid, sind.