DE102004041290A1

DE102004041290A1 - Filteranordnung mit Rückschlagventil

Info

Publication number: DE102004041290A1
Application number: DE200410041290
Authority: DE
Inventors: Carsten Dr. Adomeit; Georg Kruse
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-08-25
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: DE102004041290B4

Abstract

Eine Filteranordnung (10) mit Rückschlagventil (11) für ein Medium in einem Leitungssystem, insbesondere für einen Hydraulikkreislauf in einem Kraftfahrzeug, hat ein Gehäuse (12), das an gegenüberliegenden Seiten eine Einlass-Bohrung (15) und eine Auslass-Bohrung (16) zur Verbindung mit dem Leitungssystem aufweist, und ein Filterelement (17), das mit zwei gegenüberliegenden Stirnseiten (18, 19) an das Gehäuse (12) grenzt, wobei eine auslassseitige Stirnseite (19) dichtend an das Gehäuse grenzt und die Auslass-Bohrung mit dem Innern des Filterelements verbunden ist. Eine einlassseitige Stirnseite (18) weist eine Kappe (21) auf, die das Filterelement verschließt, wobei Seitenwände (22) des Filterelements Filtermaterial aufweisen und wobei das Filterelement (17) mit den Stirnseiten klemmend im Gehäuse (12) sitzt und die Kappe (21) aus elastischem Kunststoff als Rückschlagventil (11) geformt ist, so dass die Einlass-Bohrung (15) mit einem Volumenbereich (23) außerhalb der Seitenwände des Filterelements verbindbar oder durch die Kappe (21) verschließbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung mit mindestens einem Rückschlagventil für ein Medium in einem Leitungssystem, insbesondere für einen Hydraulikkreislauf in einem Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse und mit mindestens einem Filterelement.
Derartige Filterelemente sind nach dem Stand der Technik in verschiedenartigen Varianten bekannt. Die DE 197 13 819 C1 stellt ein Kupplungsstück für ein Leitungssystem vor, in dem ein gasförmiges und/oder flüssiges Medium transportiert wird, mit einem Gehäuse, das einen Einlass und einen Auslass zur Verbindung mit dem Leitungssystem aufweist, wobei das Kupplungsstück in dem Gehäuse einen Ventilkörper für ein Rückschlagventil aufweist und dieser Ventilkörper als mechanischer Filter zum Ausfiltern von Verunreinigungen in dem Medium ausgebildet ist. Einlassseitig weisen Gehäuse und Ventilkörper konische Sitzflächen auf. Auslassseitig weist das Filterelement einen nach aussen weisenden Flansch auf, der bis an die Innenwand des Gehäuses ragt. Eine Spiralfeder drückt den Ventilkörper gegen das Gehäuse, so dass die Rückschlagventilfunktion durch Verschieben des gesamten Ventilkörpers bzw. Filterelements bewirkt wird.
Die DE 101 35 592 A1 offenbart einen Filter für Kraftstoff mit einem davon unabhängigen Rückschlagventil für Wasser.
Die DE 100 03 710 A1 beschreibt einen Ölfilter mit einem temperaturabhänigigem Bypass-Ventil, welches allerdings nicht als Rückschlagventil ausgebildet ist.
Die EP 0 254 776 B1 zeigt einen Ölfilter mit Ventilanordnung zum Beimischen von Additiven.
Die EP 1 271 028 A2 offenbart ein Gas-Flüssigkeits-Grenzschicht-Ventil im Raumbereich des Gases über einer Flüssigkeit zur Sperrung, falls die Gas-Flüssigkeits-Grenzschicht das Ventil erreicht.
Die EP 1 169 105 B1 beschreibt eine Filter-Ventilanordnung mit drei Rückschlagventilen, von denen zwei federbelastete Rückschlagventile sind und eines ein nicht belastetes Rückschlagventil ist.
Die DE 40 21 292 A1 zeigt einen Ölfilter mit einem federvorgespannten Rückschlagventil.
Schließlich stellt die WO 00/77352 eine Filteranordnung mit einem nicht vorgespanntem elastischen T-förmigen Rückschlagventil vor, welches beweglich ist zum Durchlassen von Öl im druckfreien Zustand.
Die Filteranordnungen nach dem Stand der Technik weisen im wesentlichen eine funktionale und räumliche Trennung von Filter und Rückschlagventil auf, wodurch meist die Nachteile eines großen Raumbedarfs und einer großen Anzahl notwendiger Einzelteile für die Filteranordnung entstehen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu grunde, eine Filteranordnung mit Rückschlagventil zu schaffen, die aus wenig Einzelteilen besteht und kompakt gebaut ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Aufgrund der Kombination der Merkmale des Patensanspruches 1 ist eine kompakte Filteranordnung mit einem integrierten Rückschlagventil geschaffen, die aus einer geringen Anzahl von entsprechenden Komponenten besteht bzw. nur ein geringe Anzahl von Komponenten aufweist. Hierdurch ist diese einerseits sehr kompakt baubar, andererseits auch wartungsfreundlich und kostengünstig herstellbar.
Es gibt nun unterschiedliche Möglichkeiten die erfindungsgemäße Filteranordnung in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden soll nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung sowie der dazugehörenden Zeichnung näher erläutert werden.
In der Zeichnung zeigt:
1 eine schematische Schnittzeichnung einer Filteranordnung mit Rückschlagventil gemäß der Erfindung;
2 eine schematische Schnittzeichnung des Rückschlagventils der Filteranordnung aus 1 gemäß der Erfindung;
3 eine schematische Schnittzeichnung der Filteranordnung mit Rückschlagventil aus 1 gemäß der Erfindung im Sperrzustand;
4 eine schematische Schnittzeichnung der Filteranordnung mit Rückschlagventil aus 1 gemäß der Erfindung im Durchlasszustand und
5 eine schematische Schnittzeichnung einer Filteranordnung mit Rückschlagventil gemäß der Erfindung in einer Ausführungsform als Kartusche.
1 zeigt eine Filteranordnung 10 mit einem Rückschlagventil 11 gemäß der Erfindung.
Die Filteranordnung 10 mit dem Rückschlagventil 11 für ein Medium in einem Leitungssystem, insbesondere für einen Hydraulikkreislauf in einem Kraftfahrzeug, weist ein Gehäuse 12, das aus einem ersten Gehäuseteil 13 und einem zweiten Gehäuseteil 14 besteht, auf. Das Gehäuse 12 weist vzw. an gegenüberliegenden Seiten eine Einlass-Bohrung 15 und eine Auslass-Bohrung 16 zur Verbindung mit dem Leitungssystem auf. Die Filteranordnung 10 weist ein Filterelement 17 auf, das mit zwei vzw. gegenüberliegenden Stirnseiten 18, 19 an das Gehäuse 12 grenzt, wobei die auslassseitige Stirnseite 19 vzw. über einen Dichtring 20 dichtend an das Gehäuse 12 grenzt, so dass die Auslass-Bohrung 16 mit dem Innern des Filterelements 17 verbunden ist.
Die einlassseitige Stirnseite 18 weist eine Kappe 21 auf, die das Filterelement 17 in der einlassseitigen Stirnseite 18 verschließt. Die Seitenwände 22 des Filterelements 17 weisen Filtermaterial auf. Das Filterelement 17 sitzt mit den Stirnseiten 18, 19 klemmend im Gehäuse 12. Die Kappe 21 ist aus elastischem Kunststoff und als Rückschlagventil 11 geformt bzw. ausgebildet, so dass die Einlass-Bohrung 15 mit einem Volumenbereich 23 außerhalb der Seitenwände 22 des Filterelements 17 verbindbar oder durch die Kappe 21 verschließbar ist.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform weist das Gehäuse 12 vorzugsweise einen Absatz 24 mit einer Bohrung 25 auf, wobei die Bohrung 25 in die Auslass-Bohrung 16 mündet. Der Absatz 25 dient auch der Zentrierung und der Anordnung des Filterelementes 17.
2 zeigt eine schematische Schnittzeichnung des Rückschlagventils 11 der Filteranordnung aus 1 gemäß der Erfindung. Die das Rückschlagventil 11 bildende Kappe 21 ist vzw. aus einem Elastomer geformt. Sie verschließt das Filterelement 11 einlassseitig und hat zum anderen die Funktion eines Rückschlagventils.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist der Filter so eingebaut, dass das Filterelement 17 zwischen dem Dichtring 20 und der Kappe 21 eingeklemmt ist. Dabei ist die Rückschlagventil-Membran 26 der Kappe 21 so ausgeformt, dass diese unter leichtem Druck die Einlass-Bohrung 15 verschließt. Die Verpressung der Kappe 21 bzw. der Rückschlagventil-Membran 26 wird durch deren Elastizität und auch durch die Verformbarkeit von Rippen 27 an der Kappe 21 gewährleistet. Durch entsprechende Dimensionierung können Fertigungsungenauigkeiten gut ausgeglichen werden. Die Kappe 21 weist abwechselnd mit den Rippen 27 radiale Kanäle 28 auf, die in einen kreisförmigen inneren Bereich 29 münden. Die Kanäle 28 verbinden im Durchlasszustand des Rückschlagventils 11 die Einlass-Bohrung 15 mit dem Volumenbereich 23 außerhalb der Seitenwände 22 des Filterelements 17.
3 zeigt die Filteranordnung 10 mit dem Rückschlagventil aus 1 im Sperrzustand. Solange der Druck P₂ im Filterelement 17 größer oder gleich dem Druck P₁ im Zufluss, also unterhalb der Einlass-Bohrung 15 ist, bleibt die Einlass-Bohrung 15 verschlossen und das Medium kann nicht von der Abfluss- bzw. Sekundär- zur Zufluss- bzw. Primärseite zurückströmen.
4 zeigt die Filteranordnung 10 mit Rückschlagventil 11 aus 1 im Durchlasszustand. Erhöht sich der Druck P₁ auf der Primärseite, so hebt die Membran, vzw. die Rückschlagventil-Membran 26 von der Bohrung ab und das Fluid kann austreten und durch die radialen Kanäle 28 in der Kappe 21 auf die Außenseite des Filterelements 17 in den Volumenbereich 23 strömen, wie schematisch durch die Pfeile angedeutet. Von hier tritt das Medium durch das Filtervlies und wird dabei gefiltert, um dann durch die Abflussöffnung, also durch die Auslass-Bohrung 16 beispielsweise in einen Druckspeicher oder zu einem Verbraucher zu strömen, wie mit den Pfeilen schematisch angedeutet. Sobald der Primärdruck (P₁) wieder auf den Sekundärdruck (P₂) oder darunter absinkt, wird die Einlass-Bohrung 15 erneut verschlossen.
Da es sich bei der Kappe 21 um ein Elastomerelement handelt, ist mit einer zuverlässigen Abdichtung auch unter ungünstigen Umständen und bei häufigem Gebrauch zu rechnen. Ein Ausschlagen des Dichtsitzes und eine damit einhergehende Verringerung der Federvorspannung, wie bei üblichen Rückschlagventilen ist daher nicht zu befürchten.
5 zeigt eine Filteranordnung 10 mit Rückschlagventil gemäß der Erfindung in einer Ausführungsform als Kartusche 30 mit zweiteiligem Gehäuse. Wegen der axialen Anordnung von Einlass-Bohrung 31 und der Auslass-Bohrung 32 kann der Filter so nicht nur in hydraulischen Steuerungseinrichtungen integriert werden, sondern auch der Einsatz in einer einfachen Kartusche in einer Rohr- oder Schlauchleitung kann leicht realisiert werden.
Die Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind ein verminderter Raumbedarf, die Vermeidung einer separaten Feder zur Vorspannung des Rückschlagventils, die Bereitstellung einer ausreichenden Vorspannung des Dichtrings am Filter, und die Vermeidung eines rein metallischen Dichtkontakts am Rückschlagventil mit entsprechender Gefahr von Undichtigkeit und Setzerscheinungen am Dichtelement und/oder in der Feder. Insbesondere bei der Hydraulikversorgung eines Doppelkupplungsgetriebes für ein Kraftfahrzeug lässt sich diese Filteranordnung 10 vorteilhaft einsetzen bzw. anwenden.

10: Filteranordnung
11: Rückschlagventil
12: Gehäuse
13: erstes Gehäuseteil
14: zweites Gehäuseteil
15: Einlass-Bohrung
16: Auslass-Bohrung
17: Filterelement
18, 19: Stirnseiten
20: Dichtring
21: Kappe
22: Seitenwände
23: Volumenbereich außerhalb der Seitenwände
24: Absatz
25: Bohrung
26: Rückschlagventil-Membran
27: Rippen
28: Kanäle
29: Bereich
30: Kartusche
31: Einlass-Bohrung
32: Auslass-Bohrung

Claims

Filteranordnung (10) mit mindestens einem Rückschlagventil (11) für ein Medium in einem Leitungssystem, insbesondere für einen Hydraulikkreislauf in einem Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (12), das an entsprechenden Seiten eine Einlass-Bohrung (15) und eine Auslass-Bohrung (16) zur Verbindung mit dem Leitungssystem aufweist, mit mindestens einem Filterelement (17), das mit zwei Stirnseiten (18, 19) an das Gehäuse (12) grenzt, wobei eine auslassseitige Stirnseite (19) dichtend an das Gehäuse (12) grenzt und die Auslass-Bohrung (16) mit dem Innern des Filterelements (17) verbunden ist, und eine einlassseitige Stirnseite (18) eine Kappe (21) aufweist, die das Filterelement (17) verschließt, wobei die Seitenwände (22) des Filterelements (17) Filtermaterial aufweisen, und wobei das Filterelement (17) mit den Stirnseiten klemmend im Gehäuse (12) sitzt und die Kappe (21) aus elastischem Kunststoff als Rückschlagventil (11) geformt ist, so dass die Einlass-Bohrung (15) mit einem Volumenbereich (23) außerhalb der Seitenwände (22) des Filterelements (17) verbindbar oder durch die Kappe (21) verschließbar ist.
Filteranordnung nach Anspruch 1, dadruch gekennzeichnet, dass die Kappe (21) aus einem Elastomer geformt ist.
Filteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (21) einen äußeren Bereich mit radialen Kanälen (28) und Rippen (27) zwischen den Kanälen aufweist.
Filteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe (21) einen inneren Bereich (29) ohne Rippen (27) aufweist, in den die radialen Kanäle (28) einmünden.
Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) zweistückig ausgeführt ist.
Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (12) als Kartusche (30) geformt ist.
Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (17) an der auslassseitigen Stirnseite (19) eine Verschlußkappe (24) mit einer Bohrung (25) aufweist.
Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer oder beiden Stirnseiten (19) des Filterelements (17) und dem Gehäuse (12) ein Dichtring (20) angeordnet ist.