DE102005006880A1

DE102005006880A1 - Entsorgbarer Aufschraubfilter

Info

Publication number: DE102005006880A1
Application number: DE200510006880
Authority: DE
Inventors: Ismail C. Cookeville Bagci; Kevin C. Cookeville South; Gregory W. Cookeville Hoverson; Byron Andrew Cookeville Pardue; William Cookeville Haberkamp; Yves Ruellou; Roger Bernard
Original assignee: Fleetguard Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2005-09-01
Also published as: US20050178717A1; CN102423561A; CN1657135B; US7434697B2; CN1657135A; JP2005238229A; HK1169626A1; CN102423561B

Abstract

Ein entsorgbarer Aufschraubfilter ist zur Anbringung an einer Basis aufgebaut und ausgelegt, welche einen Befestigungsschaft mit einem Gewinde aufweist. Die Basis schafft einen Fluideinlassfluss in dem Filter und einen Fluidaustrittspfad aus dem Filter. Der Filteraufbau umfasst einen Gehäusetopf mit einem geschlossenen Ende und einem gegenüberliegenden offenen Ende und ein Fluidfiltermedium, welches innerhalb des Gehäusetopfes angeordnet ist. Ein Befestigungsständer ist als Teil des geschlossenen ersten Endes des Gehäusetopfes ausgebildet. Der Befestigungsständer ist für einen Zusammenbau mit dem mit dem Gewinde versehenen Befestigungsschaft der Basis aufgebaut und ausgelegt. Die Ausgestaltung konzentriert sich auf die Eliminierung jeglicher Gewindeplatte und auf eine Verlegung der Stelle, an der der Fluidfilter mit dem Kopf verbunden ist, zu dem geschlossenen Ende des Topfes hin.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fluidfilter und eine ausgewählte Ausgestaltung zur Verbindung des Filters mit einer Befestigungsbasis oder einem Kopf. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Aufschraubfilter, der ohne Verwendung einer Gewindeplatte zur Verbindung des Filters mit einer Befestigungsbasis oder einem Kopf aufgebaut bzw. angeordnet ist. Durch Weglassen der Gewindeplatte ist der sich ergebende Fluidfilter weniger teuer in der Herstellung, unter anderem durch Kosteneinsparungen, indem eines der Bauteile weggelassen wird. Ein damit einhergehender Vorteil ist die Möglichkeit, einen im Wesentlichen nicht metallischen Aufbau des Fluidfilters zu haben, was wiederum ermöglicht, dass er als "entsorgbar" betrachtet werden kann, da er verbrannt oder recycelt werden kann. Durch Bereitstellung einer Konstruktion, welche verbrennbar ist, lässt sich die körperliche Masse des Filters auf Asche mit wenig Volumen verringern und dies bedeutet eine Verringerung von dem, was auf Deponien gelagert werden muss. Die andere Option für "entsorgbar" ist, den in der Konstruktion verwendeten Kunststoff zu recyceln. Wenn eine Konstruktion des Filters vollständig aus Kunststoff vorliegt, wird er zurzeit allgemein als ein "umweltverträgliches 'grünes' Design" angesehen.

Typische Aufschraubfilter nach dem Stand der Technik werden an einem Kopf (Passstück) durch die Verwendung einer metallischen Gewindeplatte mit einem Innengewinde angebracht. Die Gewindeplatte ist an dem Fluidfiltertopf befestigt und weist wenigstens einen Strömungseinlass und einen Strömungsauslass auf, welche mit einem Zentralrohr zusammenwirken. Die Verbindung von Filter zu Kopf umfasst eine Abdichtung, um ein Auslecken zwischen Kopf und Filter zu verhindern. Eine Strömung zu dem Filter läuft über den Kopf und nach der Filterung tritt das Fluid über den Kopf wieder aus. Um einen Fluidfilter herzustellen, der eine Gewindeplatte verwendet, entstehen Kosten aus der Herstellung der Gewindeplatte und Kosten aus dem Einbau der Gewindeplatte in den Fluidfilter. Wenn die Gewindeplatte von dem Fluidfilter weggelassen werden könnte, würden diese Kosten eingespart. Obgleich es auf eingeschränkter Basis andere Techniken geben kann, die zur Verbindung eines Fluidfilters mit einem Befestigungskopf verwendet werden, ist ein zentraler Punkt der vorliegenden Erfindung die Eliminierung jeglicher Gewindeplatte vom Fluidfilter und hierdurch der Ausschluss einer Gewindeplatte zur Benutzung bei der Verbindung mit dem Kopf.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Fluidfilterkonstruktion, welche mit einer Aufschraub-Gewindebefestigung an einem Kopf ohne Verwendung einer Gewindeplatte festlegbar ist. Stattdessen wird für die vorliegende Erfindung ein mit einem Gewinde versehener Ständer als Teil des geschlossenen Endes des Topfes ausgelegt und ist in Verbindung mit einer Welle (mit Innengewinde), welche sich über den Kopf hinaus in den Aufschraubfilter erstreckt. Wie nachfolgend beschrieben wird, umfasst die vorliegende Erfindung verschiedene alternative Ausführungsformen. Diese Ausführungsformen umfassen – neben anderen Merkmalen – das Befestigen der Welle als Teil des Fluidfilters und das Verbinden der Welle mit einem zusammenwirkenden Abschnitt des Kopfes. Es versteht sich weiterhin, dass die Verwendung von "Aufschrauben" zur Beschreibung des Fluidfilters der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, nicht nur einen Gewindeeingriff zu umfassen, sondern auch andere Verbindungstechniken, beispielsweise die Verwendung einer Bajonettverbindung zwischen dem Fluidfilter und dem Befestigungskopf. Bezüglich einer Bajonettverbindung sind Vierteldrehungs- und Halbdrehungsverbindungen möglich, welche eine Vielzahl von Ausgestaltungsformen annehmen können.

Ein typischer Befestigungskopf nach dem Stand der Technik umfasst einen Ständer oder Abschnitt mit Außengewinde, der von der Gewindeplatte mit Innengewinde aufgenommen wird. Für die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Ausgestaltung des Befestigungskopfes geändert und umfasst die Welle mit Innengewinde, die sich axial bis zu dem geschlossenen Ende des Topfes erstreckt, um mit dem mit dem Gewinde versehenen Ständer in Verbindung zu sein. Somit ändert sich bei der vorliegenden Erfindung nicht nur die Ausgestaltung des Aufschraubfilters gegenüber dem Stand der Technik, sondern auch die Ausgestaltung des Kopfes.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten entsorgbaren Aufschraubfluidfilter zu schaffen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein entsorgbarer Aufschraubfilter zur Anbringung an einem Kopf, der mit einem mit einem mit Gewinde versehenen Befestigungsschaft ausgestaltet ist, weist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf einen Gehäusetopf mit einem geschlosse nen ersten Ende und einem gegenüber liegenden offenen zweiten Ende; ein Fluidfiltermedium, welches in dem Gehäusetopf angeordnet ist; und einen Befestigungsständer, der als Teil des geschlossenen ersten Endes des Gehäusetopfes ausgebildet ist und der für eine Montage an dem mit einem Gewinde versehenen Befestigungsschaft aufgebaut und ausgelegt ist, wobei der Fluidfilter frei von jeglicher üblicher, mit einem Gewinde versehenen Gewindeplatte und frei von jeder Befestigung der Gewindeplatte an dem Kopf ist.

Zugehörige Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist eine voll geschnittene perspektivische Darstellung eines entsorgbaren Aufschraubfilters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vollständig geschnittene Aufrissdarstellung des Filters aus 1, montiert an einem Befestigungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine vollständig geschnittene Aufrissdarstellung eines entsorgbaren Aufschraubfilters gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine vollständig geschnittene Aufrissdarstellung des Filters aus 3, montiert an einem Befestigungskopf gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Draufsicht von oben auf einen oberen Abschnitt des Filters aus 3 gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine vollständig geschnittene Aufrissdarstellung eines entsorgbaren Aufschraubfilters gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zum Zweck des besseren Verständnisses der Grundsätze der Erfindung erfolgt nun eine Bezugnahme auf in der Zeichnung dargestellte Ausführungsformen und zu de ren Beschreibung wird eine bestimmte Terminologie verwendet. Es versteht sich nichtsdestoweniger, dass hierdurch keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, sondern dass Änderungen und weitere Abwandlungen der dargestellten Vorrichtungen und weitere Anwendungen der Grundsätze der Erfindung, die im Rahmen dessen liegen, was ein Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung unternehmen würde, mit umfasst sind.
Bezugnehmend auf 1 ist dort ein Fluidfilter 20 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, sowie ein Gewindeschaftabschnitt 19 eines Befestigungskopfes. Der Filter 20 ist als entsorgbarer Aufschraubfilter ausgeführt und angeordnet, mit einem äußeren Gehäuse, welches als im Wesentlichen zylindrischer Topf 21 mit einem geschlossenen ersten Ende 22 und einem offenen zweiten Ende 23 ausgebildet ist. Der Topf 21 definiert einen im Wesentlichen zylindrischen Innenraum 24, der ein geeignetes Filtermedium 25 aufnimmt. Das ausgewählte Filtermedium wird entweder in das geschlossene erste Ende des Topfes 21 eingebettet oder es ist als Teil einer Presssitzkassette ausgebildet. Jede dieser beiden Ausgestaltungen für das Filtermedium ist mit der vorliegenden Erfindung kompatibel und hierfür geeignet, ohne dass eine Notwendigkeit besteht, das primäre Ziel oder den Aufbau der vorliegenden Erfindung abhängig davon, welche Ausgestaltung verwendet wird, zu ändern. Das Ziel der vorliegenden Erfindung richtet sich auf die Beseitigung der tyischen Gewindeplatte und die Neugestaltung der Verbindung zwischen dem Fluidfilter 20 und einem Befestigungskopf 29 (siehe 2). Das Filtermedium 25 ist als Bestandteil des Fluidfilters 20 enthalten. Zusätzlich enthält das geschlossene erste Ende 22 einen hohlen Ständer 30 mit Außengewinde, der bevorzugt einstückig mit dem Rest des Topfes 21 ausgebildet ist. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der Aufbau überwiegend nur aus Kunststoff, was erlaubt, dass der Fluidfilter 20 entsorgbar ist, was in diesem Zusammenhang als eine umweltfreundliche "grüne" Filterkonstruktion betrachtet werden kann. Solange nicht eine Feder als Teil des Fluidfilters 20 verwendet wird, erlaubt die Eliminierung der Gewindeplatte (normalerweise aus Metall) einen Aufbau des Fluidfilters 20 vollständig aus Kunststoff.
Der Ständer 30 mit Außengewinde ist auf das geschlossene Ende 22 zentriert und ist konzentrisch zu einer zylindrischen Seitenwand 21a des Topfes 21. Das Filtermedium 25 ist ungeachtet seiner gewählten Ausgestaltung und seines Einbaus im Wesentlichen zylindrisch und liegt innerhalb des Topfes 21, um einen ringförmigen Strömungsraum 31 zu schaffen, der außerhalb des Filtermediums 25 liegt. Das Innere des Filtermediums 25 ist hohl und dies schafft einen rohrförmigen Freiraum 32 zur Aufnahme des Ständers 30 und zur Aufnahme des Schaftabschnitts 19. Es sei be merkt, dass der Schaftabschnitt 19 Teil des Befestigungskopfes 29 ist und eine wesentliche Änderung gegenüber einer typischen Kopfausgestaltung aufgrund seiner vergrößerten Länge darstellt. Wie beschrieben werden wird, erlaubt diese vergrößerte Länge des Schaftabschnitts 19, dass sich dieser vom Befestigungskopf axial nach unten in den Fluidfilter 20 bis zu einem Verbindungspunkt erstrecken kann, der benachbart dem geschlossenen Ende des Topfes 21 ist, wie in 1 dargestellt.
Eine obere Deckfläche 35 und eine Bodenfläche 36 des Filtermediums 25 sind bevorzugt durch Verwendung von Endplatten 35a bzw. 36a abgedichtet verschlossen. Dieses Verschließen durch die Endplatten 35a und 36a kann durch die Verwendung von einer Verkapselungszusammensetzung oder durch Einbetten der oberen und unteren Oberflächen des Filtermediums 25 in die Endplatten erfolgen. Weil die Enden des Filtermediums geschlossen sind, muss das vom Befestigungskopf 29 eintretende Fluid zur Außenseite des Filtermediums strömen und dann vom Strömungsraum 31 aus durch das Filtermedium 25 von der Außenseite zur Innenseite fließen. Die das Innere des Filtermediums erreichende Strömung dringt in den Schaftabschnitt 19 ein und fließt nach oben in Richtung des offenen zweiten Endes 23. Das Weglassen der typischen Gewindeplatte erzeugt eine offene Strömungsausgestaltung und die Außenkante des Topfes 21 muss gegenüber dem Kopf abgedichtet werden, um an dieser Grenzflächenstelle einen Fluidaustritt zu verhindern.
In der Darstellung der 2, welche die Verbindung zwischen dem Fluidfilter 20 und dem Befestigungskopf 29 zeigt, erkennt man, dass eine ringförmige Seitenwand 33 des Kopfes 29 das offene zweite Ende 23 des Fluidfilters 20 umgibt, um eine ringförmig umlaufende Radialdichtung 34 einzuschließen. Die Dichtung 34 ist bevorzugt ein O-Ring aus Nitrilgummi. Wie beschrieben werden wird, gleitet, wenn der Fluidfilter 20 mit dem Kopf 29 verbunden wird, die Seitenwand 33 über die Dichtung 34, so dass die Dichtung 34 radial zwischen der Wand des Topfes 21 und der Seitenwand 33 zusammengedrückt wird, um eine ringförmige Radialdichtung an dieser Stelle zu bewirken. Die Verbindung des Fluidfilters 20 mit dem Kopf 29 und die Kompression der Dichtung 34 wird erleichtert durch eine leichte Abschrägung an einer nach innen gewandten Oberfläche 33a der Seitenwand 33.
Weiterhin bezugnehmend auf 1 ist der Schaftabschnitt 19 ein hohles rohrförmiges Bauteil mit einer allgemein zylindrischen Seitenwand 37, welche eine Mehrzahl von Strömungsöffnungen 38 definiert. Ein unteres Ende 39 des Schaftabschnitts 19 ist benachbart dem geschlossenen Ende 22 angeordnet und hat ein Innengewinde zur Verbindung mit dem Ständer 30 mit Außengewinde. Das gegenüberliegende obe re Ende 40 des Schaftabschnittes 19 ist abgebrochen dargestellt und dies soll bedeuten, dass in dieser Ausführungsform der Schaftabschnitt 19 ein Teil des Befestigungskopfes 29 ist (siehe 2). Wenn eine Gewindeplatte verwendet wird, liegt die Verbindungsstelle mit dem Kopf normalerweise benachbart dem offenen Ende des Topfes. Die Eliminierung der Gewindeplatte als Teil der vorliegenden Erfindung und die Neugestaltung des Befestigungskopfes 29 und des Fluidfilters 20 legt die Verbindungsstelle in die Nachbarschaft des geschlossenen Endes des Topfes. Diese Verbindungsstelle zwischen dem Befestigungskopf und dem Fluidfilter ist dort, wo das untere Ende 39 mit Innengewinde an dem Ständer 30 mit Außengewinde angebracht ist. Obgleich dies nicht die bevorzugte Ausführungsform ist, ist es als alternative Ausgestaltung akzeptabel, die Größe des Ständers 30 zu erhöhen, so dass er mit einem Innengewinde versehen werden kann. Dies macht es dann notwendig, dass das Verbindungsende des Schaftabschnittes 19 ein Außengewinde hat.
Der Fluidfilter 20 ist als entsorgbarer Filter konstruiert und ausgelegt, der weder eine Gewindeplatte für seine Anbringung an dem Befestigungskopf erfordert noch eine solche verwendet. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet das Konzept von "entsorgbar", dass die ausgewählten Materialien verbrannt werden können, um die körperliche Masse in ein kleineres Volumen von Asche zu verringern. Das Entsorgen des Fluidfilters 20 auf diese Weise erfordert, dass nur ein kleines Volumen an Asche anstelle des viel größeren körperlichen Filters endgelagert werden muss. Dies verringert die Belastung von Deponien ganz erheblich. Der Ausdruck "entsorgbar" kann auch im Zusammenhang damit verwendet werden, dass die ausgewählten Materialien, d. h. die Kunststoffe, recycelbar sind.
Die bevorzugten Materialien für den Fluidfilter 20 umfassen für den Topf 21 glasgefülltes Nylon 6/6 und Zellulose als Filtermedium 25. Wenn zum Verschließen der Enden des Mediums Endkappen verwendet werden, ist ein geeignetes Material Nylon. Mit der Verwendung von Endkappen aus Kunststoff (Nylon) kann das Konzept der "Einbettung" erreicht werden, indem der Kunststoff erhitzt wird und das Ende des Filtermediums 25 in den aufgeweichten Kunststoff gedrückt wird. Einbetten des Filtermediums 25 in den Topf 21 kann erreicht werden durch Erhitzen des Kunststoffes am geschlossenen ersten Ende 22 des Topfes 21. All diese Materialien lassen sich verbrennen, um das körperliche Volumen auf ein kleineres Volumen von Asche zu bringen. Der Aufbau vollständig aus Kunststoff oder der Aufbau zumindest überwiegend aus Kunststoff für den Fluidfilter 20 bedeutet, dass der Fluidfilter recycelbar ist und als "grüner" Filter umweltverträglich ist.
Um den Fluidfilter 20 sicher und richtig am Befestigungskopf 29 anzubringen, müssen die Kontaktstellen zwischen Fluidfilter 20 und Befestigungskopf 29 abgedichtet werden, um einen Fluidaustritt zu verhindern. Dies umfasst das Bereitstellen einer Anordnung in der Nachbarschaft einer kreisförmigen Oberkante 41 des Topfes 21 zur Abdichtung gegenüber dem Befestigungskopf 29. In der bevorzugten Ausführungsform wird diese Abdichtungsfunktion durch die Radialdichtung 34 und die überlappende Gestaltung der Seitenwand 33 geschaffen. Es ist auch wichtig, dass es einen Freiraum zwischen der geschlossenen oberen Deckfläche 35 des Filtermediums 25 (einschließlich der Endplatte 35a) und dem Befestigungskopf 29 gibt. Auf diese Weise ist eine über die Befestigungsbasis eintretende Fluidströmung in der Lage, über die obere Endplatte 35a in den umlaufenden Strömungsraum 31 benachbart dem offenen Äußeren des Filtermediums 25 zu strömen. Das Fluid strömt von der Außenseite durch das Filtermedium 25. Da sowohl die Deckfläche 35 als auch die Bodenfläche 36 dichtverschlossen sind, muss die gesamte eintretende Strömung in das hohle Innere des Filtermediums laufen und strömt an diesem Punkt über die Strömungsöffnungen 38 in den Schaftabschnitt 19. Da der Ständer 30 verschlossen ist, muss die in den Schaftabschnitt 19 eintretende Strömung nach oben laufen und tritt über das Ende 40 aus.
Wenn das Filtermedium 25 als Kassette ausgestaltet ist, ist es für einen Presssitz im Topf konstruiert und ausgelegt. In dieser Ausführungsform werden die obere Oberfläche 35 und die Bodenfläche 36 vor dem Einbau durch Verwendung der Endplatten 35a und 36a verschlossen. Eine Option beim Verschließen der Medienenden (35 und 36) mit Endplatten ist, das Medium direkt in die Kunststoffendplatten zu betten. Dies macht das Erhitzen der Endplatten notwendig, um den Kunststoff aufzuweichen. Eine andere Option ist das Anbinden der Endplatten an die Enden des Mediums durch einen Heißschmelzprozess oder durch die Verwendung von Plastisol. Wenn das Filtermedium dafür ausgelegt ist, in den Topf 21 eingebettet zu werden, wird die Deckfläche vor dem Einbau abdichtend verschlossen und die Bodenfläche wird in den erhitzten und aufgeweichten Kunststoff des verschlossenen ersten Endes 22 gedrückt. Bei einer Presssitz-Kassettenausgestaltung des Fluidfilters 20 werden die offenen Enden des Mediums verschlossen, vorzugsweise durch Verwendung der Endplatten 35a und 35b. Die Endplatten 35a und 35b haben jeweils eine ringförmige Gestalt mit einer Kante am Außendurchmesser und einer Öffnung mit Innendurchmesser. Durch Einstellen der Größe der Öffnung mit Innendurchmesser der Endplatte 36a kann ein Presssitz-Zusammenbau auf dem Ständer 30 erhalten werden. Der Abschnitt des Ständers 30 unmittelbar benachbart der Basis 22 ist in der Außendurchmessergröße etwas größer relativ zu dem Abschnitt mit Außengewinde und dies erleichtert einen einfachen Zusammenbau des Filtermediums 25 auf dem Ständer 30 mit einem wechselseitigen Presssitz. Wenn der Fluidfilter 20 am Kopf 29 montiert wird, gleitet der Schaft 19, der eine sehr leichte Verjüngung haben kann (kleiner am Ende 39) durch das Filtermedium 25, bis das Gewindeende 39 in Eingriff mit dem Ständer 30 gelangt. Sobald der volle Gewindeeingriff erreicht ist, bildet die Öffnung mit Innendurchmesser der Endplatte 35 einen wechselseitigen Presssitz an der Außenoberfläche der Seitenwand 37.
Da ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung die Eliminierung der Gewindeplatte ist, sei bemerkt, dass die Anbringung des Fluidfilters 20 an dem Befestigungskopf 29 nur den Schraubzusammenbau des Schaftabschnitts 19 (unteres Ende 39) auf dem Ständer 30 umfasst. Somit gibt es keine Bauteile oder Merkmale als Teil des Fluidfilters 20, welche zwischen der geschlossenen oberen Oberfläche 35 und dem Befestigungskopf 29 liegen, mit Ausnahme des Schaftabschnittes 19 und des oberen Abschnittes 46 des Topfes 21, welcher die Oberkante 41 und jegliche möglicherweise verwendete Dichtung aufweist. Hieraus ergibt sich ein Fluidfilter zu geringen Kosten mit einem relativ einfachen Aufbau und einer minimalen Anzahl von Bauteilen. Dies verringert die Bauteilkosten und die Herstellungskosten. Durch Auswahl geeigneter Materialien ist der beschriebene Fluidfilter 20 durch Verbrennen oder Recycling entsorgbar und daher umweltfreundlich.
Ein wesentlicher Vorteil der Gestaltung der Verbindungsstelle benachbart dem geschlossenen ersten Ende 22 ist die Verringerung jeglichen Hebeleffekts für den Fluidfilter 20. Wenn sich die Gewindeverbindungsstelle benachbart der Anlage des Topfes am Befestigungskopf (mittels einer Gewindeplatte) befindet, ist der überwiegende Teil der axialen Länge des Fluidfilters auslegerartig abgestützt. Daher ist jede Vibrationsbelastung am Fluidfilter 20 möglicherweise problematisch hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Abdichtung um das offene Ende des Topfes herum. Durch Ausgestaltung des Befestigungskopfes 29 und des Fluidfilters 20 für eine Verbindungsstelle zwischen den beiden benachbart dem geschlossenen Ende des Topfes, wird der Fluidfilter 20 an einander entgegengesetzten Enden sicher gehalten. An dem geschlossenen Ende des Topfes erfolgt eine Abstützung des Fluidfilters 20 durch die verschraubte Verbindung mit dem Schaftabschnitt 19. Am offenen Ende des Topfes wird die Oberkante 41 gegen die Oberfläche des Befestigungskopfes 29 gezogen und hier angedrückt, was einen Reibschluss erzeugt. Obgleich dies keine Verbindungsstelle ist, hilft es bei der Abstützung des Gewichts des Fluidfilters. Somit ergibt sich eine geringere Hebelbelastung auf die Abdichtungsgrenzfläche zwischen dem Topf 21 und dem Befestigungskopf 29.
Ungeachtet der vorstehenden Kraftanalyse besteht eine Ausgestaltungsoption der vorliegenden Erfindung darin, den Schaftabschnitt 19 als Zentralrohr oder Steigrohr auszugestalten und das Ende 40 als ein mit einem Gewinde versehenes freies Ende des Steigrohrs auszugestalten. Dies ist in 2 dargestellt, wo das Ende 40 ein Außengewinde hat und eine Kopfbohrung 47 ein Innengewinde hat. Diese alternative Ausführungsform würde einen Fluidfilter schaffen, wie er in 1 dargestellt ist, wobei der Schaftabschnitt 19 ein vormontiertes Zentralrohrteil des Fluidfilters 20 wird. Die Verbindung des Zentralrohrs 19 in oder an dem Topf 21 erfolgt nach wie vor mittels des Ständers 30. Die tatsächliche Verbindung des unteren Endes 39 mit dem Ständer 30 kann durch einen Gewindeeingriff mit dem Ständer 30 entweder über ein Außengewinde oder ein Innengewinde erfolgen. Als eine noch andere Verbindungsoption kann als Teil dieser anderen Ausführungsform ins Auge gefasst werden, den Ständer 30 und das Zentralrohr 19 miteinander umlaufend zu verschweißen. Wenn das freie Ende 40 ein Gewinde trägt, entweder ein Innengewinde oder ein Außengewinde, ist es dazu ausgestaltet, mit einem zusammenwirkenden Abschnitt des Befestigungskopfes in Verbindung zu gelangen, entweder mit der Bohrung 47 oder einem anderen Gewindeabschnitt. Beispielsweise kann ins Auge gefasst werden, dass ein relativ kurzer Gewindezapfen als Teil des Befestigungskopfes 29 für eine Verbindung mit dem freien Ende 40 vorgesehen ist, so dass der Fluidfilter sicher an dem Kopf festgelegt ist, einschließlich der Anlage und der Abdichtung der Topfkante 41 gegenüber dem Befestigungskopf 29. Diese Abdichtung kann erreicht werden durch Verwendung einer Radialdichtung oder durch Verwendung einer Stirndichtung. Diese Ausgestaltungsabwandlungen und andere Ausführungsformen, sowie weitere werden nachfolgend noch näher beschrieben.
Bezugnehmend auf 3 ist dort ein Fluidfilter 60 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Fluidfilter 60 beinhaltet einen gegossenen Kunststofftopf 61 mit einem geschlossenen Ende oder einem Boden 62, einem offenen Ende 63 und einer ringförmigen Seitenwand 64. Der Topf 61 ist durch Rotationsschweißen zusammen mit einem oberen Abschnitt 61a und einem Bodenabschnitt 61b hergestellt. Die Rotationsschweißstelle zwischen den Abschnitten 61a und 61b verläuft entlang einer Linie 61c. Weiterhin sind eine Filtermediumkassette 65, welche ein Medium 66 enthält, und eine Endplatte 67 Teil des Fluidfilters 60.
Der obere Abschnitt 61a des Topfes 61 ist ein einstückiges gegossenes Kunststoffbauteil, welches einen umlaufenden U-Kanal 71 aufweist, der mit einer Verbindungsstruktur zur Verbindung mit einem Befestigungskopf 72 (siehe 4) konstruiert und angeordnet ist. In der bevorzugten Ausführungsform der 3 und 4 ist die Verbindungsstruktur eine Bajonettverbindung, welche eine sichere Verbindung zwischen dem Fluidfilter 60 und dem Befestigungskopf 72 mit einer einfachen Vierteldrehungs- oder Halbdrehungsanordnung erlaubt. Der einstückige obere Abschnitt 61a weist weiterhin ein Zentralrohr 73 und eine Strömungssteuerungsplatte 74 auf, welche sich zwischen einer Innenwand 75 und dem Zentralrohr 73 erstreckt. Die Platte 74 weist eine Reihe von voneinander beabstandeten Strömungsöffnungen 76 auf (siehe 5), um eintretendes Fluid in einen umlaufenden Freiraum 77 zu lenken, der die Kassette 65 umgibt. Diese Strömungsöffnungen liegen radial außerhalb jenseits der Außenoberfläche der Kassette 65, um einen Fluidfluss in die Kassette zu ermöglichen.
Eine Oberkante 78 der Innenwand 75 ist so geformt, dass sie eine Radialdichtung 79 in Form eines O-Rings aus Gummi aufnimmt. Wenn der Kopf 72 und der Fluidfilter 60 durch die Bajonettverbindung einer Wand 80 im Kanal 71 verbunden sind, wird die Radialrichtung 79 zwischen der Wand 75 und der Wand 80 zusammengedrückt. Wenn diese Viertelumdrehungs- oder Halbumdrehungsverbindung gemacht wird, greift ein oberes Ende 84 des Zentralrohrs 73 teleskopartig in eine Kopfbohrung 85 ein. Dieser teleskopartige Sitz ist zumindest ein Gleitsitz und vorzugsweise ist dieser Sitz ein leichter Presssitz. Eine Ausgestaltungstatsache bei der Verwendung von Kunststoff für das Zentralrohr 73 und Metall für den Kopf 72 sind die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der unterschiedlichen Materialien. Bei der dargestellten speziellen Anordnung dehnt sich der Kunststoff des Zentralrohrs 73 aufgrund von Wärme vom Kopf 72 aus und dies unterstützt die Abdichtung des Zentralrohrs in der Bohrung 85, wenn sich der Kunststoff ausdehnt. In das Innere der Kassette 65 eintretendes Fluid wird durch das Zentralrohr 73 nach oben geführt und tritt über die Bohrung 85 im Kopf 72 aus.
Ein oberes Ende 86 der Kassette 65 ist in eine nach innen gewandte Oberfläche 87 der Strömungssteuerungsplatte 74 eingebettet. Dies erfolgt durch Erwärmen des Kunststoffes und sobald die Oberflächenschicht des Materials ausreichend erweicht ist, wird das Ende des Filtermediums 66 in den Kunststoff gezwängt. Dies ergibt eine Unterbaugruppe umfassend den oberen Abschnitt 61a und die Filterkassette. Die Kassette 65 wird dann in den Bodenabschnitt 61b eingefügt, wenn die oberen und unteren Abschnitte miteinander verbunden werden und wird dann rotationsverschweißt, um die Herstellung des Topfes abzuschließen. Das Rotationsschweißen der oberen und unteren Abschnitte erzeugt den einstückigen Topf 61.
Bezugnehmend auf 6 ist eine andere Ausführungsform des Filtertopfes/des Zentralrohrs der vorliegenden Erfindung dargestellt. In dieser Ausführungsform ist ein Topf 90 mit einem Zentralrohr 91 verbunden. Obgleich eine Trennlinie 92 zwischen diesen beiden Bauteilen als unmittelbar benachbart dem geschlossenen Raum 93 des Topfes 90 liegend dargestellt ist, kann der genaue Ort für diese Verbindungsgrenzfläche sich ändern. Es ist bevorzugt, diese Venbindungsgrenzfläche nahe der Basis 93 anzuordnen. Eine Reihe von Optionen für diese Verbindung schließen einen Gewindeeingriff oder ein Einsetzgießen ein. Für den Gewindeeingriff weist die Basis 93 des Topfes 90 ein Innengewinde auf und das untere Ende des Zentralrohrs 91 ein Außengewinde.
Bei der Ausgestaltung ist die Auswahl der Materialien ein weiterer Betrachtungspunkt. Da der Topf 90 nicht die gleiche Festigkeit wie das Zentralrohr 91 benötigt, kann für den Topf Nylon verwendet werden und dies ermöglicht eine Kosteneinsparung gegenüber der Verwendung stabilerer und teurerer Kunststoffe. Für das Zentralrohr ist jedoch eine höhere Materialfestigkeit wünschenswert und ein höherwertiger Kunststoff ist bevorzugt.
Ein Innenraum 91 des Zentralrohrs 90 (oberhalb der Verbindungsstelle) ist hohl und das obere Ende 95 hat ein Außengewinde. Eine Alternative wäre ein Innengewinde 95, jedoch besteht die bevorzugte Verbindung aus dem (nicht dargestellten) Kopf mit einem Ende 95 mit Außengewinde. Diese Ausgestaltung befestigt das Zentralrohr als ein Teil des Fluidfilters und bewirkt, dass der Fluidfilter mit einem Befestigungskopf unter Verwendung des Gewindeendes 95 verbunden wird. Der Befestigungskopf ist für eine Zusammenwirkung ausgestaltet, um mit dem Ende 95 verbunden zu werden, wobei eine Anlage an einer Radialrichtung 96 erfolgt, wie bereits unter Bezug auf 2 beschrieben wurde.
Was allgemein die vorliegende Erfindung betrifft und ungeachtet dessen, was bereits unter Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen der 1-6 erläutert wurde, kann als Teil der vorliegenden Erfindung eine weitere Reihe von Ausgestaltungsänderungen und -abwandlungen überlegt werden. Allgemein gesagt, jede dieser Ausführungsformen und Abwandlungen arbeitet mit der gleichen Grundanordnung von Bauteilen und Unterbaugruppen einschließlich eines Befestigungskopfes, beispielsweise des Kopfes 29, eines Schaftabschnittes oder einem Zentralrohr, beispielsweise dem Schaftabschnitt 19 und eines Fluidfilters oder einer Filterkassette, beispielsweise dem Fluidfilter 20. Um eine betriebsfähige Ausführungsform zu schaffen; müssen diese drei Bauteile in einer zusammenwirkenden Art und Weise vorhanden und miteinander verbunden sein. In der ersten Ausführungsform der 1 und 2 ist der Schaftabschnitt 19 als Teil des Befestigungskopfes 29 sicher und starr eingebaut und er ist so ausgestaltet, dass er ein Teil des Kopfes 29 bleibt, so dass er nicht ersetzt wird, wenn der Fluidfilter ausgetauscht wird. In dieser Ausführungsform kann das Material für den Schaftabschnitt 19 entweder Kunststoff oder Metall sein. Da der Fluidfilter 20 als entsorgbarer Aufschraubfilter ausgelegt ist, ist seine Konstruktion vorzugsweise insgesamt aus Kunststoff. Jedoch erlaubt in jeder Ausführungsform, bei der der Schaftabschnitt 19 ein Teil des Befestigungskopfes 29 bleibt, seine Ausgestaltung und sein Aufbau die Verwendung von Metall.
Wenn der Schaftabschnitt 19 sicher und starr mit dem Befestigungskopf 29 verbunden oder mit diesem zusammengebaut werden soll, sind verschiedene Herstellungstechniken für diesen Zweck geeignet. Der Schaftabschnitt 19 kann als Teil des Befestigungskopfes durch Schweißen, Gießen, eine Schraubverbindung, einen gegenseitigen Presssitz, durch die Verwendung eines Klebstoffs, oder durch Gestalten des Schaftabschnitts 19 derart, dass er an dem Kopf durch Gewindebefestigungsmittel anbringbar ist, zusammengesetzt werden. Es ist einem Fachmann auf diesem Gebiet im Wesentlichen klar, welche dieser Techniken für einen metallischen Schaftabschnitt geeignet sind und welche für einen Kunststoffschaftabschnitt geeignet sind.
Als alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ins Auge gefasst, dass der Schaftabschnitt 19 als Teil des Fluidfilters 20 ähnlich eines Zentralrohrs oder eines Standrohrs ausgestaltet ist. Da der Fluidfilter 20 als entsorgbarer Aufschraubfilter gedacht ist, mit dem Schaftabschnitt als Teil davon oder nicht, sollte, wenn der Schaftabschnitt ein Teil des Fluidfilters 20 ist, dieser aus Kunststoff gegossen sein, um den "entsorgbaren" Zustand beizubehalten. Um diese Fluidfilterausgestaltung am Kopf 29 anzubringen, weist das Ende 40 bevorzugt ein Gewinde auf, wie beschrieben wurde, und während diese Gewinde entweder Innengewinde oder Außengewinde sein können, verwendet die bevorzugte Verbindung ein Außengewinde am Ende 40. Dies wurde allgemein im Zusammenhang mit 1 beschrieben und genauer in 2 dargestellt. Obgleich diese bestimmte Ausführungsform oder eine Alternative als ähnlich zur Anbringung einer Gewindeplatte an dem Kopf betrachtet werden könnte, hat in der Ausgestaltung der 2 der Schaftabschnitt 19, wenn er als "Zentralrohr" verwendet wird, sein Gewindeende 40, welches sich über das offene Ende des Topfes 21 hinaus erstreckt, und diese Ausgestaltung kann eine Modifikation am Befestigungskopf 29 notwendig machen. Wie in 2 dargestellt, wirkt eine Aufnahmebohrung im Befestigungskopf 29 mit dem oberen Ende 40 zusammen und dieses Zusammenwirken kann mittels eines Gewindeeingriffs erfolgen.
Obgleich der Schaftabschnitt 19, der nun als Zentralrohr bezeichnet wird, mit dem Ständer 30 durch eine Gewindeverbindung verbunden werden kann, wie in 1 gezeigt, sind als Teil der vorliegenden Erfindung andere Verbindungs- und Zusammenbautechniken denkbar, einschließlich eines Umgestaltens des Topfes und des Zentralrohrs, wie in den 3-6 dargestellt. Wie beschrieben, kann das untere Ende 39 des Zentralrohrs 19 an dem Ständer 30 rotationsverschweißt werden, um eine sichere Verbindung von Zentralrohr und Fluidfilter zu erlangen. Für eine Rotationsschweißverbindung muss weder das Ende 39 noch der Ständer 30 ein Gewinde aufweisen. Eine andere Möglichkeit ist, das Ende 39 mit dem Ständer 30 mittels eines Klebstoffs starr und sicher zu verbinden. Eine weitere Ausgestaltungsoption besteht darin, das Zentralrohr als einstückigen Teil des gegossenen Topfes mit zu gießen. Dies kann auch durch Einsatzgießen erfolgen. Eine Gießtechnik könnte die Notwendigkeit für jede Art von Ständer 30 ausschließen und es ermöglichen, dass das Zentralrohr 19 und der Boden 22 als einstückige Kombination aus Kunststoff gegossen werden.
Während der Schaftabschnitt 19 (oder das Zentralrohr 19) vorzugsweise als festes Teil des Befestigungskopfes 29 oder als festes Teil des Fluidfilters 20 ausgestaltet sind, kann der gleiche Aufbau für das eine oder andere Teil, für beide Teile oder gar nicht zutreffen. Dies wird erreicht durch Verwenden des Ständers 30 und der beschriebenen Gewindeverbindung mit dem Ende 39 und durch das Verschrauben des Endes 40 für eine Gewindeverbindung mit dem Befestigungskopf. Mit anderen Worten, der Schaftabschnitt/das Zentralrohr 19 wird an beiden Enden für eine Verbindung verschraubt. Wenn eine Schraubverbindung durch das Hinzufügen von Klebstoff zu den zusammengehörigen Gewinden unlösbar gemacht wird, beeinflusst dies die Wahl der Ausgestaltung. Beispielsweise befestigt das Hinzufügen eines Klebstoffs am Ende 40 den Schaftabschnitt 19 als ein einstückiges Teil des Befestigungskopfes 29. Alternativ kann das Hinzufügen eines Klebstoffs am unteren Ende 39 das Zentralrohr 19 als einstückiges Teil an dem Fluidfilter 20 befestigen. Wenn beide Enden 39 und 40 für eine Verbindung verschraubt werden, wie beschrieben worden ist und kein Klebstoff verwendet wird noch sonstwie an dem zugehörigen Teil festgelegt wird, sind Schaftabschnitt/Zentralrohr kein einstückiges Teil weder des Fluidfilters 20 noch des Befestigungskopfes 29. Diese nicht befestigte Ausgestaltung bildet somit eine zusammengebaute Kombination aus drei Basisteilen mit Fluidfilter 20, Befestigungskopf 29 und Strömungsröhre 19. In dieser Anordnung ist die Strö mungsröhre 19 an einem Ende mit dem Fluidfiltertopf 21 und am gegenüber liegenden Ende mit dem Befestigungskopf 29 in Verbindung.
Entscheidend ist, dass keine der hier offenbarten, beschriebenen, dargestellten etc. Ausführungsformen die Verwendung einer Gewindeplatte umfasst. Es gibt auch keinen Versuch eines Ersatzbauteils, welches die gleiche Wirkung wie eine Gewindeplatte hat. Infolgedessen ist ungeachtet der gewählten Ausgestaltung ohne Gewindeplatte im Vergleich zu Aufschraubfiltern nach dem Stand der Technik mindestens ein Bauteil weggelassen. Dieses Weglassen eines Teils in Form der Gewindeplatte spart die Kosten dieses Teils ein und die Arbeitskosten zum Einbau des Teils in der Fluidfilteranordnung. Da Gewindeplatten typischerweise aus Metall sind, trägt die Beseitigung dieses Bauteils zum Gesamtaufbau aus Kunststoff bei, so dass der sich ergebende Fluidfilter entweder durch Verbrennung oder durch Recyceln entsorgbar ist.
Obgleich die Erfindung in der Zeichnung und der voranstehenden Beschreibung im Detail dargestellt und beschrieben worden ist, ist dies als darstellend und nicht von einschränkendem Charakter zu verstehen; es versteht sich, dass nur die bevorzugten Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind und dass sämtliche Änderungen und Abwandlungen, welche unter den Rahmen der Erfindung fallen, geschützt werden sollen.

Claims

Entsorgbarer Aufschraubfilter zur Anbringung an einem Kopf, der mit einem mit einem mit Gewinde versehenen Befestigungsschaft ausgestaltet ist, wobei der Kopf eine Fluideinlassströmung zu dem Fluidfilter und einen Fluidauslasspfad aus dem Filter bereitstellt, wobei der Fluidfilter aufweist: einen Gehäusetopf mit einem geschlossenen ersten Ende und einem gegenüberliegenden offenen zweiten Ende; ein Fluidfiltermedium, welches in dem Gehäusetopf angeordnet ist; und einen Befestigungsständer, der als Teil des geschlossenen ersten Endes des Gehäusetopfes ausgebildet ist und der für eine Anbringung an dem mit einem Gewinde versehenen Befestigungsschaft aufgebaut und ausgelegt ist, wobei der Fluidfilter frei von jeglicher üblicher, mit einem Gewinde versehenen Gewindeplatte ist.
Aufschraubfilter nach Anspruch 1, wobei der Befestigungsständer ein Außengewinde aufweist.
Aufschraubfilter nach Anspruch 2, wobei das offene zweite Ende eine Anschlagkante aufweist, welche für eine Fluidabdichtung mit der Basis aufgebaut und ausgelegt ist.
Aufschraubfilter nach Anspruch 3, wobei der Gehäusetopf ein gegossenes einstückiges Bauteil einschließlich des Befestigungsständers ist.
Aufschraubfilter nach Anspruch 4, wobei das Fluidfiltermedium in dem Gehäusetopf eingebettet ist.
Aufschraubfilter nach Anspruch 5, wobei der Gehäusetopf eine Dichtung aufweist, welche für ein Zusammenwirken mit dem Kopf zum Abdichten einer Grenzfläche zwischen Topf und Kopf aufgebaut und ausgelegt ist.
Aufschraubfilter nach Anspruch 1, wobei das zweite offene Ende eine Anschlagkante aufweist, welche für eine Fluidabdichtung mit der Basis aufgebaut und ausgelegt ist.
Aufschraubfilter nach Anspruch 1, wobei der Gehäusetopf ein einstückig gegossenes Bauteil einschließlich des Befestigungsständers ist.
Aufschraubfilter nach Anspruch 1, wobei das Fluidfiltermedium in den Gehäusetopf eingebettet ist.
Aufschraubfilter nach Anspruch 1, wobei der Gehäusetopf eine Dichtung aufweist, welche für ein Zusammenwirken mit dem Kopf zum Abdichten einer Grenzfläche zwischen Topf und Kopf aufgebaut und ausgelegt ist.
Kombination aus: einem Befestigungskopf für einen Fluidfilter, wobei der Befestigungskopf eine Befestigungswelle aufweist; und einem entsorgbaren Aufschraubfilter, der mit dem Befestigungskopf verbunden ist, wobei der Fluidfilter aufweist: einen Gehäusetopf mit einem geschlossenen ersten Ende und einem gegenüberliegenden offenen zweiten Ende; ein Fluidfiltermedium, welches in dem Gehäusetopf angeordnet ist; und einen Befestigungsständer, der als Teil des geschlossenen ersten Endes des Gehäusetopfes ausgebildet ist und der für eine Anbringung an dem mit einem Gewinde versehenen Befestigungsschaft aufgebaut und ausgelegt ist, wobei der Fluidfilter frei von jeglicher üblicher, mit einem Gewinde versehenen Gewindeplatte ist.
Kombination von Anspruch 11, wobei der Befestigungsständer ein Außengewinde aufweist.
Kombination nach Anspruch 12, wobei der Befestigungsständer eine Seitenwand aufweist, welche eine Mehrzahl von Strömungsöffnungen definiert.
Kombination nach Anspruch 13, wobei das zweite offene Ende eine Anschlagkante aufweist, welche für eine Fluidabdichtung gegenüber der Basis aufgebaut und ausgelegt ist.
Kombination nach Anspruch 14, wobei der Gehäusetopf ein einstückig gegossenes Bauteil mit dem Befestigungsständer ist.
Kombination nach Anspruch 11, wobei ein Zentralrohr eine Seitenwand aufweist, welche eine Mehrzahl von Strömungsöffnungen definiert.
Kombination nach Anspruch 11, wobei das Fluidfiltermedium unter Venrwendung eines Vergussmaterials in den Gehäusetopf eingebettet ist.
Kombination nach Anspruch 11, wobei der Gehäusetopf eine Abdichtung aufweist, welche für ein Zusammenwirken mit dem Kopf zum Abdichten einer Grenzfläche zwischen Topf und Kopf aufgebaut und ausgelegt ist.
Befestigungskopf, der zur Aufnahme eines Fluidfilters aufgebaut und ausgelegt ist, wobei der Fluidfilter ein geschlossenes Ende mit einem Ständer aufweist, wobei der Befestigungskopf aufweist: einen Körperabschnitt, der einen Fluideinlass und einen Fluidauslass definiert; einen hohlen Befestigungsschaft, der mit dem Fluidauslass zusammenwirkt, um gefiltertes Fluid aus dem Fluidfilter abzuführen, wobei der Befestigungsschaft eine axiale Länge hat, welche ausreichend ist, sich in den Fluidfilter für eine Verbindung mit dem Ständer zu erstrecken.
Befestigungskopf nach Anspruch 19, wobei der Ständer ein Gewinde aufweist und der hohle Befestigungsschaft ein freies Ende hat, welches ein Gewinde aufweist und für eine Verbindung mit dem Ständer aufgebaut und ausgelegt ist.
Befestigungskopf nach Anspruch 20, wobei der hohle Befestigungsschaft eine Seitenwand aufweist, welche eine Mehrzahl von Strömungsöffnungen zur Aufnahme gefilterten Fluids definiert.
Befestigungskopf nach Anspruch 19, wobei der hohle Befestigungsschaft eine Seitenwand aufweist, welche eine Mehrzahl von Strömungsöffnungen zur Aufnahme von gefiltertem Fluid definiert.