DE102005006881B4 - Fluidfilter - Google Patents
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Abstract
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Ausgestaltung und den Aufbau eines Fluidfilters, der verschiedene Ausgestaltungs-Wahlmöglichkeiten und Optionen umfasst, welche die Gesamtkosten des Fluidfilters verringern helfen. Diese Wahlmöglichkeiten und Ausgestaltungsoptionen beinhalten die Ausgestaltung und Neugestaltung von Einzelteilen und Merkmalen, sowie das gesamte Herstellungsverfahren, das zur Herstellung des Fluidfilters verwendet wird.
- Bei der Gestaltung eines Fluidfilters ist ein zu berücksichtigender Punkt die Begrenzung der Kosten. Aufgrund des hohen Marktvolumens für beispielsweise Kraftstofffilter und Schmiermittelfilter können sich auch relativ geringe Kostenverringerungsmaßnahmen bei größeren Kunden, beispielsweise Wagenparkbetreibern, zu erheblichen Einsparungen aufsummieren. Wenn bei typischen oder üblichen Fluidfiltern Ausgestaltungs- und Neugestaltungsmodifikationen gemacht werden können, die zur Beseitigung von einem oder mehreren Bauteilen führen, erfolgt eine Kosteneinsparung vom Standpunkt der Beseitigung eines Bauteils und seiner zugehörigen Kosten her, sowie durch Beseitigung eines oder mehrerer Zusammenbauschritte, welche diesem Einzelteil zugeordnet sind. Wenn es Kosteneinsparungen aus Verbesserungen in den Herstellungs- und Zusammenbauschritten gibt, die zur Erzeugung des Fluidfilters durchgeführt werden müssen, können diese ausgedrückt in Arbeitslohn erheblich sein.
- Ein Betrachtungspunkt bei der Gestaltung und/oder Neugestaltung von Fluidfilterbauteilen ist, ob der Fluidfilteraufbau nichtmetallisch oder hauptsächlich nichtmetallisch gemacht werden kann. Eine Fluidfilterausgestaltung, welche überwiegend nichtmetallisch, vorzugsweise aus Kunststoff ist, kann als ”entsorgbar” betrachtet werden, da sie für die Entsorgung verbrannt werden oder recycelt werden kann, abhängig von den ausgewählten Materialien. Durch Bereitstellen einer Konstruktion, welche verbrennbar ist, kann die Baumasse des Filters auf Asche mit geringem Volumen verringert werden und dies begrenzt das, was auf Deponien endzulagern ist. Die andere Option für ”entsorgbar” ist, die bei dem Aufbau des Fluidfilters verwendeten Kunststoffe zu recyceln. Zurzeit wird, wenn eine Fluidfilterkonstruktion im Wesentlichen vollständig aus Kunststoff besteht, sie für gewöhnlich als eine ”umweltfreundliche 'grüne' Ausgestaltung” bezeichnet.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, einen verbesserten Fluidfilter zu schaffen.
- Aufgrund der Erkenntnis, dass in einem hauptsächlich nur aus Kunststoff bestehenden Fluidfilteraufbau ein Wert begründet liegt und dass ein Wert in der Verringerung der Anzahl von Bauteilen liegt, welche den Fluidfilter bilden, ist die vorliegende Erfindung auf diese beiden Aspekte gerichtet. Durch die vorliegende Erfindung wird eine Anzahl von Gestaltungsverbesserungen geschaffen, wie beschrieben werden wird, und jede Verbesserung hat einen unabhängigen Wert derart, dass sie unabhängig von einer anderen Verbesserung eingesetzt werden kann. Nichts desto weniger kann eine Anzahl von erfindungsgemäßen Verbesserungen aufgrund ihrer Gestaltungskompatibilität zusammen in einen neu gestalteten Fluidfilter eingebaut werden.
- Dokument
EP 0 439 901 A1 beschreibt einen Ölfilter mit einem Überdruckventil, das einen Bypass-Strömungsweg freigibt, falls eine Abscheideeinheit verstopft ist. - Dokument
EP 1 524 021 A1 beschreibt einen Fluidfilter mit einer Ventilanordnung, bei der das Verschlussteil für ein Überdruckventil und ein Rücklaufverhinderungsventil einstückig ausgeführt sind. Das Überdruckventil umfasst eine radial vorgespannte, konkave konische Feder. - Dokument
US 5,405,527 beschreibt eine Filterkartusche mit einem ringförmigen Ventil. Während eines normalen Betriebs öffnet sich eine Lippe am Ventil, so dass Schmieröl durch den Filter strömt. Bei verstopftem Filter hebt sich eine Ventilhülse und gibt eine Öffnung frei, durch die das Schmieröl am verstopften Filter vorbei strömt. - Dokument
US 3,785,491 beschreibt ein Gummiformteil für einen Automobilölfilter. Das Formteil ermöglicht einerseits die Funktionalität eines Überdruckventils und verhindert andererseits einen Ölrücklauf. - Dokument
JP 08135428 A - Dokument
JP 2001234724 A1 - Dokument
JP 10128014 A - Dokument
JP 2002210309 A - Dokument
JP 11197411 A - Dokument
JP 11006575 A - Offenlegungsschrift
US 2004/0011715 A1 US 7,048,848 B2 beschreiben eine Hybridölfilteranordnung mit einem Gehäuse und einem ersten Ölfilterelement. Ein kreiszylindrisches zweites Ölfilterelement ist umlaufend um das erste Ölfilterelement angeordnet. - Dokument
US 3,473,660 beschreibt ein Ölfiltergehäuse, das an einem Ende durch Rippen oder Rillen versteift ist. - Dokument
US 5,342,519 beschreibt eine Fluidfilterkartusche mit einem kreiszylindrischen Gehäuse und einer Gewindeplatte, die zwei Innengewinde unterschiedlichen Durchmessers aufweist. - Dokument
US 5,868,932 beschreibt eine Filterkartusche mit einem entnehmbaren Zentralrohr, um welches das Filtermedium angeordnet ist. - Dokument
US 5,104,537 beschreibt einen Hochdruckfilter mit einem zylindrischen Gehäuse, das an einem offenen Ende mit einer Gewindeplatte verschraubt ist. Zwischen Filter und Filterkopf ist eine innere Dichtung vorgesehen, die ein Vorbeifließen des Fluids am Filtermedium verhindert. - Dokument
US 5,453,195 beschreibt einen Hochdruckfilter für Schmieröl oder Hydrauliköl. Das Öl strömt eingangsseitig durch Öffnungen in einem Ring, der auslassseitig mit einer Gewindeplatte verschraubt ist. - Dokument
US 2002/0074281 A1 - Dokument
US 5,462,658 beschreibt ein Treibstofffiltersystem für einen Verbrennungsmotor. Das System umfasst eine Treibstofffilterkartusche mit einem Filtermedium. Zur kontinuierlichen Abscheidung von Verunreinigungen und Luft sind an der Treibstofffilterkartusche Auslassströmungswege vorgesehen. - Dokument
US 5,258,118 beschreibt eine wiederverwendbare Filtereinheit für einen Verbrennungsmotor. Die Filtereinheit umfasst ein konisches, austauschbares Filtermedium. - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Ein Fluidfilter zur Anbringung an einem fluidführenden Kopf gemäß Anspruch 1 wird bereitgestellt. Das Fluidfilter weist gemäß der Erfindung auf ein Gehäuse mit einem geschlossenen Boden und einer Seitenwand, welche einen Hohlraum definieren; ein Filtermedium, welches ein offenes Inneres definiert und in dem Hohlraum angeordnet ist; eine Gewindeplatte, welche mit dem Gehäuse verbunden und zum Umschließen des Filtermediums gestaltet und ausgelegt ist, wobei die Gewindeplatte eine Mehrzahl von Einlassströmungsöffnungen definiert und eine Hülse aufweist, welche sich in das offene Innere erstreckt, wobei die Hülse eine Auslassströmungsleitung schafft; eine Endplatte, welche mit dem Filtermedium verbunden ist und einen Flanschabschnitt und einen Hülsenabschnitt aufweist; und ein elastomeres Strömungssteuerungsventil mit einem ersten Abschnitt, der zwischen dem Flanschabschnitt der Endplatte und der Mehrzahl von Einlassströmungsöffnungen angeordnet ist, und einem zweiten Abschnitt, der zwischen dem Hülsenabschnitt der Endplatte und der Gewindeplattenhülse angeordnet ist, wobei der erste Abschnitt eine Rücklaufverhinderungseigenschaft bereitstellt und der zweite Abschnitt im Zusammenwirken mit der Gewindeplattenhülse eine Bypass-Eigenschaft für das Filtermedium schafft.
- Zugehörige Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Fluidfilters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
2 ist eine vollständig geschnittene Aufrissdarstellung des Fluidfilters aus1 . -
3 ist eine vollständig geschnittene Aufrissdarstellung eines Topfes, der einen Teil des Fluidfilters aus1 bildet. -
4 ist eine vollständig geschnittene Aufrissdarstellung einer Gewindeplatte, welche einen Teil des Fluidfilters aus1 bildet. -
5 ist eine Draufsicht auf die Gewindeplatte aus4 gemäß der vorliegenden Erfindung. -
6 ist eine vergrößerte Draufsicht auf einen Teil der Gewindeplatte aus5 zur näheren Darstellung einer Strömungsöffnung. -
7 ist eine voll geschnittene Teilaufrissdarstellung eines Abschnitts der Gewindeplatte aus4 zur Veranschaulichung einer umlaufenden Quetschrippe. -
8 ist eine voll geschnittene Teilaufrissdarstellung einer anderen Gewindeplatteausgestaltung mit einer Mehrzahl von Quetschrippen ähnlich der in7 verwendeten. -
9 ist eine perspektivische Ansicht einer oberen Endplatte, welche einen Teil eines Fluidfilters gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst. -
10 ist eine Teilaufrissdarstellung eines Fluidfilters, der die obere Endplatte aus9 beinhaltet. -
11 ist eine perspektivische Ansicht einer Kombination aus Rücklaufverhinderungsventil und Bypass-Ventil, welche ein Verbesserungsmerkmal der vorliegenden Erfindung darstellt. -
12 ist eine voll geschnittene perspektivische Darstellung des Ventils aus11 . -
13 ist eine perspektivische Ansicht von unten auf eine Gewindeplatte mit einer geschwungenen Hülse gemäß der vorliegenden Erfindung zum Zusammenwirken mit dem Ventil aus11 . -
13A ist eine Draufsicht von oben im vollen Querschnitt einer anderen Gewindeplattenhülsenausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. -
13B ist eine Draufsicht von oben im vollen Querschnitt einer anderen Gewindeplattenhülsenausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. -
13C ist eine Draufsicht von oben im vollen Querschnitt einer anderen Gewindeplattenhülsenausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. -
13D ist eine Draufsicht von oben im vollen Querschnitt einer anderen Gewindeplattenhülsenausgestaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. -
14 ist eine voll geschnittene Teilaufrissdarstellung eines Fluidfilters gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Direktdichtung zwischen einer Endplatte und einer Gewindeplatte. -
15 ist eine auseinandergezogene Darstellung einer Fluidfilter- und Gewindeplattenkombination, welche ein anderes Verbesserungsmerkmal der vorliegenden Erfindung darstellt. -
16 ist eine aufgebrochene und teilweise auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Fluidfilters gemäß der vorliegenden Erfindung. -
17 ist eine perspektivische Darstellung des Fluidfilters aus16 . -
18 ist eine perspektivische teilweise geschnittene Ansicht eines Fluidfilters gemäß der vorliegenden Erfindung. -
19 ist eine perspektivische Darstellung des Fluidfilters aus18 . -
20 ist eine voll geschnittene Teilaufrissdarstellung, welche eine verbesserte Geometrie einer Gewindeplattenkante und eine Dichtungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. -
21 ist eine Teilansicht auf eine Fluidfilterverbesserung gemäß der vorliegenden Erfindung. -
22 ist eine perspektivische Teilansicht eines Fluidfiltertopfes, der eine weitere Fluidfilterverbesserung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. -
23 ist eine perspektivische Teildarstellung eines Fluidfiltertopfes, der eine weitere Fluidfilterverbesserung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. -
24 ist eine perspektivische Darstellung einer Fluidfilterendplatte gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
25 ist eine voll geschnittene Aufrissdarstellung eines Fluidfilters mit der Endplatte aus24 . -
26 ist eine perspektivische Darstellung einer anderen Gewindeplatte gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Zum Zwecke der Verbesserung eines Verständnisses der Grundsätze der Erfindung erfolgt nun eine Bezugnahme auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen und eine bestimmte Terminologie wird deren Beschreibung verwendet. Es versteht sich nichts desto weniger, dass hierdurch keine Einschränkung des Erfindungsumfangs hinsichtlich Abänderungen und weiteren Abwandlungen der dargestellten Vorrichtung und eine derartige weitere Anwendung der Grundsätze der Erfindung, wie sie hier beschrieben ist, beabsichtigt ist, die sich für einen Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die Erfindung gehört, als normal verstehen.
- Bezugnehmend auf die
1 –7 sind Merkmale eines Fluidfilters20 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Fluidfilterverbesserungen, welche Teil des Fluidfilters20 sind, werden im Zusammenhang mit der Erläuterung von Aufbau und Arbeitsweise des Fluidfilters20 dargelegt, wenn die1 –7 beschrieben werden. In8 ist eine alternative Ausführungsform für eine der Fluidfilterverbesserungen offenbart, ist jedoch nicht als Teil des Fluidfilters20 ausgeführt. Zusätzlich ist die Verbesserung der Endplatte gemäß9 in10 in einen Fluidfilter eingebaut dargestellt, der auf der Ausgestaltung des Fluidfilters20 aus2 basiert. - Beginnend nun mit dem Fluidfilter der
1 –7 , handelt es sich bei dem dargestellten Fluidfilter20 um einen vollständig entsorgbaren Aufschraubfilter aus gegossenem Kunststoff. Der Fluidfilter20 umfasst ein Gehäuse oder einen Topf21 , eine Gewindeplatte22 , ein Filtermedium23 und eine Stirndichtung24 . Das einstückige Gehäuse21 weist einen geschlossenen Boden29 und eine ringförmige Seitenwand30 auf, welche an einer ringförmigen freien Kante31 endet, die ein ringförmiges offenes Ende32 definiert. Die freie Kante31 weist eine Lippe33 zur Verbindung mit der Gewindeplatte22 auf. Der geschlossene Boden29 und die Seitenwand30 wirken zusammen, um einen hohlen Innenraum34 zu begrenzen. Die inneren Oberflächen des Bodens29 und der Seitenwand30 weisen eine Reihe von beabstandeten Rippen35 auf, welche so ausgestaltet sind, dass sie dem Gehäuse21 zusätzliche Festigkeit und Steifigkeit verleihen. Eine Vertiefung29a hat eine ½-Inch Einweg-Eingriffsmöglichkeit, welche nur die Entfernung des Fluidfilters ermöglicht. - Die in den
1 und2 dargestellte einstückige Gewindeplatte22 ist in den4 –7 genauer dargestellt. Eine etwas andere Gewindeplatte39 ist in8 dargestellt. Die Darstellung der8 ist als Teil dieser Offenbarung enthalten, um zu zeigen, dass eines der Verbesserungsmerkmale der vorliegenden Erfindung als Teil einer unterschiedlichen Gewindeplatteausgestaltung aufgenommen werden kann, so dass den offenbarten erfindungsgemäßen Merkmalen größere Breite und Anwendungsmöglichkeit verliehen wird. - Bezugnehmend auf
4 weist die Gewindeplatte22 einen Befestigungsabschnitt40 , der eine Bohrung41 mit Innengewinde definiert und eine ringförmige Seitenwand42 auf. Die Seitenwand42 endet in einem ringförmigen freien Ende43 , welches mit einem ringförmigen Kanal44 versehen ist, der zwischen einer Innenwand45 und einer Außenwand46 liegt. Der Kanal44 ist so konstruiert und angeordnet, dass er die Lippe33 für eine sichere Zusammenfügung von Gehäuse21 und Gewindeplatte22 aufnimmt. Die Verbindung zwischen dem Gehäuse21 und der Gewindeplatte22 , welche zu einer Aufnahme und einem dichten Einschluss des Filtermediums23 führt, kann mittels einer Rotationsschweißung oder unter Verwendung eines geeigneten Klebers erfolgen. Andere Möglichkeiten für die Verbindung zwischen Gehäuse21 und Gewindeplatte22 schließen die Verwendung von ”Emabond”(TM), Ultraschallschweißen oder die Verwendung einer Gewindeverbindung oder möglicherweise einer Bajonettverbindung ein, um das Zusammenbauen durch eine Viertelumdrehungs- oder Halbumdrehungszusammenbautechnik zu vereinfachen. - Die innere Oberfläche der Gewindeplatte
22 , welche von dem Befestigungsabschnitt40 und der Seitenwand42 definiert ist, weist eine zylindrische Hülse50 auf, welche konzentrisch zu der Gewindebohrung41 liegt, sowie eine Reihe von voneinander beabstandeten Rippen51 . Diese Rippen51 sind vorhanden, um der Gewindeplatte22 zusätzliche Festigkeit und Steifigkeit zu verleihen. Aufgrund der Tatsache, dass beabsichtigt ist, das Gehäuse21 und die Gewindeplatte22 vollständig aus Kunststoff aufzubauen und unter Berücksichtigung der unter Druck Setzung des Fluidfilters kann die Bereitstellung zusätzlicher Festigkeit und Steifigkeit für diese Plastikbauteile vorteilhaft sein. Da die Rippen35 und51 problemlos als Teil ihrer zugehörigen Bauteile aufgrund des Kunststoffgussaufbaus gegossen werden können, führt die Hinzufügung der Rippen35 und51 zu keinen wesentlichen Mehrkosten. - Um eine strukturelle Unterstützung zwischen dem Wandabschnitt, der die Gewindebohrung
41 umgibt, und der Außenwand des Befestigungsabschnittes40 zu erreichen, ist eine radiale Anordnung von Verbindungsrippen52 vorgesehen (siehe5 ). Um einen eintretenden Fluidfluss durch die Gewindeplatte22 zur Behandlung durch das Filtermedium23 bereit zu stellen, ist durch den Befestigungsabschnitt40 hindurch eine Reihe von Öffnungen53 definiert. Jeweils eine Öffnung53 liegt zwischen abwechselnden Paaren von benachbarten Verbindungsrippen52 . Basierend auf der Darstellung von5 ist beabsichtigt, dass die insgesamt sechzehn Verbindungsrippen52 gleichmäßig voneinander beabstandet in einer speichenartigen Anordnung zentriert auf die Gewindebohrung41 sind und von der axialen Mittellinie der Bohrung41 nach außen radial weg streben. Die sechzehn dreieckförmigen Taschen54 , welche so von den sechzehn Verbindungsrippen52 definiert werden, schaffen die Anordnungsstellen für die acht tropfenförmigen Strömungsöffnungen53 . Der Abstand zwischen benachbarten Strömungsöffnungen53 ist gleichförmig derart, dass es eine umfangsseitige Symmetrie im Aufbau der Gewindeplatte gibt, wie in5 gezeigt. - Wenn in einem Schraubfilter eine metallische Gewindeplatte verwendet wird, schließt die Materialfestigkeit für gewöhnlich sämtliche Sorgen hinsichtlich Festigkeit und Steifigkeit unter der Annahme geeigneter Materialwahl und -dicke aus. Bei einer metallischen Gewindeplatte sind die Strömungsöffnungen normalerweise kreisförmig (d. h. zylindrische Bohrungen), da dies die vorteilhafteste Form ist, um in die Gewindeplatte gestanzt zu werden. Wenn jedoch der Wunsch nach einer Fluidfilterkonstruktion vollständig aus Kunststoff geht, wie es für den Fluidfilter
20 gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, wird jede Metallgewindeplatte durch eine gegossene Kunststoffgewindeplatte ersetzt. Dies macht wiederum Ausgestaltungsänderungen an der Struktur notwendig, um die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit aufgrund der Materialänderung bereit zu stellen. Dies ist teilweise ein Grund dafür, dass die Gewindeplatte22 Verstärkungsteile beinhaltet, beispielsweise die Reihe von Rippen51 und Verbindungsrippen52 . Das Vorhandensein der Verbindungsrippen52 erzeugt eine gewisse Beabstandung und Trennung für die Strömungsöffnungen52 . Da die Kunststoffgewindeplatte22 ein einstückiges gegossenes Bauteil ist, ist keine Endbearbeitung notwendig, um die Strömungsöffnungen52 zu erzeugen. Diese Öffnungen53 werden in die Gewindeplatte22 gegossen. Während diese Öffnungen zwischen jedes Paar von benachbarten Rippen52 gegossen werden könnten, könnte dies die Gewindeplatte22 schwächen. Wenn nur acht Öffnungen53 vorgesehen sind, wie im Falle der vorliegenden Erfindung, muss jede Öffnung53 einen genügend ausgelegten Strömungsbereich liefern, um einen adäquaten Fluss zu dem Filtermedium zu ermöglichen. Das gleichförmig voneinander beabstandete Muster stellt eine gute Fluidverteilung um das Äußere des Filtermediums22 herum sicher. Um den notwendigen Strömungsbereich pro Öffnung53 zu erhalten, hat jede Öffnung53 eine sich verjüngende Tropfenform, wie in5 und genauer in in6 gezeigt. - Zusätzlich zu den Vorteilen einer Fluidfilterkonstruktion vollständig aus Kunststoff dahingehend, dass der Fluidfilter ”entsorgbar” wird, ermöglicht der Wechsel von Metall zu Kunststoff für bestimmte Einzelteile des Fluidfilters
20 die Durchführung anderer Gestaltungsänderungen. Diese Gestaltungsänderungen können zu der Beseitigung von einem oder mehreren Bauteilen führen, welche bei Fluidfiltern nach dem Stand der Technik notwendig waren. Als ein Beispiel hierfür sei betrachtet, dass bei einer metallischen Gewindeplatte als Teil eines Fluidfilters nach dem Stand der Technik eine Dichtung um die Gewindebohrung der Gewindeplatte angeordnet ist, um eine Abdichtung gegen den Befestigungskopf zu haben, der den Gewindezapfen umgibt, der von der Gewindeplatte aufgenommen wird. Obgleich der Gewindeeingriff Fluidaustritt verhindern kann, ist dies nicht garantiert und die Verwendung einer Ringdichtung um den Gewindesitz liefert zusätzliche Sicherheit gegenüber Fluidaustritt. - Eine der von der vorliegenden Erfindung geschaffene Verbesserung, ermöglicht durch den Wechsel zu einer Kunststoffgewindeplatte, ist in
7 dargestellt. Eine ringförmige obere Oberfläche57 , welche die Gewindebohrung41 umgibt, weist einen erhöhten ringförmigen Finger oder eine Quetschrippe58 auf. Lässt man die Abschrägung der Quetschrippe58 zunächst außer Acht, so ist sie im Wesentlichen zylindrisch und erstreckt sich ohne Unterbrechung vollständig um die Bohrung41 herum. Ringförmige Abstandskanäle59 und60 liegen an entgegengesetzten Seiten der Quetschrippe58 , wie im Detail in7 dargestellt. Die Abstandskanäle59 und60 liefern Raum für eine Ausdehnung der Quetschrippe58 , wenn diese axial zusammengedrückt wird. Die Quetschrippe58 erstreckt sich axial über die Oberfläche57 hinaus, so dass, wenn der Befestigungsabschnitt40 der Gewindeplatte22 nach oben gegen den Befestigungskopf gezogen wird, der den Fluidfilter20 aufnimmt, die Quetschrippe58 aufgrund der Anlagekraft zusammengedrückt wird und in der Lage ist, sich zu komprimieren oder abzuflachen, wodurch die vorstehende Quetschrippe58 verformt oder zusammengequetscht wird, was teilweise aufgrund ihrer Materialeigenschaft und teilweise aufgrund ihrer Größe, Form und Lage erfolgt. Das Zusammenquetschen oder Zusammendrücken der Quetschrippe58 bewirkt, dass sie sich ausdehnt und die Abstandskanäle59 und60 liefern den Raum für diese Ausdehnung. Die Verwendung der Quetschrippe58 ermöglicht, dass die kleinere innere Dichtung, welche normalerweise einem Aufschraubfluidfilter zugeordnet ist, weggelassen werden kann. - In
8 ist eine andere gegossene Gewindeplatte39 aus Kunststoff dargestellt und es sind drei Kunststofffinger oder Quetschrippen62a ,62b und62c vorhanden, von denen jede eine etwas andere axiale Höhe hat. Diese Darstellung beabsichtigt, besser zu vermitteln, dass die Anzahl von Quetschrippen oder Fingern eins, zwei oder drei oder möglicherweise sogar mehr als drei betragen kann. Diese Darstellung beabsichtigt auch, besser zu vermitteln, dass die gegossene Kunststoffquetschrippe in anderen Gewindeplattengestaltungen eingesetzt werden kann und nicht auf die Gestaltung der Gewindeplatte22 beschränkt ist. Ein deutlicher Vorteil der Bereitstellung mehrerer Kunststoffquetschrippen für die Abdichtung ist, dass, wenn der Filter an dem Kopf angebracht oder montiert wird, zusätzliches Drehmoment notwendig ist, die zweite oder dritte Quetschrippe zu quetschen. Es besteht somit eine Rückkopplung betreffend das Drehmoment, welches gefühlt wird, wenn der Fluidfilter montiert wird und aufeinander folgende Quetschrippen zusammengequetscht werden. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass eine Mehrzahl von Quetschrippen eine zusätzliche Dichtungsintegrität schafft, insbesondere dann, wenn eine einzelne Quetschrippe möglicherweise nicht mit der gesamten Oberfläche mit dem gewünschten Dichtkontakt in Anlage gerät. - Ein Vorteil, in der Lage zu sein, die Innendichtung oder Abdichtung wegzulassen, welche die Gewindeverbindung zwischen Gewindeplatte und Kopf umgibt, ist, dass die Kosten für ein Bauteil beseitigt werden. Ein zugehöriger Vorteil umfasst die Verringerung von Herstellungskosten zum Einbau oder Einsetzen der Dichtung und die Beseitigung jeglichen Risikos, dass ein notwendiges Einzelteil nicht vorhanden ist oder vor dem Einbau verloren geht.
- Bezugnehmend auf die
9 und10 ist dort eine andere Verbesserung für einen entsorgbaren Schraub-Fluidfilter gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.9 zeigt eine obere Endplatte70 , welche Rippen71 und Abstandshalter72 aufweist, die in die obere Oberfläche73 gegossen sind. Es ist beabsichtigt, dass die Endplatte70 sowohl die Rippen71 als auch die Abstandshalter72 aufweist, obgleich ihre speziellen Funktionen unterschiedlich sind und technisch unabhängig voneinander vorgesehen werden könnten. Beispielsweise liefern die Rippen71 eine Funktion, welche unabhängig von der Funktion ist, die durch die Abstandshalter72 geliefert wird. Da diese beiden unabhängig voneinander sind, kann eine geeignete Endplatte, beispielsweise die Endplatte70 , entweder die Rippen71 oder die Abstandshalter72 oder beides aufweisen. - Weiterhin ist im Zusammenhang mit der verbesserten oberen Endplatte
70 festzuhalten, dass in dieser bestimmten Ausführungsform entweder die Rippen71 oder die Abstandshalter72 oder beide wahlweise als die einzige Verbesserung als Teil des Fluidfilters20 verwendet werden können oder sie können zusammen mit anderen Verbesserungen verwendet werden. Insofern, als der Fluidfilter20 die Gewindeplatte22 aufweist und da die Gewindeplatte22 als ein notwendiges Teil des Fluidfilters20 betrachtet werden kann, lässt sich ein neuer Fluidfilter74 (siehe10 ) im Zusammenhang mit der Verbesserung gemäß9 angegeben. Jedoch sind der Fluidfilter20 und der Fluidfilter72 im Wesentlichen gleich und tatsächlich sind einige der im Fluidfilter74 ausgeführten Merkmale in Übereinstimmung mit dem Fluidfilter20 . Es soll somit nicht herausgehoben werden, dass diese beiden Fluidfilter unterschiedlich sind. Im Gegenteil soll herausgestellt werden, dass abhängig von den in einem bestimmten Fluidfilter enthaltenen oder nicht enthaltenen Verbesserungen die tatsächliche Ausgestaltung des Fluidfilters sich leicht ändern kann und auf dieser Basis ein unterschiedliches Bezugszeichen benötigen würde. In Übereinstimmung mit dieser Erläuterung entspricht der Fluidfilter74 von10 im Wesentlichen der Ausgestaltung des Fluidfilters20 mit Ausnahme der Gewindeplatte. Die Gewindeplatte22 (siehe4 ) weist die zylindrische Hülse50 auf und, obgleich diese Gewindeplattenausgestaltung für den Fluidfilter74 akzeptabel ist, wird eine neue Gewindeplattenausgestaltung verwendet (siehe13 ). Der Hauptunterschied zwischen der Gewindeplatte72 und der Gewindeplatte75 ist, dass die Hülse50 zylindrisch ist und eine Hülse76 eine geschwungene Gestaltung mit insgesamt vier Keulen aufweist. - Die obere Endplatte
70 ist ein einstückiges gegossenes Kunststoffbauteil mit einer inneren hohlen Hülse77 und einem konzentrischen radialen Flansch78 , dessen obere Oberfläche73 die Rippen71 und Abstandshalter72 aufweist. Vorzugsweise hat, welches Merkmal oder welche Merkmale auch immer ausgewählt werden, ihre Anordnung in Umfangsrichtung Gleichförmigkeit und Symmetrie. In der Darstellung gemäß9 gibt es 16 Rippen und 8 Abstandshalter. Die Rippen sind gleichmäßig voneinander beabstandet und sind in einem radial verlaufenden speichenartigen Feld angeordnet, welches sich von einer Stelle im Wesentlichen benachbart einer Innenkante79 zu einem Ort erstreckt, der im Wesentlichen benachbart einer Außenkante80 ist. Die Abstandshalter72 sind gleichmäßig voneinander beabstandet und liegen etwas innerhalb der Außenkante80 . - Es ist möglich, das Filtermedium
23 oder das, was als ”Filterpackung” bezeichenbar ist, in die Stirnplatte81 der Endplatte70 einzubetten oder hieran anzuheften. Endplatten mit Ausgestaltungen nach dem Stand der Technik werden für gewöhnlich verwendet, eine oder mehrere der folgenden Funktionen durchzuführen. Diese Funktionen umfassen das Verschließen der Enden des Filtermediums, das Halten der Filtermediumfalten in geeignetem Abstand und das Lagern der Feder zum Halten des Filtermediums gegen die Gewindeplatte, das Erzeugen einer Abdichtung an der Gewindeplatte und die Aufnahme eines Bypass-Ventils. - Einer der Betrachtungspunkte bei einem Fluidfilter, ob nun für Schmiermittel oder Kraftstoff, ist die Notwendigkeit, die obere Endplatte im Abstand von der Gewindeplatte derart zu halten, dass die Fluideinlassströmungsöffnungen in der Gewindeplatte nicht durch einen Kontakt mit der Oberfläche der Endplatte verschlossen werden. Die konstruktiv vorgesehenen Abstandshalter
72 werden verwendet, einen angemessenen Abstand zwischen der oberen Oberfläche73 und der Gewindeplatte75 beizubehalten. Es sei angemerkt, dass die axiale Höhe der Abstandshalter72 so gewählt werden kann, dass ein Kontakt erfolgt und der gewünschte Abstand erzeugt wird. - Wenn die Fluidfilterausgestaltung
20 oder74 auf eine Schmiermittelanwendung gerichtet ist, werden die Strömungsrippen71 dazu verwendet, ein Rücklaufverhinderungsventil am Schließen des Strömungskreises durch das Bypass-Ventil abzuhalten. - Diese Einzelheiten und Eigenschaften werden später im Zusammenhang mit anderen Einzel-Neugestaltungen und Fluidfilterverbesserungen näher erläutert.
- Bezugnehmend auf die
10 –13 ist dort eine andere Verbesserung für einen Fluidfilter gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die11 und12 zeigen den Aufbau eines einstückigen elastomeren Ventils85 , welches so aufgebaut und angeordnet ist, dass es die Eigenschaften sowohl eines Rücklaufverhinderungsventils als auch eines Bypass-Ventils kombiniert. Obgleich diese Funktionen im Zusammenwirken mit anderen baulichen Merkmalen des Fluidfilters durchgeführt werden können, stellt das Ventil85 nach wie vor eine Verbesserung für die Fluidfilterkonstruktion dar. - Das Ventil
85 weist eine allgemein zylindrische Hülse86 und einen radialen Flansch87 in einstückiger Verbindung mit der Hülse86 benachbart deren Ende88 auf. Der Flansch87 weist ein Paar von ringförmigen Abschnitten89 und90 auf, welche geneigt und aufeinander zu verlaufend sind und benachbart einem Zwischenabschnitt91 sind, der eine ringförmige Rippe92 aufweist. Die Flexibilität des für das Ventil85 verwendeten elastomeren Materials ermöglicht es ihm, wie beabsichtigt als Teil eines Fluidfilters zu arbeiten. - Bezugnehmend auf
10 ist das Ventil85 in einen Fluidfilter eingebaut und ein Fluidfilter, der zur Erläuterung der Arbeitsweise des Ventils85 geeignet ist, ist der Fluidfilter74 . Obgleich der Fluidfilter20 in vielerlei Hinsicht ähnlich ist, ist die Verwendung der Gewindeplatte75 wichtig zur Erläuterung des Gebrauchs des Ventils85 . Angesichts des konstruktiven Zusammenwirkens zwischen der Hülse86 und der mit Keulen versehenen Hülse76 der Gewindeplatte75 muss der Fluidfilter74 aus10 als Einbaubasis für das Ventil85 verwendet werden. Wie in10 gezeigt, weist der Fluidfilter74 das Gehäuse71 , die Gewindeplatte75 (siehe13 ) und das Filtermedium23 auf. Weiterhin enthalten ist die obere Endplatte70 mit den dargestellten Rippen71 und Abstandshaltern72 . Andere Ausgestaltungen für die Hülse76 der Gewindeplatte sind in den13A bis13D dargestellt. Obgleich die Gewindeplattenhülsen76a bis76d jeweils unterschiedlich ausgestaltet sind, arbeiten sie jeweils mit der Ventilhülse86 zusammen, um die beschriebene Bypass-Eigenschaft zu ermöglichen. - Wie in
10 gezeigt, ist die Endplatte70 am oberen Ende des Filtermediums23 angesetzt und die Hülse77 erstreckt sich axial nach unten in das hohle Innere des Filtermediums. In dieser Ausgestaltung kontaktieren die Abstandshalter72 die Stirnfläche der Gewindeplatte75 . Dies bildet und hält einen ausreichenden Abstand zwischen dem Filtermedium23 und der Gewindeplatte75 , so dass die Einlassströmungsöffnung53 in der Gewindeplatte nicht durch eine Anlage des Filtermediums geschlossen werden. - Das Rücklaufverhinderungsmerkmal des Ventils
85 wird durch den geneigten Abschnitt90 und seiner Lage über den Strömungsöffnungen53 geschaffen. Wenn es ausreichend Fluidkraft oder eine Druckdifferenz aufgrund des eingehendes Fluidflusses gibt, wird der Flanschabschnitt90 , der als Verschlussklappe dient, ausgelenkt, was einen Fluidfluss zwischen der Gewindeplatte75 und dem Ventil85 ermöglicht. Wenn die Fluidkraft oder der Druck weggenommen wird oder umgekehrt wird, kehrt der Flanschabschnitt90 elastisch in den geschlossen Zustand von10 zurück. - Was das Merkmal oder die Fähigkeit des vom Ventil
85 geschaffenen Bypasses betrifft, sei zunächst festzuhalten, dass die Hülse86 um die Hülse76 mit den Keulen angeordnet ist und zwischen der hohlen Hülse77 der Endplatte70 und der Hülse76 liegt. Die gleiche strukturelle Ausgestaltung ist vorhanden, wenn eine der anderen Gewindeplattenhülsenausgestaltungen76a bis76d verwendet wird (siehe auch13A –13D ). Unter normalen Betriebsbedingungen mit korrekt arbeitendem Filtermedium gibt es eine Druckbalance zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Filtermediums. In diesem Zustand halten die Keulen95 der Hülse76 die Hülse86 gegen die Hülse87 , um jeglichen Strömungspfad zwischen der Hülse77 und der Hülse86 abzuschließen, der es einem eintretenden Fluss ermöglichen würde, das Filtermedium kurz zu schließen oder es zu umgehen. Wenn sich jedoch eine Strömungsbegrenzung aufbaut und es eine Notwendigkeit oder den Wunsch gibt, das Filtermedium zu umgehen, muss sich das Ventil86 für diese gewünschte Bypass-Fähigkeit ”öffnen”. Da es nun eine Druckdifferenz aufgrund der Beschränkung gibt, wird die Hülse86 gegen die Hülse76 mit den Keulen gezogen. Dies wiederum erzeugt Strömungsöffnungen oder -pfade, vier an der Zahl, zwischen der Hülse77 und der Hülse86 und die Bypass-Funktion ist vollständig. Was heutige oder frühere Ausgestaltungen betrifft, so sind typische heutige Fluidfilter mit einem Rücklaufverhinderungsventil aus Gummi und einem Bypassventil aus Metall ausgestattet. Das Rücklaufverhinderungsventil kann in einem Beispiel für Schmiermittelanwendungen verwendet werden, wo die Filterausrichtung horizontal oder mit dem offenen Ende nach unten ist, was es erlaubt, dass das Öl aus dem Filter abläuft, wenn der Motor abgeschaltet ist. Wenn der Motor abgeschaltet ist, verschließt das Ventil die Strömungsöffnungen in der Gewindeplatte, um einen Ölrückfluss aus dem Filter zu verhindern. Das Bypass-Ventil wird benötigt, um den Differenzdruck (der bei Kaltstart, einer Druckspitze während des Betriebs oder einem verstopften Filter auftritt) rechzeitig vor einer Zerstörung des Filtermediums oder des Zentralrohrs abzubauen. Der Aufbau von Bypass-Ventilen ist ähnlich in der Ausgestaltung, bestehend aus einer Metallfeder (schraubenförmig oder gestanzt), einem Kolben und einem Halter. - Was die Alternativen der Gewindeplattenhülse der
13A –13D betrifft, so ist die Hülse76a von polygoner Ausgestaltung derart, dass der Querschnitt ”Ecken”93a zeigt, welche in Kontakt mit der inneren Oberfläche der Ventilhülse86 sind. Wie sich aus der Darstellung von13A ergibt, führen die geraden Seiten der Hülse76a , welche sich zwischen benachbarten Ecken93a erstrecken, zu einem Leerraum93b , der zwischen der Hülse76a und der Ventilhülse86 erzeugt wird. Diese Leerräume93b schaffen einen Freiraum für die Bewegung der Hülse86 , um die Bypass-Strömungspfade zu erzeugen, wie voranstehend unter Bezug auf die Hülse76 mit den Keulen beschrieben. In13B weist die Hülse76b Rippen94a auf, die in Kontakt mit der inneren Oberfläche der Ventilhülse86 sind. In abwechselnder Folge mit den Rippen94a sind Kanäle94b vorhanden. Die Kanäle94b schaffen Freiräume für die Bewegung der Hülse86 , um die Bypass-Strömungspfade zu bilden. - Bezugnehmend auf
13C erkennt man, dass die Gewindeplattenhülse76c Pfosten96a aufweist, welche so aufgebaut und angeordnet sind, dass sie relativ zur axialen Länge der Hülse76c unterbrochen sind. Leerräume76b werden durch den Körper der Hülse76c definiert und liegen in Umfangsrichtung zwischen den Pfosten96a . Die Leerräume96b schaffen die Abstände für die Bewegung der Hülse86 , um die Bypass-Strömungspfade zu erzeugen. - Bezugnehmend auf
13D ist die Gewindeplattenhülse76d mit einem Feld aus vertikalen Rippen97a ausgestaltet, welche an der Hülsenachse zusammen laufen, um ein speichenartiges Muster zu erzeugen. Die Freiräume oder Leerräume97b , welche zwischen benachbarten Rippen97a liegen, schaffen Abstände für die Bewegung der Hülse86 , um die Bypass-Strömungspfade zu erzeugen. - Die in den
10 –13 dargestellte Gestaltungsverbesserung verwendet Kunststoff und dies erlaubt bei der Gestaltung, dass die Anzahl von Teilen verringert wird, indem angepasste Formen für die jeweiligen Bauteile erzeugt werden. Ein wichtiger festzuhaltender Punkt im Rahmen der vorliegenden Erfindung und dieser besonderen Ausführungsform ist, dass das Rücklaufverhinderungsventil und das Bypass-Ventil nun als einzelnes einstückiges Teil gegossen sind und das Bypass-Ventil korrekt arbeitet, wenn es mit der Hülse76 mit den Keulen eingesetzt wird, welche in der bevorzugten Ausführungsform und wie in13 dargestellt, vier Keulen aufweist. Der Bypass-Ventilabschnitt des Ventils85 arbeitet auf zwei Arten. Zunächst wirkt er im normalen Betrieb als eine Dichtung, welche verhindert, dass ungefilterte Partikel in das gefilterte Öl mitgerissen werden. Zweitens öffnet sich dieses Ventil, um den Differenzialdruck vor der Zerstörung des Filtermediums oder irgendeines Zentralrohrs abzubauen. Die Herstellung des Ventils85 aus Gummi hat den weiteren Vorteil, dass dies dem Ventil ermöglicht, über einen weiten Bereich von Drücken und Temperaturen hinweg richtig zu arbeiten. - Bezugnehmend auf
14 ist dort eine andere Verbesserung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wenn die Gewindeplatte22 in einem Fluidfilter verwendet wird, schafft die Hülse50 eine glatte, im Wesentlichen zylindrische Oberfläche, welche zum Abdichten verwendet werden kann, um zu verhindern, dass ungefilterte Partikel am Filtermedium vorbei gelangen. Um dies zu bewerkstelligen, schafft die vorliegende Erfindung eine ringförmige Endplatte98 , welche gegen die Hülse50 eine Innenabdichtung erzeugt. Die Endplatte98 weist eine im Wesentlichen zylindrische Hülse99 und einen radialen Flansch100 auf, der mit dem oberen Ende101 des Filtermediums23 verbunden ist. Das Filtermedium23 kann an der Endplatte98 durch verschiedene Techniken angeheftet werden, einschließlich durch ”Einbetten” des Filtermediums23 in den Flansch100 . Dieser Schritt des Einbettens wird erreicht, indem zuerst der Flansch100 erwärmt wird, um den Kunststoff zu erweichen und dann wird das Ende des Filtermediums in den erweichten Kunststoff eingedrückt, wonach dieser mit dem Filtermedium aushärten kann. Durch die korrekte Dimensionierung und Formgebung der Hülse99 relativ zur Hülse50 wird entlang deren zylindrischem Kontakt ein wechselseitiger Presssitz erhalten. Obgleich als zylindrisch bezeichnet, kann eine leichte Abschrägung an einer oder beiden Hülsen den Presssitzzusammenbau erleichtern, ohne dass Abstriche an der Fähigkeit gemacht werden müssen, über eine im Wesentlichen zylindrische Oberfläche einen geeigneten Presssitz für eine ausreichende Dichtung zu erzielen. - Im Zusammenhang mit dieser Verbesserung gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt ein Kunststoff für die entsprechende Fluidfilterausgestaltung die Verringerung der Anzahl von Einzelteilen durch Beseitigung des Erfordernisses einer Dichtung. Obgleich eine Dichtung normalerweise an dieser bestimmten Dichtgrenzfläche notwendig wäre, erzeugt die beschriebene Verbesserung einen Kontakt zwischen im Wesentlichen zylindrischer Oberfläche zu zylindrischer Oberfläche zwischen der Gewindeplattenhülse und der Endplattenhülse und durch Unterstützung mit einem Presssitz wird eine fluiddichte Abdichtung erhalten. Diese im Wesentlichen zylindrische abgedichtete Grenzfläche könnte auch durch die Verwendung einer Rotationsschweißung erzeugt werden, um sicher zu stellen, dass eine bleibende mechanische Dichtung zwischen den beiden Teilen erzeugt wird. Weitere Zusammenbauverfahren, welche verwendet werden könnten, wobei die Notwendigkeit nach einer Dichtung nach wie vor nicht gegeben ist, ist die Anordnung eines Klebers zwischen den Oberflächen oder die Verwendung eines Gewindeeingriffs zwischen der Endplatte und der Gewindeplatte, wie in
15 genauer dargestellt. - Bezugnehmend auf
15 ist dort die genannte Fluidfilterverbesserung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der dargestellte Fluidfilter104 (auseinandergezogene Darstellung) weist einen Topf105 , ein Filtermedium106 , eine Endplatte107 , ein Zentralrohr108 und eine Gewindeplatte109 auf. Während die Ausgestaltung des Zentralrohrs108 relativ zur Endplatte107 und zum Filtermedium106 sich ändern kann und während sich Einzelheiten der Konstruktion und des Zusammenbaus dieser Teile ändern können, liegt der Schwerpunkt dieser Verbesserung in der Form eines Endes110 des Zentralrohrs108 . - Das Ende
110 erstreckt sich über die äußere Oberfläche der Gewindeplatte109 und weist ein Außengewinde für einen Gewindeeingriff mit einer Gewindebohrung111 der Gewindeplatte109 auf. Dies legt das Filtermedium an der Gewindeplatte fest. Zusätzlich weist das Ende110 des Zentralrohrs ein Innengewinde für einen Gewindeeingriff mit einem Befestigungskopf (nicht dargestellt) auf. Obgleich verschiedene Kopfausgestaltungen möglich sind, ist es wichtig, dass die axiale Höhe der zusammenwirkenden Abschnitte des Fluidfilters104 mit der Ausgestaltung des Kopfes kompatibel sind, um einen sicheren und dichten Gewindeeingriff zu erreichen, wobei gleichzeitig die Grenzfläche zwischen dem Topf105 und dem Befestigungskopf abgedichtet wird. - Bezugnehmend auf die
16 –19 sind dort zusätzliche Fluidfilterverbesserungen gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. In den16 und17 ist ein Fluidfilter114 dargestellt, der einen Topf115 , ein Filtermedium116 , eine Kunststoffgewindeplatte117 verlängerter Höhe und eine Kunststoffendplatte118 aufweist. Ein geschlossener Boden119 des Topfes115 weist eine verkürzte Standröhre120 zur Anordnung der Endplatte118 auf. Der Schwerpunkt dieser Ausführungsform ist auf das Konzept der ”Einbettung” der Enden des Filtermediums gerichtet, welches als ein gefaltetes, im Wesentlichen zylindrisches Element dargestellt ist. Durch Erwärmen der nach innen gerichteten Fläche der Gewindeplatte beginnt die freiliegende Oberfläche des Kunststoffes, sich zu erweichen. Sobald der Kunststoff ausreichend weich ist, um ein oberes Ende121 des Filtermediums116 aufzunehmen, wird dieses obere Ende121 in den erweichten Kunststoff der Gewindeplatte gedrückt. Unter Beibehaltung dieser Anordnung, während der Kunststoff abkühlt, härtet der Kunststoff aus und durch diesen Vorgang wird das Filtermedium sicher an der Gewindeplatte als einstückige Kombination festgelegt. Zusätzlich wird das offene Ende des Filtermediums durch den Kunststoff der Gewindeplatte abdichtend verschlossen. Dieses Herstellungsverfahren schließt die Notwendigkeit nach einer separaten oberen Endplatte aus und es schließt die Notwendigkeit für irgendwelche Vergussbestandteile oder einen Klebstoff aus. - Das gleiche ”Einbetten” wird für ein gegenüber liegendes Ende
122 des Filtermediums116 verwendet. Das Ende122 wird in die Kunststoffendplatte118 eingebettet. - Zusätzliche Ausgestaltungsmerkmale im Zusammenhang mit dem Fluidfilter
114 umfassen das gemeinschaftliche Gießen einer inneren Dichtung126 und das gemeinschaftliche Gießen einer äußeren Dichtung127 . Weiterhin sind Einlassströmungsöffnungen128 in Richtung der Außenkante der Gewindeplatte117 neu angeordnet, so dass es einen ausreichend großen flachen Bereich für das einzubettende Filtermedium gibt, wie beschrieben. Was17 betrifft, sei festzuhalten, dass der Topf voneinander beabstandete Reihen gegossener Fingervertiefungen129 zur leichteren Montage und leichteren Entfernung aufweist. - Bezugnehmend auf die
18 und19 ist dort ein etwas unterschiedlicher Fluidfilter132 dargestellt. Der Schwerpunkt dieser Verbesserung liegt nach wie vor auf dem Herstellungskonzept und dem Verfahren der Einbettung des Filtermediums133 in ein Kunststoffbauteil. Bei der Ausgestaltung des Fluidfilters132 ist die Gewindeplatte weggelassen und eine obere Kunststoffendplatte134 wird verwendet. Ein Gewinde135 für eine Anbringung an dem Befestigungskopf ist Teil eines Zentralrohrs136 . Bei dieser Ausgestaltung wird unter Verwendung eines Kunststofftopfes137 ein unteres Ende138 des Filtermediums133 in eine untere Oberfläche139 des Topfes137 eingebettet. Ein gegenüber liegendes Ende140 des Filtermediums wird in eine Endplatte134 eingebettet. Der Topf137 weist axiale Greifrippen141 zur Unterstützung bei der Montage und der Entfernung des Fluidfilters132 auf. - Bezugnehmend auf
20 ist dort eine weitere Verbesserung eines Fluidfilters gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Fluidfilter145 weist eine Gewindeplatte146 auf, welche ähnlich zur Gewindeplatte22 aufgebaut und angeordnet werden kann und für die Beschreibung dieses Verbesserungsmerkmals wurde die Gewindeplatte22 als Basis für die Gewindeplatte146 verwendet. Es sei festzuhalten, dass das anhand von20 zu beschreibende Verbesserungsmerkmal als Teil der Gewindeplatte22 enthalten ist, wie in4 gezeigt. - Weiterhin bezugnehmend auf
20 ist die ringförmige Gewindeplatte146 ein einstückiges gegossenes Kunststoffbauteil, welches eine ringförmige obere Umfangskante147 aufweist, welche zur Aufnahme einer ringförmigen Dichtung148 ausgelegt und angeordnet ist. Die Kante147 weist eine äußere erhobene ringförmige Leiste149 auf und radial innerhalb beabstandet zu der äußeren Leiste149 liegt eine innere erhobene ringförmige Leiste150 . Die Dichtung148 liegt zwischen der Leiste149 und der Leiste150 und kann als Teil der Gewindeplatte146 gemeinschaftlich gegossen sein. Wenn der Fluidfilter145 an einem Befestigungskopf (nicht dargestellt) angebracht wird, wird die Dichtung148 gegen die Kopffläche gedrückt, um über die Dichtung148 eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Fluidfilter145 und dem Befestigungskopf zu erzeugen. - Um einen mechanischen Anschlag zu schaffen, bevor die Dichtung
148 zu stark zusammengedrückt wird, erstreckt sich die Leiste149 von dem Fluidfilter145 weg nach oben, um in Kontakt mit dem Befestigungskopf zu gelangen, bevor die Leiste150 und die Dichtung148 zu stark zusammengedrückt werden, so dass sie zu steif wird, um die notwendige Nachgiebigkeit für eine effektive Abdichtung aufrecht zu erhalten. Die Verwendung der Leiste149 als Anschlag oder mechanischer Stop begrenzt den Bewegungsweg des Fluidfilters145 und schafft gleichzeitig eine sichtbare Anzeige dahingehend, wann der Fluidfilter145 am Befestigungskopf richtig angesetzt und angezogen ist. - Bezugnehmend auf
21 ist dort eine weitere Verbesserung für einen Fluidfilter gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Verbesserung von21 weist für einen Fluidfilter154 die Verwendung einer Kunststofflippe155 (oder eine Hülse oder einen Kragen) auf, welche mit einem offenen Ende156 eines Topfes157 (oder Gewindeplatte) oder um es herum verbunden ist, abhängig von den Spezifikationen der Ausgestaltung des Fluidfilters154 . Das Innere des Fluidfilters154 weist eine bestimmte Befestigungsmöglichkeit zur Verbindung des Fluidfilters154 mit einem Befestigungskopf (nicht gezeigt) auf. Der Befestigungskopf ist mit einer erhöhten Anschlagmarkierung ausgelegt und versehen, welche für einen Eingriff mit einem Verzahnungsvorsprung158 vorgesehen ist, der als Teil der einstückigen Kunststofflippe155 gegossen ist. Zwei Vorsprünge158 sind in21 dargestellt und sie können verwendet werden oder nur ein Vorsprung kann verwendet werden, wobei die Verbesserung weiterhin gegeben ist. Durch richtiges Positionieren und Gestalten des Verzahnungsvorsprungs158 einschließlich seiner axialen Höhe und Lage relativ zu einer Außendichtung159 und durch richtiges Festlegen von Lage und axialer Höhe der befestigungskopfeseitigen Markierung ergibt sich die nachfolgende Abfolge von Ereignissen. - Wenn der Fluidfilter
154 an den Gewindekopf angeschraubt wird, wird die Dichtung159 allmählich in Dichtkontakt gegen den Befestigungskopf gezogen. Zwar ist es wichtig, den Fluidfilter sicher an dem Kopf anzuziehen, jedoch darf die Dichtung159 nicht so stark zusammen gedrückt werden, dass sie ihre Nachgiebigkeit und damit Dichtleistung verliert. Genau dann, wenn der Fluidfilter154 sich dem gewünschten Anziehmoment relativ zu dem Befestigungskopf annähert und dann, wenn die Dichtung159 sich ihrem gewünschten Zusammendrückwert annähert, liegt der Verzahnungsvorsprung158 benachbart der Anschlagmarkierung. Ein weiteres Vorwärtsbewegen beim Anziehen des Fluidfilters154 auf den Kopf bewirkt, dass der Verzahnungsvorsprung158 in Eingriff mit der Markierung gelangt und die Markierung bewirkt, dass der Verzahnungsvorsprung in Richtung des geschlossenen Endes des Topfes ausgelenkt wird. Im Ergebnis überläuft der Verzahnungsvorsprung die Markierung aufgrund der Auslenkung der Lippe155 und sobald die Markierung wieder frei gegeben worden ist, ertönt ein hörbares ”Klick”. Dieses ”Klick” bezeichnet den Punkt des richtigen Anbaus für den Fluidfilter154 relativ zum Befestigungskopf. Wenn zwei Vorsprünge158 verwendet werden, wird der erste Klick als erster Hinweis verwendet, um anzuzeigen, dass das gewünschte Anziehmoment annähernd erreicht worden ist. Der zweite Klick zeigt an, dass der Fluidfilter richtig angeordnet ist. - Bezugnehmend auf die
22 und23 sind dort andere Verbesserungen für einen Fluidfilter gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Bezugnehmend zunächst auf22 ist dort ein Topf162 für einen Fluidfilter dargestellt und dieser ist mit einem Paar von rampenartigen Vorsprüngen163 und164 aufgebaut und versehen, um eine Entfernung des Fluidfilters unter Verwendung eines Werkzeugs mit flacher Klinge, beispielsweise einem Schraubendreher, zu ermöglichen. Die Rampenrichtungen und die angehobenen Endflächen163a und164a , welche auf der Gewindeeingriffsrichtung des Fluidfilters am Befestigungskopf basieren, haben zur Folge, dass diese Vorsprünge163 und164 nur für die Entfernung des Fluidfilters vom Kopf verwendbar sind. - Weiterhin unter Bezugnahme auf
22 erkennt man, dass eine äußere Oberfläche165 des Topfes162 voneinander beabstandete Reihen von Rippen166 aufweist, welche vorgesehen sind, um einen besseren (manuellen) Griff des Topfes der Montage an und der Entfernung von dem Befestigungskopf zu ermöglichen. Zusätzlich weist jede Rippe166 eine Ausrichtvertiefung167 zur Aufnahme der Klemmfinger eines Filterschlüssels auf. Diese Vertiefungen167 erlauben einfachere Einbau- und Entfernungsvorgänge unter Verwendung eines Filterschlüssels. - Bezugnehmend auf die auseinander gezogene Darstellung von
23 ist ein Topf170 eines Fluidfilters mit einer geschlossenen Basis171 dargestellt, welche mit einem verzahnten Zapfen172 ausgelegt und ausgestattet ist. Jeder Zahn175 hat eine leichte Krümmung, um in der Lage zu sein, als Ratsche zu wirken. Wann immer es gewünscht ist, die Entfernungsmöglichkeiten für den Fluidfilter nach Möglichkeit zu beschränken und eine leichte Fluidfilterentfernung durch unautorisierte Dritte auszuschließen, kann der gezahnte Zapfen172 verwendet werden. - Um den Fluidfilter unter Verwendung des gezahnten Zapfens
172 zu entfernen, muss eine ganz bestimmte Einwegratschen-Sechseckmutter171 verwendet werden. Diese Mutter173 weist in ihrem Inneren ein Paar von gegenüber liegenden Zungen174 auf (eine ist dargestellt und die andere ist annähernd 180 Grad hiervon entfernt). Jede Zunge174 hat einen leichten Winkel oder eine Schräge (nicht rechtwinkelig zu) relativ zu der entsprechenden flachen Seite der Sechseckmutter. Auf diese Weise ist jede Mutter so ausgelegt und angeordnet, dass sie in einem Ratschenmodus (in einer Richtung) auf den Zapfen172 wirkt. Die Geometrien der Zähne175 am Zapfen172 und die beiden Zungen174 bedeuten, dass die Mutter173 eine Einwegmutter ist und es einem Benutzer nur ermöglicht, den Filter zu entfernen, wenn er dieses Merkmal verwendet. - Bezugnehmend auf die
24 und25 ist eine andere Endplatte180 dargestellt. Die Endplatte180 weist einen oberen radialen Flansch181 , eine koaxiale Hülse182 und ein Zentralrohr183 auf. Obgleich diese als drei Abschnitte an der Endplatte180 bevorzugt als einstückiges Bauteil aus Kunststoff gegossen sind, kann die Endplatte180 aus einer Mehrzahl von einzelnen Bauteilen hergestellt werden, welche dann zu einer Einheit zusammen geführt werden, um die Ausführungsform von24 zu bilden. - Die verschiedenen Verbesserungen und Optimierungen des Fluidfilters, wie in den
1 –23 offenbart und beschrieben, haben sich nicht konkret auf eine Ausgestaltung und einen Aufbau des Filtermediums gerichtet. Nichts desto weniger versteht sich, dass ein geeignetes Filtermedium für Zwecke der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Ausgestaltungen annehmen kann und unter Verwendung eines aus einer Anzahl von geeigneten Materialien hergestellt werden kann. Eine gestalterische Realität eines im Wesentlichen zylindrischen Filtermediums gemäß25 kommt aus dem Wunsch, das Innere des Filtermediums zu unterstützen, um ein Zusammenfallen während einer hohen Druckdifferenz zu verhindern. Dieses Risiko wird umso größer, wenn das Filtermedium beginnt, sich zuzusetzen und die Druckdifferenz noch größer wird. Um diesem besonderen Fall zu begegnen, weisen Fluidfilterausgestaltungen des hier allgemein beschriebenen Typs ein Zentralrohr auf, welche sich zumindest über einen Teil in das hohle Innere des Filtermediums erstreckt. Das Zentralrohr ist dafür ausgelegt, die gewünschte Unterstützung zu liefern, wobei sie auch einen Austrittsströmungspfad für das Fluid bereitstellt, nachdem dieses das Filtermedium durchlaufen hat. - In der vorliegenden Erfindung und hier insbesondere bezugnehmend auf die
24 und25 integriert die Ausgestaltung der Endplatte180 ein Zentralrohr183 in die einstückige Konstruktion, so dass sie koaxial zur Hülse182 ist, wie in25 dargestellt. Das Zentralrohr183 weist zwei umlaufende Ringabschnitte184 und eine Mehrzahl von Verbindungsgliedern185 auf, welche eine spiralförmige oder schraubenförmige Geometrie haben. Das definierte Innere des Zentralrohrs183 ist wie die Seiten offen, um eine freie Strömung von Fluid zum Auslass über die Gewindeplattenhülse76 (oder76a –76d ) und die Gewindebohrung zu ermöglichen. Andere strukturelle Ausgestaltungen für den Zentralrohrabschnitt der Endplatte180 sind akzeptabel, solange sie eine im Wesentlichen zylindrische Form und ausreichend Strömungsfläche haben, um das Fluidvolumen handhaben zu können. - In der Darstellung von
24 weist der obere radiale Flansch181 eine Reihe von nach außen wegstehenden Rippen186 auf, welche in Anzahl, Größe und Abstand ähnlich den Rippen71 der Endplatte70 sind. Der einzige Unterschied in Form oder Funktion zwischen Endplatte70 und Endplatte180 ist, dass die Endplatte180 keinerlei Abstandshalter aufweist, welche mit den Abstandshaltern72 vergleichbar sind und dass die Endplatte180 das Zentralrohr183 aufweist. Was das Weglassen jeglicher Abstandshalter vom oberen radialen Flansch181 betrifft, sei erwähnt, dass25 eine modifizierte Gewindeplatte187 umfasst (vergleiche26 ) und dass diese Gewindeplatte187 die Abstandshalter aufweist. Bezugnehmend auf die25 und26 erkennt man, dass die Fluidfilteranordnung188 die Gestaltung der Gewindeplatte von26 aufweist, wobei die Gewindeplatte187 im Grunde genommen identisch zur Gewindeplatte22 oder zur Gewindeplatte75 oder zu einer Gewindeplatte mit irgendeiner der Hülsenausgestaltungen der13A –13D ist, mit Ausnahme der Abstandshalter189 . Bei einer nochmaligen Betrachtung von25 kann festgehalten werden, dass die Abstandshalter, welche Teil der Endplatte waren, beispielsweise die Abstandshalter72 , nun ein einstückiges Teil der modifizierten Gewindeplatte187 sind und als Abstandshalter189 dargestellt sind. Die Beabstandungsfunktion der Abstandshalter72 wird in der Fluidfilterkonstruktion von25 durch die Abstandshalter189 durchgeführt. - Obgleich die Erfindung in der Zeichnung und der voranstehenden Beschreibung im Detail dargestellt und beschrieben worden ist, ist dies als illustrativ und nicht einschränkend zu verstehen; es versteht sich, dass nur die bevorzugte Ausführungsform gezeigt und beschrieben wurde und dass sämtliche Änderungen und Abwandlungen, welche unter den Rahmen der Erfindung fallen, ebenfalls geschützt werden sollen.
Claims (10)
- Fluidfilter (
20 ;74 ;104 ;114 ;132 ;145 ;154 ) zur Anordnung an einem fluidführenden Kopf, wobei der Fluidfilter aufweist: ein Gehäuse (21 ;105 ;115 ;137 ;157 ;162 ;170 ) mit einem geschlossenen Boden (29 ) und einer Seitenwand (30 ), welche einen Hohlraum (34 ) definieren; ein Filtermedium (23 ;106 ;116 ), welches ein offenes Inneres definiert und welches in dem Hohlraum angeordnet ist; eine Gewindeplatte (22 ;39 ;75 ;109 ;117 ;146 ), welche mit dem Gehäuse verbunden ist und zum Umschließen des Filtermediums gestaltet und ausgelegt ist, wobei die Gewindeplatte eine Mehrzahl von Einlassströmungsöffnungen (53 ;128 ) definiert und eine Hülse (50 ;76 ;76a –76d ) aufweist, welche sich in das offene Innere erstreckt, wobei die Hülse eine Auslassströmungsleitung schafft; eine Endplatte (70 ;98 ;107 ;118 ;180 ), welche mit dem Filtermedium verbunden ist und einen Flanschabschnitt (78 ;90 ;181 ) und einen sich parallel zur Gewindeplattenhülse in das offene Innere erstreckenden Hülsenabschnitt (77 ;182 ) aufweist; und ein elastomeres Strömungssteuerungsventil (85 ) mit einem ersten Abschnitt (87 ), der zwischen dem Flanschabschnitt der Endplatte und der Mehrzahl von Einlassströmungsöffnungen angeordnet ist und einem zweiten Abschnitt (86 ), der zwischen dem Hülsenabschnitt der Endplatte und der Gewindeplattenhülse angeordnet ist, wobei sich der zweite Abschnitt zwischen der Gewindeplattenhülse und dem Hülsenabschnitt der Endplatte in das offene Innere erstreckt, wobei der erste Abschnitt eine Rücklaufverhinderungseigenschaft schafft und der zweite Abschnitt im Zusammenwirken mit der Gewindeplattenhülse eine Bypass-Eigenschaft für das Filtermedium schafft. - Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei der geschlossene Boden des Gehäuses (
162 ) mit einer Anlagerampe (163 ;164 ) für ein Zusammenwirken mit einem Werkzeug mit einer Klinge gestaltet und ausgelegt ist, um das Entfernen des Fluidfilters von dem fluidführendem Kopf zu erleichtern. - Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse mit einer Mehrzahl von Greifrippen (
35 ;141 ;166 ) gestaltet und ausgelegt ist, um das Entfernen des Fluidfilters von dem fluidführenden Kopf zu erleichtern. - Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse mit einem umlaufenden vertieften Abschnitt (
167 ) gestaltet und ausgelegt ist für ein Zusammenwirken mit einem Filterentfernungsschlüssel zur Erleichterung des Entfernens des Fluidfilters von dem fluidführenden Kopf. - Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei der geschlossene Boden (
171 ) des Gehäuses mit einem Ratschenzahnpfosten (172 ) gestaltet und ausgelegt ist zum Zusammenwirken mit einer Ratschenmutter zur Erleichterung des Entfernens des Fluidfilters von dem fluidführenden Kopf. - Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei jede Einlassströmungsöffnung (
53 ) eine tropfenförmige Umfangskante hat. - Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei der Fluidfilter eine Stirndichtung (
24 ;148 ) aufweist und die Gewindeplatte eine obere Umfangskante (147 ) aufweist, welche mit einer inneren Umfangsleiste und einer äußeren Umfangsleiste gestaltet und ausgelegt ist, wobei die Stirndichtung zwischen den inneren und äußeren Umfangsleisten liegt und wobei die äußere Umfangsleiste axial höher als die innere Umfangsleiste ist, um als Anlageanschlag an dem fluidführenden Kopf zu wirken. - Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei der Flanschabschnitt der Endplatte eine Mehrzahl von Strömungsrippen (
71 ) aufweist. - Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei der Flanschabschnitt der Endplatte eine Mehrzahl von Abstandshaltern (
72 ) aufweist. - Fluidfilter nach Anspruch 1, wobei die Gewindeplattenhülse (
50 ;76 ;76a-76d ) eine Hülse (76 ) mit Keulenvorsprüngen, eine Hülse (76a ) polygonalen Querschnitts mit Ecken (93a ), eine Hülse (76b ) mit Rippen (94a ), eine Hülse (76c ) mit achsparallelen Pfosten (96a ) oder eine Hülse (76d ) mit einem Feld vertikaler, an der Hülsenachse zusammenlaufender Rippen (97a ) ist.
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