DE102005021957B4

DE102005021957B4 - Filter, insbesondere Kühlwasserfilter einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102005021957B4
Application number: DE102005021957A
Authority: DE
Inventors: Richard Eberle; Ludger Schachtrup
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2005-05-12
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2025-05-13
Also published as: DE102005021957A1

Abstract

Filter (1), insbesondere Kühlwasserfilter einer Brennkraftmaschine, mit einem oben offenen Gehäuse (10), das mit einem lösbaren Deckel (11) verschlossen ist, mit je einem Zuführkanal (13) und Abführkanal (14) für eine zu filternde Flüssigkeit und mit einem im Gehäuse (10) austauschbar angeordneten, von der Flüssigkeit durchströmbaren Filtereinsatz (2), der einen Behälter (3) für ein Additiv umfasst, wobei der Behälter (3) durch das Einsetzen des Filtereinsatzes (2) in das Gehäuse (10) und/oder durch das Befestigen des Deckels (11) am Gehäuse (10) aus einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten, das Additiv entlassenden Zustand überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) für das Additiv mit einer diesen bei einem Entnehmen des Filtereinsatzes (2) aus dem Gehäuse (10) wieder verschließenden Verschlusseinrichtung ausgestattet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filter, insbesondere einen Kühlwasserfilter einer Brennkraftmaschine, mit einem oben offenen Gehäuse, das mit einem lösbaren Deckel verschlossen ist, mit je einem Zuführkanal und Abführkanal für eine zu filternde Flüssigkeit und mit einem im Gehäuse austauschbar angeordneten, von der Flüssigkeit durchströmbaren Filtereinsatz, der einen Behälter für ein Additiv umfasst, wobei der Behälter durch das Einsetzen des Filtereinsatzes in das Gehäuse und/oder durch das Befestigen des Deckels am Gehäuse aus einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten, das Additiv entlassenden Zustand überführbar ist.

Ein Filter der eingangs genannten Art ist aus DE 195 40 251 C2 bekannt. Beim praktischen Einsatz dieses bekannten Filters hat sich herausgestellt, dass es bei einem Filterservice, der im Rahmen der regelmäßigen Wartung z. B. einer zugehörigen Brennkraftmaschine durchgeführt wird, zu einem Überlaufen der zu filternden Flüssigkeit, beispielsweise des Kühlwassers der Brennkraftmaschine, kommen kann. Dies wird dadurch verursacht, dass bei dem Entnehmen des Filtereinsatzes aus dem Filtergehäuse die Flüssigkeit sowohl aus dem Filterkörper als auch aus dem damit verbundenen oder darin vorgesehenen, ab seinem Ein setzen offenen Behälter für das Additiv herausläuft. Es wird also ein leerer Additiv-Behälter zusammen mit dem verbrauchten Filtereinsatz entsorgt. Beim Einsetzen eines frischen Filtereinsatzes in das Filtergehäuse wird gleichzeitig zusammen mit diesem ein mit frischem Additiv gefüllter neuer Behälter in das Filtergehäuse eingesetzt.

Es findet also eine Vergrößerung des Flüssigkeitsvolumens um das Volumen des mit dem Behälter eingebrachten Additivs statt. Z. B. bei modernen Kühlanlagen von Brennkraftmaschinen, die ein geschlossenes System darstellen, tritt im laufenden Betrieb praktisch kein Flüssigkeits- bzw. Kühlwasserverlust auf, so dass das Kühlsystem durch das zusätzlich zugeführte Volumen des Additivs überfüllt werden kann und es zu einem Überlaufen von Kühlwasser kommt. Das Kühlwasser ist aufgrund der darin üblicherweise enthaltenen Chemikalien als umweltschädlicher Stoff einzuordnen, der nicht unkontrolliert in die Umgebung gelangen darf.

Für die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, einen Filter der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass ein Austritt von Flüssigkeit bei einem Filterservice vermieden wird.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Filter der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Behälter für das Additiv mit einer diesen bei einem Entnehmen des Filtereinsatzes aus dem Gehäuse wiederverschließenden Verschlusseinrichtung ausgestattet ist.

Mit dem erfindungsgemäßen Filter wird vorteilhaft erreicht, dass der Behälter bei dem Entnehmen des Filtereinsatzes aus dem Gehäuse aus einem offenen Zustand wieder in einen geschlossenen Zustand überführt wird. Auf diese Weise wird ein das Innere des Behälters ausfüllendes Flüssigkeitsvolumen, z. B. Kühlwasser, in den Behälter eingeschlossen. Auf diese Weise wird bei dem Entnehmen des Filtereinsatzes aus dem Gehäuse des Filters immer ein Flüssigkeitsvolumen aus dem Gehäuse entnommen, das dem Volumen des anschließend frisch in das Gehäuse eingebrachten Additivs entspricht. Auf diese Weise wird eine Vergrößerung des Gesamtvolumens der Flüssigkeit vermieden und es kann nicht mehr zu einem Überlaufen und Austreten von Flüssigkeit in die Umgebung kommen. Das mit dem Filtereinsatz aus dem Gehäuse entnommene, in dem Behälter eingeschlossene Flüssigkeitsvolumen kann geordnet entsorgt werden, wodurch Gefahren für die Umwelt vermieden werden. Für die Verschlusseinrichtung genügt es dabei, wenn sie eine für das nur Sekunden dauernde Entnehmen des Filtereinsatzes aus dem Filter und Überführen des Filtereinsatzes beispielsweise in einen flüssigkeitsdichten Sammelbehälter ausreichende Dichtigkeit hat, die nicht absolut sein muss. Es können deshalb vorteilhaft auch relativ einfache und damit günstige Verschlusseinrichtungen zum Einsatz kommen, die den gewünschten Zweck ausreichend erfüllen.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Filters sieht hinsichtlich der Verschlusseinrichtung vor, dass diese durch eine im Behälter angeordnete Ventilanordnung gebildet ist, die bei im Gehäuse befindlichem Filtereinsatz in ihrer Öffnungsstellung gehalten ist und die bei dem Entnehmen des Filtereinsatzes aus dem Gehäuse selbsttätig in ihre Schließstellung übergeht.

Eine erste konkrete Weiterbildung sieht vor, dass die Ventilanordnung durch ein Kugelventil gebildet ist, das einen trichterförmigen Dichtsitz in einem unteren Bereich des Behälters, eine über dem Dichtsitz angeordnete Dicht kugel mit einer über der Dichte der zu filternden Flüssigkeit liegenden Dichte und ein die Dichtkugel im eingebauten Zustand des Filtereinsatzes vom Dichtsitz abhebendes Hubelement umfasst. Bei dieser Ventilanordnung werden vorteilhaft nur sehr wenige und sehr einfache Elemente benötigt. Die Verstellung der Ventilanordnung in ihre Schließstellung beim Entnehmen des Filtereinsatzes aus dem Gehäuse erfolgt auf einfachste Weise durch die auf die Dichtkugel wirkende Schwerkraft. Das erwähnte Hubelement sorgt zuverlässig dafür, dass im eingebauten Zustand des Filtereinsatzes die Ventilanordnung offen gehalten wird, damit das Additiv aus dem Behälter in das Filtergehäuse übertreten kann. Die durch den Filter zirkulierende Flüssigkeit sorgt dafür, dass das Additiv aus dem Inneren des Behälters nach und nach ausgespült wird, so dass nach einer gewissen Zeit das Additiv gleichmäßig in der Flüssigkeit, z. B. im Kühlwasser, verteilt ist und sich dann im Inneren des Behälters ein Teilvolumen der Flüssigkeit befindet, das hinsichtlich seines Additivanteils mit der übrigen Flüssigkeit übereinstimmt.

Zwei alternative Ausführungen der Ventilanordnung sind in den Ansprüchen 4 und 5 angegeben, mit denen die gewünschte Funktion bei einfacher und zuverlässiger Bauweise ebenfalls erreicht wird.

Für alle vorstehend angegebenen Ausführungen des Filters mit Ventilanordnung ist bevorzugt vorgesehen, dass das Hubelement ein Teil eines verstellbaren Bodenbereichs des Behälters ist, wobei dieser Bodenbereich einen den Behälter dicht verschließenden Ausgangszustand aufweist, aus dem er durch das Einsetzen des Filtereinsatzes in das Gehäuse und/oder durch das Befestigen des Deckels am Gehäuse in den geöffneten, das Additiv aus dem Behälter entlassenden Zustand überführbar ist. In dieser Ausführung wird vorteilhaft der verstellbare Bodenbereich, der zum Entlassen des Additivs aus dem Behälter ohnehin geöffnet wird, gleichzeitig für das Offenhalten der Ventilanordnung genutzt. Dies sorgt für eine geringe Zahl von Einzelteilen, was die Herstellungskosten des Filters vorteilhaft niedrig hält.

Zur Überbrückung eines gegebenenfalls vorliegenden Abstandes zwischen dem verstellbaren Bodenbereich und dem beweglichen Element der Ventilanordnung, z. B. der Ventilkugel, ist weiter vorgesehen, dass der verstellbare Bodenbereich einen nach oben zum Dichtsitz vorragenden Ausleger aufweist. In der angehobenen Stellung des verstellbaren Bodenbereichs ragt dieser Ausleger durch den Dichtsitz hindurch und hebt das verstellbare Dichtelement, z. B. die Dichtkugel, von dem Dichtsitz ab, wodurch ein offener Zustand dieser Ventilanordnung eingestellt und gehalten wird, solange der Filtereinsatz sich in seinem Einbauzustand befindet.

Eine hinsichtlich der Verschlusseinrichtung alternative Ausführung des Filters sieht vor, dass die Verschlusseinrichtung durch einen verstellbaren Bodenbereich des Behälters gebildet ist, wobei dieser Bodenbereich einen den Behälter dicht verschließenden Ausgangszustand aufweist, aus dem er durch das Einsetzen des Filtereinsatzes in das Gehäuse und/oder durch das Befestigen des Deckels am Gehäuse in den geöffneten, das Additiv aus dem Behälter entlassenden Zustand überführbar ist, und wobei der verstellbare Bodenbereich bei dem Entnehmen des Filtereinsatzes aus dem Gehäuse selbsttätig in seine Schließstellung zurückführbar ist. In dieser Ausführung wird vorteilhaft der zum Öffnen des Behälters verstellbare Bodenbereich gleichzeitig zum Zweck des Wiederverschließens des Behälters verwendet. Eine zusätzliche Ventilanordnung kann so eingespart werden.

In konkreter Weiterbildung ist dazu bevorzugt vorgesehen, dass der verstellbare Bodenbereich des Behälters durch eine mit dem übrigen Behälter einstückige Klappe gebildet ist, die an einer ihrer Kanten über ein Filmscharnier dauerhaft und an ihren weiteren Kanten über dünne, zunächst dichte und leicht auftrennbare Materialbrücken mit dem übrigen Behälter verbunden ist. In dieser Ausführung ist der Behälter vorteilhaft einfach herstellbar, weil keine separaten Teile benötigt werden.

Um die Funktion der Ventilanordnung beim Schließen besonders sicher und zuverlässig zu machen, wird vorgeschlagen, dass die Dichtkugel oder das Dichtblatt oder die Dichtklappe oder der verstellbare Bodenbereich durch ein Kraftspeicherelement, vorzugsweise eine Feder, in Schließrichtung vorbelastet ist. In der Öffnungsstellung der Ventilanordnung wird die Dichtkugel oder das sonst verwendete bewegliche Dichtelement in bekannter Weise gegen die Schließkraft des Kraftspeicherelements in Öffnungsstellung gehalten.

Zur Erzielung einer möglichst guten Raumausnutzung innerhalb des Filters ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass der Filtereinsatz einen hohlzylindrischen Ringfilterkörper besitzt, dass der Behälter für das Additiv im Inneren des Ringfilterkörpers angeordnet ist und dass eine Umfangswand des Behälters als innerer Stützkörper für den Ringfilterkörper ausgebildet ist. Neben der Funktion der Aufnahme des Additivs besitzt der Behälter in dieser Ausführung des Filters die zusätzliche Funktion des inneren Stützkörpers für den Ringfilterkörper des Filtereinsat zes. Ein separater Stützkörper kann auf diese Weise eingespart werden.

Um bei dem Einbau oder Ausbau des Filtereinsatzes den Behälter für das Additiv nicht einzeln handhaben und ein- und ausbauen zu müssen, ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass der Behälter zwischen zwei den Ringfilterkörper oben und unten abdeckenden Stirnscheiben eingeschlossen liegt, wobei die untere Stirnscheibe eine zentrale Durchbrechung für einen den Anfang des Abführkanals darstellenden, einen Teil des Gehäuses bildenden Rohrstutzen aufweist, auf den der Filtereinsatz dichtend aufsteckbar ist und der als Mittel zum Öffnen des Behälters für das Additiv bei dem Einsetzen des Filtereinsatzes in das Gehäuse und/oder bei dem Befestigen des Deckels am Gehäuse dient. Dabei weist diese Ausführung des Filters den Vorteil auf, dass der Rohrstutzen eine doppelte Funktion hat, nämlich als Träger für den Filtereinsatz und als Mittel zum Öffnen und anschließenden Offenhalten des Behälters für das Additiv.

Eine weitere Ausgestaltung des Filters schlägt vor, dass eine obere Wand des Behälters für das Additiv durch die obere, geschlossene Stirnscheibe des Filtereinsatzes gebildet ist und dass der Behälter mit der oberen Stirnscheibe dicht verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist. In dieser Ausführung wird ein besonders geringer Materialaufwand erreicht, da ein Teil der oberen Stirnscheibe zugleich die obere Wand des Behälters bildet.

Alternativ zu den vorstehend dargelegten Ausführungen mit dem Additiv-Behälter im Filterkörper wird vorgeschlagen, dass der Filtereinsatz einen Filterkörper besitzt und dass der Behälter für das Additiv axial unterhalb und/oder axial oberhalb und/oder radial außerhalb des Filterkör pers angeordnet ist. Hierbei kann zwar ein Teil der Filterfläche verloren gehen, jedoch kann dafür vorteilhaft das Volumen des Additiv-Behälters hier größer sein. Zweckmäßig ist diese Ausführung insbesondere dann, wenn hinsichtlich der axialen Bauhöhe und/oder des radialen Baudurchmessers keine engen Beschränkungen vorliegen.

Eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Filters, wie er im Anspruch 1 angegeben ist, sieht vor, dass der Filtereinsatz bei ansonsten gleicher Ausführung statt des zu öffnenden Behälters für das Additiv einen dauerhaft geschlossenen Behälter oder einen Körper aufweist, der im eingebauten Zustand des Filtereinsatzes einen Verdrängerkörper zur Verdrängung eines entsprechenden Volumens an Flüssigkeit im Filtergehäuse bildet. In dieser abgewandelten Ausführung ist der Filter für solche Fälle einsetzbar, in denen die Abgabe eines Additivs an die den Filter durchströmende Flüssigkeit nicht benötigt wird. Dabei sorgt vorteilhaft der Verdrängerkörper dafür, dass bei dem Entnehmen des Filtereinsatzes aus dem Gehäuse der Pegel der Flüssigkeit im Gehäuse absinkt. Ein Austritt der den Filter durchströmenden Flüssigkeit beim Wechseln des Filtereinsatzes wird so vorteilhaft vermieden. Der Filtereinsatz kann dabei weitgehend unverändert bleiben; lediglich der Behälter hat nun eine dauerhaft geschlossene Ausführung oder ist durch einen geschlossenen Körper ersetzt.

Eine besonders günstige Herstellung des Filters ergibt sich bei einer Ausführung, bei der vorgesehen ist, dass der Behälter für das Additiv und der dauerhaft geschlossene Behälter jeweils aus einem identischen Oberteil und einem individuellen Unterteil zusammengesetzt, vorzugsweise zusammengeschweißt, sind. In dieser Ausgestaltung des Filters gibt es nur ein einziges einheitliches Behäl ter-Oberteil, das für den Filtereinsatz mit Additivbehälter und ohne Additivbehälter verwendbar ist. Für die beiden unterschiedlichen Ausführungen des Behälters wird ein jeweils unterschiedliches Unterteil mit dem jeweils identischen Oberteil verbunden. Das Unterteil des Behälters für das Additiv ist dabei mit den Öffnungsmitteln für das Entlassen des Additivs beim Einbau des Filtereinsatzes und mit der Verschlusseinrichtung für das Wiederverschließen des Behälters ausgestattet, während das Unterteil für den dauerhaft geschlossenen Behälter so ausgeführt ist, dass ein Öffnen und Wiederverschließen des Behälters hier beim Einbauen des Filtereinsatzes und Herausnehmen des Filtereinsatzes aus dem Gehäuse nicht stattfindet.

Zwecks kostengünstiger Massenfertigung sind die Teile der Behälter, also Oberteile und Unterteile, zweckmäßig Spritzgussteile aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid oder Polyethylen.

Schließlich ist gemäß Erfindung noch bevorzugt vorgesehen, dass der Filtereinsatz mit dem Verdrängerkörper ein Erstausrüstungs-Filtereinsatz für den Filter ist und dass der Filtereinsatz mit dem Behälter für das Additiv ein Filterservice-Filtereinsatz für den Filter ist. Der Filtereinsatz in seiner Ausführung als Erstausrüstungs-Filtereinsatz wird vor der ersten Inbetriebnahme des Filters in diesen eingebaut, ohne dass ein Additivbehälter im Filtereinsatz enthalten ist. Bei dieser Erstausrüstung wird üblicherweise eine Flüssigkeit, z. B. Kühlwasser, in den Filter und eine zugehörige Anlage, z. B. die Kühlanlage einer Brennkraftmaschine, eingefüllt, in der bereits ein Additiv in ausreichender Menge und Konzentration enthalten ist. Im Unterschied dazu wird dann später bei jedem Filterservice ein Filtereinsatz in einer Ausführung als Filterservice-Filtereinsatz mit Additivbehälter in den Filter eingebaut. Dadurch werden der Flüssigkeit, z. B. dem Kühlwasser, mittels der Zugabe von frischem Additiv wieder die gewünschten Eigenschaften z. B. hinsichtlich Frost- und Korrosionsschutz verliehen, die im Laufe des Betriebes des Filters und beispielsweise der zugehörigen Brennkraftmaschine schlechter werden.

Im folgendem werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Filters anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
1 einen Filter mit eingebautem Filtereinsatz im Längsschnitt,
2 den Filter aus 1 während des Entnehmens des Filtereinsatzes aus dem Filter, ebenfalls im Längsschnitt, und
3 den Filter mit einem eingebauten, geänderten Filtereinsatz, ebenfalls im Längsschnitt.
1 der Zeichnung zeigt im Längsschnitt einen Filter 1, hier für die Filterung des Kühlwassers einer Brennkraftmaschine. Der Filter 1 umfasst ein oben offenes Gehäuse 10, das mittels eines Schraubdeckels 11 unter Zwischenlage eines Dichtrings 12 oberseitig dicht verschließbar ist. Über einen unten links durch das Gehäuse 10 verlaufenden Zuführkanal 13 ist das zu filternde Kühlwasser in das Innere des Gehäuses 10 führbar.
Im Inneren des Gehäuses 10 ist ein Filtereinsatz 2 angeordnet, der einen Ringfilterkörper 20 aus einem geeigneten Filtermaterial, z. B. Filterpapier, aufweist, der oben und unten durch je eine Stirnscheibe 21, 22 eingefasst ist. Der Ringfilterkörper 20 ist von der zu filtern den Flüssigkeit in Radialrichtung von außen nach innen durchströmbar.
Nach dem Durchströmen des Ringfilterkörpers 20 verlässt die gefilterte Flüssigkeit den Filter 1 durch einen mittig im unteren Teil des Gehäuses 10 angeordneten Abführkanal 14. Dieser Abführkanal 14 wird in einem in Inneren des Gehäuses 10 liegenden Abschnitt durch einen mit dem übrigen Gehäuse 10 einstückigen Rohrstutzen 15 gebildet, auf den der Filtereinsatz 2 mit seiner mit einer zentralen Durchbrechung 24 versehenen unteren Stirnscheibe 22 dichtend aufgesteckt ist. Zur Abdichtung ist hier am Umfang der Durchbrechung 24 eine einstückig mit der unteren Stirnscheibe 22 ausgeführte Dichtlippe 25 angeformt.
Im Inneren 23 des Filtereinsatzes 2 ist ein Behälter 3 angeordnet, der zur Aufnahme eines Additivs für das Kühlwasser, das den Filter 1 durchströmt, dient. In einem nicht dargestellten Ausgangszustand ist der Behälter 3 mit dem Additiv gefüllt und geschlossen.
In dem in 1 gezeichneten eingebauten Zustand des Filtereinsatzes 2 ist der Behälter 3 an seiner Unterseite im Bereich seines Bodens 33 geöffnet. Hierzu ist der Behälter 3 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer verstellbaren, einen einstückigen Teil des Bodens 33 bildenden Klappe 34 ausgeführt. Diese Klappe ist an einer ihrer Kanten mittels eines Filmchaniers 38 gelenkig mit dem übrigen Boden 33 verbunden. An ihren weiteren Kanten ist die Klappe 34 zunächst über dünne Materialbrücken dicht mit dem übrigen Boden 33 verbunden.
Beim Einsetzen des Filtereinsatzes 2 in das Filtergehäuse 10 und Festdrehen des Deckels 11 auf dem Gehäuse 10 wird der Filtereinsatz 2 zusammen mit dem darin angeordneten Behälter 3 soweit nach unten in Richtung zum Rohrstutzen 15 verschoben, dass dessen Oberkante 15' die verstellbare Klappe 34 unter Aufreißen der Materialbrücken nach oben in die in 1 sichtbare Stellung drückt. Auf diese Weise wird eine Öffnung 35 im Boden 33 des Behälters 3 geschaffen, durch die das Additiv in das den Filter 1 durchströmende Kühlwasser gelangt. Nach einer gewissen Betriebszeit ist das Additiv vollständig aus dem Behälter 3 in das Kühlwasser überführt und im Inneren 30 des Behälters 3 befindet sich dann ein entsprechendes Volumen an Kühlwasser, dessen Additivgehalt mit dem Additivgehalt des übrigen zirkulierenden Kühlwassers übereinstimmt.
Oberseitig ist der Behälter 3 für das Additiv mit der oberen Stirnscheibe 21 des Filtereinsatzes 2 verschweißt, wobei der zentrale Bereich der geschlossenen oberen Stirnscheibe 21 gleichzeitig eine obere Wand 31 des Behälters 3 bildet.
Eine den Behälter 3 radial außen begrenzende Umfangswand 32 ist auf ihrem Außenumfang mit Rippen 32' versehen, die den Ringfilterkörper 20 radial innen abstützen. Der Behälter 3 bildet damit gleichzeitig einen inneren Stützkörper für den Filtereinsatz 2, der ein Kollabieren des Ringfilterkörpers 20 bei höheren Druckdifferenzen zwischen dem Zuführkanal 13 und dem Abführkanal 14 verhindert.
Weiterhin zeigt die 1, dass im Inneren 30 des Behälters 3 eine Ventilanordnung untergebracht ist. Im dargestellten Beispiel besteht diese Ventilanordnung aus einem trichterförmigen Dichtsitz 36 und einer zugehörigen Dichtkugel 37.
In dem in 1 gezeigten Zustand des Filters 1 mit geöffneter Klappe 34 am Boden 33 des Behälters 3 drückt ein an der Oberseite der Klappe 34 angebrachter Ausleger 34' die Dichtkugel 37 von ihrem Dichtsitz 36 weg, wodurch der Dichtsitz 36 offen ist. In diesem Zustand kann also Kühlwasser in das gesamte Innere 30 des Behälters 3 und umgekehrt Additiv aus dem Inneren 30 des Behälters 3 in das durch den Filter 1 zirkulierende Kühlwasser gelangen.
Schließlich ist aus 1 noch ersichtlich, dass der Behälter 3 aus zwei miteinander verbundenen Teilen besteht, nämlich einem Oberteil 3.1 und einem Unterteil 3.2. Das Oberteil 3.1 umfaßt die Umfangswand 32 sowie den im Inneren vorgesehenen trichterförmigen Dichtsitz 36 und ist ein einstückiges Spritzgussteil aus Kunststoff.
Das Unterteil 3.2 des Behälters 3 umfaßt den Boden 33 mit der darin vorgesehenen Klappe 34 und dem daran angebrachten Ausleger 34'. Auch das Unterteil 3.2 ist ein einstückiges Spritzgussteil aus Kunststoff. Verbunden sind Oberteil 3.1 und Unterteil 3.2 des Behälters 3 über eine Schweißverbindung entlang einer in Umfangsrichtung verlaufenen Schweißnaht 39.
2 der Zeichnung zeigt den Filter 1 aus 1 nun in einem Zustand während des Entnehmens des Filtereinsatzes aus dem Gehäuse 10. Zu diesem Zweck ist der Deckel 11 von dem Gehäuse 10 durch Verdrehen losgedreht, wodurch der Deckel 11 gegenüber dem Gehäuse 10 eine nach oben versetzte Stellung einnimmt. Durch die Bewegung des Deckels 11 nach oben wird gleichzeitig. der Filtereinsatz 2, der hier mit dem Deckel 11 mittels einer lösbaren Rastverbindung verbunden ist, mit nach oben bewegt.
Durch diese Bewegung des Filtereinsatzes 2 nach oben bewegt sich gleichzeitig der Behälter 3 von dem Rohrstutzen 15 weg nach oben. Hierdurch entfällt die Kraftwirkung der Oberkante 15' des Rohrstutzen 15 auf die Klappe 34, wodurch diese sich aufgrund der ihr eigenen elastisch-flexiblen Rückstellkraft zurück nach unten verschwenkt. Unterstützt wird diese Verschwenkung der Klappe 34 nach unten durch das Gewicht der Dichtkugel 37, deren Dichte größer ist als die Dichte des Kühlwassers. Beispielsweise besteht diese Dichtkugel 37 aus Stahl. Durch das Eigengewicht der Dichtkugel 37 bewegt sich diese in den Dichtsitz 36 hinein und verschließt diesen, wobei gleichzeitig über den Ausleger 34' die Klappe 34 in die in 2 sichtbare Stellung nach unten gedrückt wird. In dem in 2 sichtbaren Zustand verschließt die Dichtkugel 37 den Dichtsitz 36 und damit den Behälter 3. Ein im Inneren 30 des Behälters 3 befindliches Volumen an Kühlwasser wird so im Behälter 3 eingeschlossen und beim Entnehmen des Behälters 3 zusammen mit dem Filtereinsatz 2 aus dem Gehäuse 10 entnommen. Dies führt zu einer Verminderung des Gesamtvolumens des Kühlwassers um das im Inneren 30 des Behälters 3 befindliche Volumen und der Flüssigkeitsspiegel sinkt auf einen niedrigeren Pegel ab, der in 2 durch eine gestrichelte Linie 16 angedeutet ist.
Ein neuer Filtereinsatz 2, der den aus dem Gehäuse 10 entnommen verbrauchten Filtereinsatz 2 ersetzt, enthält einen zunächst noch geschlossenen Behälter 3, dessen Inneres mit frischem Additiv für das Kühlwasser gefüllt ist. Durch das Einsetzen des frischen Filtereinsatzes 2 in das Gehäuse 10 wird der Behälter 3 im Bereich seiner bodenseitigen Klappe 34 zwangsläufig geöffnet, wodurch sich dann bei dem neuem Filtereinsatz 2 der Zustand einstellt, wie er in 1 dargestellt ist. Das zuvor zusammen mit dem verbrauchten Filtereinsatz 2 aus dem Ge häuse 10 entnommen Volumen an Kühlwasser wird also durch ein etwa gleich großes Volumen an frischem Additiv ersetzt, das mit dem frischem Filtereinsatz 2 in das Gehäuse 10 eingebracht wird. Eine Vergrößerung des Gesamtvolumens an Kühlwasser wird also vermieden und es kann kein Kühlwasser aus dem Gehäuse 10 in dessen geöffneten Zustand überlaufen und in die Umgebung austreten.
3 zeigt eine abgewandelte Ausführung des Filters 1, bei der der Behälter 3 für das Additiv durch einen dauerhaft geschlossenen Behälter 3' ersetzt ist. Dieser dauerhaft geschlossene Behälter 3' besitzt ein Oberteil 3.1', das mit dem Oberteil 3.1 des Behälters 3 gemäß den 1 und 2 identisch ist. Das Unterteil 3.2' des dauerhaft geschlossenen Behälters 3' ist eine geschlossene Bodenplatte 33', an der keine Bereiche für eine nachträgliche Öffnung ausgebildet sind.
Das Innere 30 des dauerhaft geschlossenen Behälters 3' ist hohl. Damit bildet der dauerhaft geschlossene Behälter 3' einen Verdrängerkörper, dessen Funktion hier nur darin besteht, ein entsprechendes Volumen an Kühlwasser aus dem Gehäuse 10 des Filters 1 zu verdrängen.
Bei einem Entnehmen des Filtereinsatzes 2 aus dem Gehäuse 10 sinkt der Pegel des Kühlwassers im Gehäuse 10 entsprechend dem herausgenommen Volumen des dauerhaft geschlossenen Behälters 3' ab, wodurch ein Überlaufen von Kühlwasser aus dem Gehäuse 10 beim nachfolgenden Einsetzen eines frischen Filtereinsatzes 2 mit Additiv-Behälter 3 vermieden wird.
In den übrigen Teilen entspricht der Filtereinsatz 2 gemäß 3 der Ausführung gemäß den 1 und 2. Das Gehäuse 10 und der Deckel 11 des Filters 1 gemäß 3 sind identisch mit der Ausführung gemäß den zuvor erläuterten 1 und 2.
Der Filtereinsatz 2 gemäß 3 mit dem integrierten dauerhaft geschlossenen Behälter 3' wird vorzugsweise für eine Erstausrüstung einer Brennkraftmaschine verwendet, bei der das Kühlwasser bereits in ausreichender Menge mit dem benötigten Additiv vermischt ist. Die Ausführung des Filtereinsatzes gemäß 1 und 2 kommt zweckmäßig bei einem Filterservice zum Einsatz, also bei regelmäßig stattfindender Wartung der Brennkraftmaschine. Mit dem Service-Filtereinsatz 2 gemäß 1 und 2 wird dem Kühlwasser ohne besondere zusätzliche Arbeiten bei jedem Wechsel des Filtereinsatzes 2 frisches Additiv zugeführt, um die gewünschten Eigenschaften des Kühlwassers wieder herzustellen, da diese sich im laufenden Betrieb der Brennkraftmaschine nach und nach verschlechtern.

Claims

Filter (1), insbesondere Kühlwasserfilter einer Brennkraftmaschine, mit einem oben offenen Gehäuse (10), das mit einem lösbaren Deckel (11) verschlossen ist, mit je einem Zuführkanal (13) und Abführkanal (14) für eine zu filternde Flüssigkeit und mit einem im Gehäuse (10) austauschbar angeordneten, von der Flüssigkeit durchströmbaren Filtereinsatz (2), der einen Behälter (3) für ein Additiv umfasst, wobei der Behälter (3) durch das Einsetzen des Filtereinsatzes (2) in das Gehäuse (10) und/oder durch das Befestigen des Deckels (11) am Gehäuse (10) aus einem geschlossenen Zustand in einen geöffneten, das Additiv entlassenden Zustand überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) für das Additiv mit einer diesen bei einem Entnehmen des Filtereinsatzes (2) aus dem Gehäuse (10) wieder verschließenden Verschlusseinrichtung ausgestattet ist.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung durch eine im Behälter (3) angeordnete Ventilanordnung (36, 37) gebildet ist, die bei im Gehäuse (10) befindlichem Filtereinsatz (2) in ihrer Öffnungsstellung gehalten ist und die bei dem Entnehmen des Filtereinsatzes (2) aus dem Gehäuse (10) selbsttätig in ihre Schließstellung übergeht.
Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (36, 37) durch ein Kugelventil gebildet ist, das einen trichterförmigen Dichtsitz (36) in einem unteren Bereich des Behälters (3), eine über dem Dichtsitz (36) angeordnete Dichtkugel (37) mit einer über der Dichte der zu filternden Flüssigkeit liegenden Dichte und ein die Dichtkugel (37) im eingebauten Zustand des Filtereinsatzes (2) vom Dichtsitz (36) abhebendes Hubelement umfasst.
Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung durch ein Blattventil gebildet ist, das einen flachen Dichtsitz in einem unteren Bereich des Behälters (3), ein über dem Dichtsitz angeordnetes flexibles Dichtblatt und ein das Dichtblatt im eingebauten Zustand des Filtereinsatzes (2) vom Dichtsitz abhebendes Hubelement umfasst.
Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung durch ein Klappenventil gebildet ist, das einen flachen Dichtsitz in einem unteren Bereich des Behälters (3), eine über dem Dichtsitz angeordnete verschwenkbare Dichtklappe und ein die Dichtklappe im eingebauten Zustand des Filtereinsatzes (2) vom Dichtsitz abhebendes Hubelement umfasst.
Filter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubelement ein Teil eines verstellbaren Bodenbereichs (34) des Behälters (3) ist, wobei dieser Bodenbereich (34) einen den Behälter (3) dicht verschließenden Ausgangszustand aufweist, aus dem er durch das Einsetzen des Filtereinsatzes (2) in das Gehäuse (10) und/oder durch das Befestigen des Deckels (11) am Gehäuse (10) in den geöffne ten, das Additiv aus dem Behälter (3) entlassenden Zustand überführbar ist.
Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Bodenbereich (34) einen nach oben zum Dichtsitz (36) vorragenden Ausleger (34') aufweist.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung durch einen verstellbaren Bodenbereichs (34) des Behälters (3) gebildet ist, wobei dieser Bodenbereich (34) einen den Behälter (3) dicht verschließende Ausgangszustand aufweist, aus dem er durch das Einsetzen des Filtereinsatzes (2) in das Gehäuse (10) und/oder durch das Befestigen des Deckels (11) am Gehäuse (10) in den geöffneten, das Additiv aus dem Behälter (3) entlassenden Zustand überführbar ist, und wobei der verstellbare Bodenbereich (34) bei dem Entnehmen des Filtereinsatzes (2) aus dem Gehäuse (10) selbsttätig in seine Schließstellung zurückführbar ist.
Filter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Bodenbereich (34) des Behälters (3) durch eine mit dem übrigen Behälter (3) einstückige Klappe gebildet ist, die an einer ihrer Kanten über ein Filmscharnier (38) dauerhaft und an ihren weiteren Kanten über dünne, zunächst dichte und leicht auftrennbare Materialbrücken mit dem übrigen Behälter (3) verbunden ist.
Filter nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtkugel (37) oder das Dichtblatt oder die Dichtklappe oder der verstellbare Bodenbereich (34) durch ein Kraftspeicherelement, vorzugsweise eine Feder, in Schließrichtung vorbelastet ist.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (2) einen hohlzylindrischen Ringfilterkörper (20) besitzt, dass der Behälter (3) für das Additiv im Inneren (23) des Ringfilterkörpers (20) angeordnet ist und dass eine Umfangswand (32) des Behälters (3) als innerer Stützkörper für den Ringfilterkörper (20) ausgebildet ist.
Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) zwischen zwei den Ringfilterkörper (20) oben und unten abdeckenden Stirnscheiben (21, 22) eingeschlossen liegt, wobei die untere Stirnscheibe (22) eine zentrale Durchbrechung (24) für einen den Anfang des Abführkanals (14) darstellenden, einen Teil des Gehäuses (10) bildenden Rohrstutzen (15) aufweist, auf den der Filtereinsatz (2) dichtend aufsteckbar ist und der als Mittel zum Öffnen des Behälters (3) für das Additiv bei dem Einsetzen des Filtereinsatzes (2) in das Gehäuse (10) und/oder bei dem Befestigen des Deckels (11) am Gehäuse (10) dient.
Filter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere Wand (31) des Behälters (3) für das Additiv durch die obere, geschlossene Stirnscheibe (21) des Filtereinsatzes (2) gebildet ist und dass der Behälter (3) mit der oberen Stirnscheibe (21) dicht verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (2) einen Fil terkörper (20) besitzt und dass der Behälter (3) für das Additiv axial unterhalb und/oder axial oberhalb und/oder radial außerhalb des Filterkörpers (20) angeordnet ist.
Filter (1), insbesondere Kühlwasserfilter einer Brennkraftmaschine, mit einem oben offenen Gehäuse (10), das mit einem lösbaren Deckel (11) verschlossen ist, mit je einem Zuführkanal (13) und Abführkanal (14) für eine zu filternde Flüssigkeit und mit einem im Gehäuse (10) austauschbar angeordneten, von der Flüssigkeit durchströmbaren Filtereinsatz (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (2) einen dauerhaft geschlossenen Behälter (3') oder einen Körper aufweist, der im eingebauten Zustand des Filtereinsatzes (2) einen Verdrängerkörper zur Verdrängung eines entsprechenden Volumens an Flüssigkeit im Filtergehäuse (10) bildet.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (3) für das Additiv und der dauerhaft geschlossene Behälter (3') jeweils aus einem identischen Oberteil (3.1, 3.1') und einem individuellen Unterteil (3.2, 3.2') zusammengesetzt, vorzugsweise zusammengeschweißt, sind.
Filter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (3.1, 3.1', 3.2, 3.2') der Behälter (3, 3') Spritzgussteile aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyamid oder Polyethylen, sind.
Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 14 und nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (2) mit dem Verdränger körper (3') ein Erstausrüstungs-Filtereinsatz für den Filter (1) ist und dass der Filtereinsatz (2) mit dem Behälter (3) für das Additiv ein Filterservice-Filtereinsatz für den Filter (1) ist.