DE102009014428B4 - Replaceable liquid filter with closing device - Google Patents
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Abstract
Flüssigkeitsfilter (1), der auswechselbar auf einen Anschlusskopf (12) aufsetzbar ist, mit einem becherförmigen Filtergehäuse (2), das im Bereich eines stirnseitigen Filteranschlussbodens (3) des Flüssigkeitsfilters (1) einen Flüssigkeitseinlass (6) und einen Flüssigkeitsauslass (7) aufweist, und mit einem Filterelement, das zwischen dem Flüssigkeitseinlass (6) und dem Flüssigkeitsauslass (7) dichtend in dem Filtergehäuse (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsfilter (1) im Bereich des Filteranschlussbodens (3) ein Ventil aufweist, das einen Ventilkörper (14) umfasst, der zwischen einer Offen-Stellung und einer Geschlossen-Stellung verschiebbar ist und der derart ausgebildet ist, dass, wenn der Ventilkörper (14) – in einer Offen-Stellung ist, dann der Flüssigkeitseinlass (6) und der Flüssigkeitsauslass (7) freigegeben sind, und dass, wenn der Ventilkörper (14) – in einer Geschlossen-Stellung ist, dann der Flüssigkeitseinlass (6) und der Flüssigkeitsauslass (7) verschlossen sind, und der Ventilkörper (14) eine Steuereinrichtung (15) aufweist, die derart zum Zusammenwirken mit einem korrespondierenden Gegenstück (16) des Anschlusskopfes...Liquid filter (1) which can be placed interchangeably on a connection head (12), with a cup-shaped filter housing (2) having a liquid inlet (6) and a liquid outlet (7) in the region of a front-side filter connection bottom (3) of the liquid filter (1) , and with a filter element, which is arranged between the liquid inlet (6) and the liquid outlet (7) sealingly in the filter housing (2), characterized in that the liquid filter (1) in the region of the filter connection bottom (3) has a valve which a valve body (14) which is displaceable between an open position and a closed position and which is designed such that when the valve body (14) - is in an open position, then the liquid inlet (6) and the Liquid outlet (7) are released, and that when the valve body (14) - is in a closed position, then the liquid inlet (6) and the Fl ssigkeitsauslass (7) are closed, and the valve body (14) has a control device (15) in such a way to cooperate with a corresponding counterpart (16) of the connection head ...
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter, ein Filtersystem und einen Motor. Ein solcher auswechselbarer Flüssigkeitsfilter wird vornehmlich als Ölfilter, Kraftstofffilter, Hydraulikflüssigkeitsfilter, Kühlmittelfilter oder Wasserabscheider eingesetzt, insbesondere bei Brennkraftmaschinen. Ein Flüssigkeitsfilter, der keine Schmutzpartikel oder andere Bestandteile aus einer Flüssigkeit herausfiltert, beispielsweise ein Ölfilter oder Kraftstofffilter einer Brennkraftmaschine, sondern stattdessen flüssige oder feste Verunreinigungen aus einem Gasstrom abtrennt, beispielsweise beim Reinigen von Entlüftungsgasen aus einem Kurbelgehäuse einer Brennkraftmaschine, wird auch als Flüssigkeitsabscheider bezeichnet. Die Erfindung richtet sich gleichermaßen auf Flüssigkeitsfilter und Flüssigkeitsabscheider, die im folgendem allgemein als Flüssigkeitsfilter bezeichnet werden. Ferner richtet sich die Erfindung auf ein entsprechendes Filtersystem und darüber hinaus auf einen Motor mit einem Flüssigkeitsfilter und einem entsprechenden Filtersystem.The invention relates to a fluid filter, a filter system and a motor. Such an exchangeable fluid filter is used primarily as an oil filter, fuel filter, hydraulic fluid filter, coolant filter or water separator, especially in internal combustion engines. A fluid filter that does not filter out debris or other components from a liquid, such as an oil filter or fuel filter of an internal combustion engine, but instead separates liquid or solid contaminants from a gas stream, for example when purifying vent gases from a crankcase of an internal combustion engine, is also referred to as a liquid separator. The invention is equally directed to liquid filters and liquid separators, hereinafter generally referred to as liquid filters. Furthermore, the invention is directed to a corresponding filter system and moreover to an engine with a liquid filter and a corresponding filter system.
Stand der TechnikState of the art
Im Stand der Technik bekannte Flüssigkeitsfilter weisen sehr häufig Rücklaufsperrmembranen und Rücklaufsperrventile auf, um einerseits ein Ausströmen von Flüssigkeit aus dem Filter heraus bei stehender Brennkraftmaschine zu verhindern und andererseits um zusätzlich ein Auslaufen der Flüssigkeit aus dem Filter bei einem Wechsel des Filters zu verhindern.Fluid filters known in the state of the art are very frequently equipped with return-blocking diaphragms and return-blocking valves in order to prevent liquid leakage from the filter when the internal combustion engine is stationary and, secondly, to prevent leakage of the fluid from the filter when the filter is replaced.
Die
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Die nach dem Stand der Technik bekannten Flüssigkeitsfilter mit einer Verschließeinrichtung öffnen über den Systemdruck (den Druck des gefilterten Mediums) und schließen über Federkräfte. Die Federkraft wird dabei entweder über das Ventilmaterial direkt (Membranventil) oder durch zusätzliche Bauteile (Spiralfedern, Blattfedern) erzeugt. Die Konstruktion auslaufsicherer Ausführungsformen ist dabei verhältnismäßig aufwändig. Ebenso gestaltet es sich schwierig, die Ventile bei Bedarf zum Entsorgen der in einem ausgetauschten und verbrauchten Flüssigkeitsfilter enthaltenen Restflüssigkeit zu öffnen bzw. zum Transport oder zum endgültigen Entsorgen zu schließen. Die in der Praxis aus Gründen der Entsorgungskosten bestehende Forderung nach metallfreien Ausführungsformen des Flüssigkeitsfilters ist dabei ebenfalls nicht oder nur eingeschränkt erfüllbar.The known prior art liquid filter with a closing device open on the system pressure (the pressure of the filtered medium) and close by spring forces. The spring force is generated either via the valve material directly (diaphragm valve) or through additional components (coil springs, leaf springs). The construction of leakproof embodiments is relatively expensive. Likewise, it is difficult to open the valves as needed to dispose of the residual liquid contained in a replaced and used liquid filter or close for transport or final disposal. The existing in practice for reasons of disposal costs requirement for metal-free embodiments of the liquid filter is also not or only partially fulfilled.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen verschließbaren austauschbaren Flüssigkeitsfilter zu schaffen, der sauber und einfach zu wechseln ist und einen möglichst einfachen Aufbau aufweist, so dass er kostengünstig herstellbar ist.Based on this prior art, the object of the invention is to provide a closable replaceable liquid filter that is clean and easy to change and has a simple structure, so that it is inexpensive to produce.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Flüssigkeitsfilter mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Filtersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 24 und durch einen Motor mit den Merkmalen des Anspruchs 30 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung mit zugehörigen Zeichnungen.This object is achieved by a liquid filter with the features of claim 1, by a filter system with the features of claim 24 and by a motor having the features of claim 30. Preferred embodiments and further developments of the invention will become apparent from the dependent claims and the following description with accompanying drawings.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter, insbesondere Ölfilter für eine Brennkraftmaschine, der auswechselbar auf einen Anschlusskopf, insbesondere einen Anschlusskopf einer Brennkraftmaschine, aufsetzbar ist, mit einem becherförmigen Filtergehäuse, das im Bereich eines stirnseitigen Filteranschlussbodens des Flüssigkeitsfilters einen Flüssigkeitseinlass und einen Flüssigkeitsauslass aufweist, und mit einem Filterelement, das zwischen dem Flüssigkeitseinlass und dem Flüssigkeitsauslass dichtend in dem Filtergehäuse angeordnet ist, bietet durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit einem verschiebbaren Ventilkörper folgende Möglichkeiten:
- – Bei dem unbenutzten, noch nicht auf einen Anschlusskopf aufgesetzten Flüssigkeitsfilter können der Einlass und der Auslass durch den Ventilkörper geschlossen sein, um ein Eindringen von Verunreinigungen in das Filterelement zu verhindern.
- – Beim Aufsetzen des Flüssigkeitsfilters auf einen Anschlusskopf werden der Einlass und der Auslass automatisch durch den Ventilkörper geöffnet und bleiben durch den Ventilkörper geöffnet. Selbstverständlich kann zusätzlich ein konventioneller Rückströmverhinderer, z. B. eine Rücklaufsperrmembran oder ein Rücklaufsperrventil, eingesetzt werden.
- – Beim Abnehmen des Flüssigkeitsfilters von dem Anschlusskopf werden der Einlass und der Auslass automatisch durch den Ventilkörper geschlossen.
- - In the unused, not yet attached to a connection head liquid filter, the inlet and the outlet may be closed by the valve body to prevent ingress of contaminants in the filter element.
- - When placing the liquid filter on a connection head, the inlet and the outlet are automatically opened by the valve body and remain open through the valve body. Of course, in addition, a conventional Rückströmverhinderer, z. As a non-return diaphragm or a return valve, are used.
- - When removing the liquid filter from the connection head, the inlet and the outlet are automatically closed by the valve body.
Der Flüssigkeitsfilter kann beispielsweise als Anschraubfilter (Spin-on-Filter) oder auch als Ölmodul ausgeführt sein. Das Gehäuse kann hierbei aus metallischem Werkstoff oder aus Kunststoff bestehen und das Filterelement aus Filterpapier oder einem synthetischen Werkstoff zick-zack-förmig gefaltet, gewickelt oder stirnseitig durchströmt mit wechselseitig verschlossenen Kanälen ausgeführt sein. Dadurch ergibt sich eine äußerst platzsparende Ausführung des Rücklaufsperrventils als Membran und der Filter kann dadurch sehr kompakt ausgeführt werden.The liquid filter can be designed, for example, as a screw-on filter (spin-on filter) or as an oil module. The housing may in this case consist of metallic material or plastic and the filter element made of filter paper or a synthetic material zig-zag folded, wound or frontally flows through be executed with mutually closed channels. This results in a very space-saving design of the return check valve as a membrane and the filter can be made very compact.
Ein erfindungsgemäßer Flüssigkeitsfilter mit einem Ventil ist sehr viel kostengünstiger und einfacher herzustellen als ein federbelastetes Korbventil. Die Anwendung eines derartigen Filters kann bei Flüssigkeiten im Bereich einer Brennkraftmaschine, wie zum Beispiel Ölen, Kraftstoffen oder Wasser liegen. Es sind jedoch auch Anwendungen außerhalb von Brennkraftmaschinen, wie zum Beispiel bei Wasseraufbereitungsanlagen denkbar.An inventive liquid filter with a valve is much cheaper and easier to produce than a spring-loaded basket valve. The application of such a filter may be in fluids in the field of an internal combustion engine, such as oils, fuels or water. However, there are also applications outside of internal combustion engines, such as conceivable in water treatment plants.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die darin beschriebenen Besonderheiten können einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden, um bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zu schaffen. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in FIGS. The features described therein may be used alone or in combination with each other to provide preferred embodiments of the invention. Show it:
Ausführungsform(en) der ErfindungEmbodiment (s) of the invention
Die
Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter
Der Flüssigkeitsfilter
Der Flüssigkeitsfilter
Der in
Beim Gebrauch des Flüssigkeitsfilters
Der Flüssigkeitsfilter
Das becherförmige Filteraufnahmegehäuse
Der Flüssigkeitsfilter
Die Filterpatrone wird, beispielsweise mittels O-Ringen oder eines Passsitzes, derart dichtend an den Anschlusskopf
Der Flüssigkeitsfilter
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Filterelement ein Feinfilter mit einem Vliesfilter bzw. Faservliesfilter, beispielsweise mit einem Vlieswickel aus Metall und/oder einem anderen natürlichen oder synthetischen Filtermaterial, z. B. einem Polyestervlies. Das Filtermedium
Der Flüssigkeitsfilter
Die Betätigung des Ventilkörpers
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Steuereinrichtung
Ein erfindungsgemäßes Filtersystem umfasst einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter
Die
Der Ventilkörper
Zum Verschließen des Flüssigkeitseinlasses
Der Montage- und Demontageablauf des Flüssigkeitsfilters
Wenn das Filteraufnahmegehäuse
Beim Herausschrauben des Filteraufnahmegehäuses
Der Flüssigkeitsfilter
In den
Die
Die
Die Erfindung schafft ein Filtersystem, das die Verwendung eines in Kunststoff verkapselten Filterelementes erlaubt. Eine dabei gelöste Aufgabe ist das automatische Verschließen einer austauschbaren Filterpatrone, die auch als Kanister, Cartridge, Kartusche, Wechselelement oder Abscheidepatrone bezeichnet wird, bei ihrem Ausbau zur Entsorgung, um ein Verschütten oder Auslaufen des in ihr enthaltenen Restfluids zu verhindern. Bei entsprechend ausgestalteten Ausführungsformen kann das Filterelement idealer Weise zum Entleeren von Flüssigkeitsresten vor dem endgültigen Entsorgen des Filterelements vorübergehend (manuell) geöffnet werden. Die beim Austausch des Filterelements ausgewechselten Teile können metallfrei sein.The invention provides a filter system that allows the use of a plastic-encapsulated filter element. A solved task is the automatic closing of a replaceable filter cartridge, which is also referred to as canister, cartridge, cartridge, removable element or Abscheidepatrone, during its removal for disposal, to prevent spillage or leakage of the residual fluid contained in it. In appropriately configured embodiments, the filter element may ideally be temporarily (manually) opened to empty liquid residues prior to final disposal of the filter element. The replaced when replacing the filter element parts may be metal-free.
Die Erfindung ermöglicht also ein vollgekapseltes Filterelement, das über ein zwangsgeführtes (zwangsausgelöstes, zwangsbetätigtes) Ventil bzw. einen zwangsgeführten (zwangsausgelösten, zwangsbetätigten) Ventilkörper verfügt. Dieses ist so gestaltet, dass es sich bei der Montage selbständig durch den Montagevorgang öffnet und bei der Demontage selbständig durch den Demontagevorgang schließt. Das Öffnen des Ventils erfolgt durch eine vorstehende Kontur im Filterkopf, die bei der Montage des Filtergehäuses das Ventil in die geöffnete Position drückt. Der Filter ist nun einsatzbereit. Wird das Filtergehäuse geöffnet, so wird das Ventil über eine Schnapphakengeometrie zunächst zugezogen. Der Filtereinsatz verbleibt, durch eine Schnappgeometrie gehalten, zunächst im Gehäuse. Bei der Demontage des Gehäuses wird das Ventil vollständig geschlossen. Der Filtereinsatz kann ohne Restfluid zu verschütten demontiert (vom Gehäuse getrennt) und entsorgt werden. Soll das verbliebene Restöl zwecks Entsorgung entleert werden, so ist es möglich, durch einfachen Druck auf das Ventil dieses zu öffnen. Das Restfluid kann nun einfach in entsprechende Sammelbehälter entleert werden. Das Ventil bleibt dabei auch offen, so dass bei Bedarf auch ein vollständiges Auslaufen über längere Zeit (Abtropfen) erfolgen kann. Zur endgültigen Entsorgung lässt sich das Ventil durch einfachen Zug wieder verschließen, so dass kein nachtropfendes Fluid den Entsorgungsbehälter verschmutzt.Thus, the invention enables a fully enclosed filter element, which has a positively driven (forcibly triggered, forcibly actuated) valve or forcibly guided (forcibly released, forcibly actuated) valve body. This is designed so that it opens automatically during assembly by the assembly process and closes automatically during disassembly through the disassembly process. The opening of the valve is made by a protruding contour in the filter head, which presses the valve in the open position during assembly of the filter housing. The filter is now ready for use. If the filter housing is opened, the valve is initially closed via a snap-hook geometry. The filter element remains, held by a snap geometry, initially in the housing. When disassembling the housing, the valve is completely closed. The filter element can be disassembled without spilling residual fluid (separated from the housing) and disposed of. If the remaining oil is to be emptied for disposal, it is possible to open it by simply pressing the valve. The residual fluid can now be easily emptied into appropriate collection container. The valve remains open, so that if necessary, a complete leakage over a long time (dripping) can take place. For final disposal, the valve can be closed again by a simple pull, so that no dripping fluid contaminates the disposal container.
Der Gesamtaufbau des Ventils kann dabei sehr einfach gestaltet werden. Bei Integration des Ventils in den Stützkörper (das Stützrohr) des Filterelements, das in der Praxis meist ohnehin benötigt wird, fallen kaum Mehrkosten an. Über die entsprechende Kontur im Filterkopf wird somit das gesamte Mittelrohr in der Art bewegt, dass es entsprechende Kanäle freigibt bzw. verschließt. Je nach Aufbau des Filterelements kann es auch von Vorteil sein, das Ventil als Einzelteil zu belassen, insbesondere in Fällen, in denen kein Stützkörper für das Filterelement benötigt wird, oder wenn sich der Gesamtaufbau durch ein weiteres Bauteil insoweit vereinfacht, dass letztlich günstigere Kosten erzielt werden.The overall construction of the valve can be made very simple. When integrating the valve in the support body (the support tube) of the filter element, which is usually required anyway in practice, there are hardly any additional costs. About the corresponding contour in the filter head thus the entire central tube is moved in such a way that it releases appropriate channels or closes. Depending on the structure of the filter element, it may also be advantageous to leave the valve as a single part, especially in cases where no support body for the filter element is needed, or if the overall structure simplified by another component so far that ultimately achieves cheaper costs become.
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