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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Filterverschlusssystem insbesondere für
Kraftfahrzeuge, Industriemotoren, insbesondere Ölfilter,
Kraftstofffilter oder Kühlmittelfilter, zum dichten Verbinden
eines stirnseitigen zylindrischen Anschlussendes eines Filtergehäuses mit
einem mit dem Anschlussende korrespondierenden zylindrischen Anschlussgegenstück
eines Deckels, auf oder in das das Anschlussende in einer axialen
Verbindungsrichtung einsetzbar beziehungsweise aufsetzbar ist und
durch eine Steck- und/oder Drehbewegung formschlüssig mit
dem Deckel verbindbar ist.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Filtergehäuse eines Filters
mit einem Filterverschlusssystem.
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Außerdem
betrifft die Erfindung einen Filter umfassend einen insbesondere
auswechselbaren Filtereinsatz und ein den Filtereinsatz aufnehmendes Filtergehäuse.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einem
Anschlusskopf für einen Filter.
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Schließlich
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Filters insbesondere
für Kraftfahrzeuge, Industriemotoren, insbesondere Ölfilter, Kraftstofffilter
oder Kühlmittelfilter, bei dem ein stirnseitiges zylindrisches Anschlussende
eines Filtergehäuses mit einem mit dem Anschlussende korrespondierenden
zylindrischen Anschlussgegenstück eines Deckels dicht verbunden
wird, wobei das Anschlussgegenstück auf oder in das Anschlussende
in einer axialen Verbindungsrichtung eingesetzt beziehungsweise
aufgesetzt wird und durch eine Steck- und/oder Drehbewegung formschlüssig
mit dem Deckel verbunden wird.
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Stand der Technik
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Aus
der
DE 102 01 455
A1 ist ein Flüssigkeitsfilterbehälter
für Verbrennungsmotoren bekannt, der eine Filteraufnahme
und einen Deckel umfasst. Der Deckel begrenzt mit der Filteraufnahme,
wenn er auf diese montiert wird, einen inneren Hohlraum, der dazu
bestimmt ist, ein Filterelement aufzunehmen. Die Filteraufnahme
ist mit einer ringförmigen Wand versehen. Der wegnehmbare
Deckel umfasst seinerseits ein Kopfteil, von dem eine ringförmige
Wand ausgeht. Die ringförmige Wand des Deckels kann in die
ringförmige Wand der Filteraufnahme eingeführt werden.
Der Deckel wird auf der Filteraufnahme durch eine Bajonettverbindung
arretiert. Die Bajonettverbindung erfolgt bekanntermaßen über
eine Steck-Dreh-Bewegung. Der Filterbehälter umfasst ferner
eine Dichtung, die geeignet ist, zwischen der ringförmigen
Wand des Deckels und der ringförmigen Wand der Filteraufnahme
angeordnet und komprimiert zu werden. Zu Gewährleistung
der Dichtheit ist es erforderlich, dass die ringförmige
Wand der Filteraufnahme eine Kontaktfläche für
die Dichtung aufweist, die einen im Wesentlichen kegelstumpfförmigen
und radial nach innen ausgerichteten Abschnitt hat, während
die ringförmige Wand des Deckels eine Kontaktfläche
aufweist, die geeignet ist, die Dichtung axial und radial gegen
den kegelstumpfförmigen Abschnitt der Kontaktfläche
der Filteraufnahme zu drücken. Die Dichtheit der Verbindung
ist so abhängig von der axialen Haltekraft zwischen der
Filteraufnahme und dem Deckel, welche durch die Bajonettverbindung
realisiert wird. Diese Haltekraft kann jedoch durch unterschiedliche
Ausdehnung der ringförmigen Wände im Bereich der
Bajonettverbindung insbesondere infolge von Temperaturänderungen
beeinflusst werden. Außerdem ist die dem Innenraum abgewandten
Außenseite der Dichtung ungeschützt vor Einflüssen
und Verschmutzung aus der Umgebung. Es kann also vorkommen, dass
sich Schmutz und/oder Feuchtigkeit an der Außenseite der
Dichtung sammelt und in den Innenraum gelangt, sobald die Filteraufnahme
vom Deckel getrennt wird. Dies gilt es unbedingt zu vermeiden, um
Betriebsstörungen der Brennkraftmaschine zu verhindern.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und zuverlässiges
Filterverschlusssystem, ein Filtergehäuse, einen Filter
und eine Brennkraftmaschine der Eingangs genannten Art zu gestalten,
bei dem/der die Filtrierung verbessert und die Dichtheit der Verbindung
des Filtergehäuses mit dem Deckel optimiert wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass ein Ringkörper koaxial zu dem zylindrischen Anschlussende
des Filtergehäuses angeordnet ist und mit einem stirnseitigen
Randbereich dicht mit dem Filtergehäuse verbunden ist,
derart, dass der Ringkörper und das zylindrische Anschlussende
einen Aufnahmeraum für das zylindrische Anschlussgegenstück
des Deckels begrenzen.
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Erfindungsgemäß ist
also ein gehäuseseitiger Aufnahmeraum vorgesehen, in den
das zylindrische Anschlussgegenstück des Deckels eingesteckt wird.
Das zylindrische Anschlussende, der Ringkörper und das
dazwischen angeordnete zylindrische Anschlussgegenstück
realisieren eine Art Labyrinthdichtung, welche beim Trennen des
Deckels von dem Filtergehäuse verhindert, dass Schmutz
und/oder Feuchtigkeit, der/die sich in Verbindungsbereich angesammelt
hat, in den Gehäuseinnenraum gelangen kann. In diesem Aufnahmeraum
kann auch einfach eine Dichtung, insbesondere eine O-Ringdichtung, von
Umwelteinflüssen, Schmutz und Feuchtigkeit geschützt
angeordnet werden. Ferner können im Aufnahmeraum gehäuseseitige
Elemente des Filterverschlusssystems angeordnet sein, so dass sie
auch bei entferntem Deckel, insbesondere bei Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten,
geschützt sind und insbesondere beim Ablegen des Filtergehäuses
auf eine harte und/oder verschmutzte Unterlage nicht zerstört
oder verschmutzt werden. Die gehäuseseitigen Elemente des
Filterverschlusssystems können vorteilhafterweise getrennt
vom Ringkörper unmittelbar am Filtergehäuse befestigt
sein, so dass sie nicht durch insbesondere pulsierende Druckänderungen, die
im der Filtergehäuse auftreten können, belastet werden.
Der insbesondere U-förmige Aufnahmeraum erfüllt
darüber hinaus eine Führungsfunktion zum Führen
des Anschlussgegenstücks bei der Verbindung des Deckels
mit dem Filtergehäuse, wodurch die Montage vereinfacht
wird. Ferner stabilisiert der Ringkörper die gesamte Anordnung,
so dass der Deckel und/oder das Filtergehäuse selbst weniger
massiv aufgebaut sein kann, was sich positiv auf das Gewicht auswirkt.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Ringkörper
hohlzylindrisch sein. Ein hohlzylindrischer Ringkörper
bietet eine ausgedehnte Anlagefläche für das Anschlussgegenstück
des Deckels. Dies verbessert den Halt des Anschlussgegenstücks im
Aufnahmeraum und wirkt Verformungen im Bereich des Filterverschlusssystems
infolge von Temperatur- und/oder Druckveränderungen entgegen. Die
Anlagefläche verbessert ferner die Führung für das
Anschlussgegenstück beim Einstecken.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können
das Anschlussende des Filtergehäuses und das Anschlussgegenstück
des Deckels miteinander korrespondierende Elemente einer lösbaren
Schnellverbindung, insbesondere einer Steck-Dreh-Verbindung, vorzugsweise
einer Bajonettverbindung, oder einer Schraubverbindung oder einer
Rastverbindung, aufweisen. Der Vorteil ist dabei, dass das Filtergehäuse
und der Deckel insbesondere bei Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten einfach
getrennt werden können. Steck-Dreh-Verbindungen wie insbesondere
Bajonettverbindungen haben darüber hinaus den Vorteil,
dass sie eine große Trag- und Haltekraft aufweisen, die
auch mit geringen Montagekräften erzielt wird, und eine
schnelle Montage- und Demontage ermöglichen. Mit Steck-Dreh-Verbindungen
kann außerdem die Anwendbarkeit des Filterverschlusssystems
auf engstem Raum realisiert werden.
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Der
Ringkörper kann vorteilhafterweise innerhalb des Anschlussendes
des Filtergehäuses angeordnet sein. Ein Verbindungsbereichs
des Ringkörpers mit dem Filtergehäuse kann so
geschützt innerhalb des Gehäuses angeordnet sein.
Dies wirkt sich auch positiv auf die Außenkontur des Filtergehäuses
aus, da die Verbindung keine Nähte oder Übergänge
an der Außenseite des Filtergehäuses erfordert.
Der innen liegende Ringkörper kann außerdem weiteren
Halte-, Führungs- und/oder Dichtfunktionen insbesondere
in Zusammenwirkung mit einem vorzugsweise austauschbaren Filterelement übernehmen.
Außerdem ist diese Ausführungsform besonders geeignet
für Deckel, bei denen die Elemente des Filterverschlusssystems
an der Außenseite des Anschlussgegenstücks angeordnet
sind. Insbesondere bei Deckeln aus Metall können außen
liegende Elemente einfach realisiert werden.
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Vorteilhafterweise
kann der Ringkörper eine Halteeinrichtung für
den Filtereinsatz, insbesondere eine Schnappverbindung für
ein Endelement des Filtereinsatzes, aufweisen. Auf eine separate
Halteeinrichtung kann so verzichtet werden.
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Ferner
kann vorteilhafterweise am Ringkörper eine Dichteinrichtung,
insbesondere eine Dichtungsnut mit einer Ringdichtung, angeordnet
sein, die mit dem Anschlussgegenstück des Deckels zusammenwirkt.
Auf diese Weise ist die Haltefunktion des Filterverschlusssystems
getrennt von der Dichtfunktion. Ein Einfluss von etwaigen auftretenden Kräften,
insbesondere durch pulsierende Druckänderungen im Filtergehäuse,
auf die Dichtfunktion wird auf diese Weise reduziert.
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Des
Weiteren kann vorteilhafterweise der Ringkörper einen Aufnahmebereich
für wenigstens ein Absperrorgan, insbesondere eine Rücklaufsperrmembran,
aufweisen. In dem Aufnahmebereich kann das wenigstens eine Absperrorgan
einfach angebracht werden, ohne dass separate Befestigungselemente
erforderlich sind.
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Zweckmäßigerweise
kann das Absperrorgan insbesondere mittels Presspassung oder Schweißung,
vorzugsweise Laserschweißung, mit dem Ringkörper
dicht verbunden sein. Auf eine separate Abdichtung des Verbindungsbereichs
des Absperrorgans mit dem Ringkörper kann so verzichtet
werden. Eine Presspassung oder eine Schweißung sind außerdem
einfach realisierbar.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der stirnseitige
Randbereich des Ringkörpers mittels Schweißung,
insbesondere Laserschweißung, oder Klebung mit dem Filtergehäuse verbunden
sein. Mit einer Schweißung kann eine dichte und stabile
Verbindung einfach realisiert werden. Eine Klebung kann mit technisch
einfachen Mitteln realisiert werden. Die Verbindung kann jedoch auch
mit anderen geeigneten Verfahren hergestellt werden.
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Vorteilhafterweise
kann der Ringkörper wenigstens im Bereich seines stirnseitigen
Randbereichs, mit dem er mit dem Filtergehäuse verbunden ist,
aus einem für Laserstrahlung transparenten Material sein.
Der zu schweißende Verbindungsbereich des Filtergehäuses
mit dem Ringkörper kann so durch den für Laserstrahlung
transparenten Bereich des Ringkörpers hindurch mit Laserstrahlung
bestrahlt werden. Die Laserschweißung kann auf diese Weise
auch an einer ansonsten schwer zugänglichen Stelle im Filtergehäuse
erfolgen.
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Zur
Verwendung insbesondere bei einem Wechselfilter kann das Filtergehäuse
vorzugsweise eine Topf- oder Becherform haben.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Deckel
ein Anschlusskopf oder ein Anschlussflansch für einen Wechselfilter
sein. Der Anschlusskopf oder der Anschlussflansch können
hierbei separate Bauteile sein oder auch direkt aus einer Komponente
beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Brennkraftmaschine, oder
eines Industrie motors gebildet sein. Der Wechselfilter umfasst daher
insbesondere das Filtergehäuse mit Ringkörper,
ein hohlzylindrisches Filterelement, welches in dem Filtergehäuse
angeordnet ist, und einen Ringraumdeckel, welcher anschlussseitig den
axialen Abschluss des Wechselfilters bildet.
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Die
Aufgabe wird ferner mit einem Filtergehäuse eines Filters
gelöst, das mit einem Ringkörper eines erfindungsgemäßen
Filterverschlusssystems ausgestattet ist.
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Im Übrigen
wird die Aufgabe mit einem Filter, insbesondere einem Wechselfilter,
gelöst, der mit einem erfindungsgemäßen
Filterverschlusssystem ausgestattet ist.
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Außerdem
löst eine Brennkraftmaschine mit einem Anschlusskopf für
einen Filter die Aufgabe dadurch, dass der Anschlusskopf ein zylindrisches
Anschlussgegenstück eines erfindungsgemäßen
Filterverschlusssystems aufweist.
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Schließlich
wird die Aufgabe mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
gelöst, bei dem ein Ringkörper koaxial zu dem
zylindrischen Anschlussende des Filtergehäuses angeordnet
wird und mit einem stirnseitigen Randbereich dicht mit dem Filtergehäuse
verbunden wird, derart, dass der Ringkörper und das zylindrische
Anschlussende einen Aufnahmeraum für das zylindrische Anschlussgegenstück
des Deckels begrenzen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert
wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und
den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise
auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen
zusammenfassen. Es zeigen
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1 schematisch
eine isometrische Halbschnitt-Darstellung eines Wechselfilters mit
einem Filtergehäuse, in dem ein Filtereinsatz angeordnet
ist und das mit einem Anschlussflansch dicht verbunden ist;
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2 schematisch
das Filtergehäuse aus 1 ohne Anschlussflansch;
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3 schematisch
das Filtergehäuse aus den 1 und 2 im
Längsschnitt;
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4 schematisch
eine isometrische Darstellung des leeren Filtergehäuses
aus den 1 bis 3;
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5 schematisch
eine isometrische Halbschnitt-Darstellung des Filtereinsatzes aus
den 1 bis 3;
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6 schematisch
eine isometrische Halbschnitt-Darstellung eines Umgehungsventils
für den Filtereinsatz aus den 1 bis 3 und 5.
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In
den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In
der 1 ist ein Flüssigkeitsfiltersystem 10 mit
einem Wechselfilter 12 und einem Anschlussflansch 14 gezeigt.
Dabei ist ein stirnseitiges kreiszylindrisches Anschlussende 16 eines
topf- oder becherförmigen Filtergehäuses 18 des
Wechselfilters 12 mit einem korrespondierenden kreiszylindrischen Anschlussgegenstück 20 des
Anschlussflansches 14 mittels eines insgesamt mit 22 bezeichneten
Filterverschlusssystems dicht verbunden. Das Anschlussende 16 umgreift
das Anschlussgegenstück 20, ist also auf Letzteres
aufgesetzt. Das Filtergehäuse 18 ist aus glasfaserverstärktem
Kunststoff, wobei der Glasfaseranteil abhängig von der
mechanischen Belastung in den Bereichen des Filtergehäuses 18 unterschiedlich
ist. In axial verlaufenden Verstärkungsstegen 24 an
der Außenseite des Filtergehäuses 18 ist
der Glasfaseranteil beispielsweise höher als im Wandbereich
zwischen den Verstärkungsstegen 24. Der Anschlussflansch 14 ist
aus Aluminium-Druckguss. Er kann hierbei ein separater Anschlussflansch 14 sein
oder auch als Anschlusskopf direkt aus einer Komponente einer Brennkraftmaschine
gebildet sein. Das Flüssigkeitsfiltersystem 10 kann
verwendet werden für Flüssigkeiten jedweder Art
einer Brennkraftmaschine, wie beispielsweise Öl, Kraftstoffe,
Hydraulikflüssigkeiten oder auch Kühlmittel.
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Im
Anschlussflansch 14 sind eine Mehrzahl von Einlassöffnungen 26 für
zu filternde Flüssigkeit und ein Auslass 28 für
gefilterte Flüssigkeit angeordnet.
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Der
Auslass 28 ist dabei konzentrisch im Zentrum des Anschlussgegenstücks 20 angeordnet. Die
Einlassöffnungen 26 sind entlang eines konzentrischen
Kreises um den Auslass 28 verteilt, ebenfalls im Inneren
des Anschlussgegenstücks 20 angeordnet.
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Im
Filtergehäuse 18 ist ein auswechselbarer Filtereinsatz 30 untergebracht.
Das leere Filtergehäuse 18 ist in der 4 gezeigt.
Der Filtereinsatz 30 ist in der 5 gezeigt.
Der Filtereinsatz 30 umfasst einen dem Anschlussflansch 14 zugewandten
Elementdeckel 32, einen einem Boden 34 des Filtergehäuses 18 zugewandten
Elementboden 36 und ein skelettartiges Mittelrohr 38,
welches sich zwischen dem Elementdeckel 32 und dem Elementboden 36 erstreckt.
Das Mittelrohr 38 ist von einem Filtermedium 40 in
Form eines Filterbalges aus zickzackförmig gefaltetem Filtermedium,
insbesondere Vlies umgeben. Das Mittelrohr 38 begrenzt
einen Innenraum 42 des Filtermediums 40.
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Der
Elementdeckel 32 weist eine zum Mittelrohr 38 konzentrische
Auslassöffnung 44 auf. Die Auslassöffnung 44 ist
auf der dem Anschlussende 16 zugewandten Seite mit einem
hohlzylindrischen Verbindungsstutzen 46 umgeben. In dem
Verbindungsstutzen 46 steckt ein Anschlussstutzen 48 des
Anschlussflansches 14, der den Auslass 28 mit
bildet. Auf seiner radial inneren Umfangsseite weist der Verbindungsstutzen 46 eine
sich radial nach innen erstreckende Dichtringstufe 50 auf.
An der Dichtringstufe 50 liegt eine O-Ringdichtung 52 an,
welche sich zwischen dem Innenmantel des Verbindungsstutzens 46 und
dem Außenmantel des Anschlussstutzens 48 befindet.
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Das
Filtermedium 40 ist von einem Einlassringraum 54 umgeben,
welcher über einen weiter unten näher erläuterten
Anschlussringraum 56 mit den Einlassöffnungen 26 des
Anschlussflansches 14 in Verbindung steht. Das Filtermedium 40 kann
von der zu filternden Flüssigkeit radial von außen
nach innen vom Einlassringraum 54 zum Innenraum 42 durchströmt
werden.
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Der
Elementboden 36 verfügt über eine zum Mittelrohr 38 konzentrische Öffnung,
die mit einem zylindrischen Aufnahmekragen 58 umgeben ist.
In dem Aufnahmekragen 58 ist über eine Presspassung ein
Ventilgehäuse 60 eines Umgehungsventils 62 für das
Filtermedium 40 befestigt. Das Umgehungsventil 62,
welches in der 6 im Detail gezeigt ist, verfügt über
einen Ventilsitz 64 und einen relativ zu diesem beweglichen
Ventilke gel 66, der mittels einer vorgespannten Feder 68 in
einer in 1 dargestellten Schließstellung
am Ventilsitz 64 gehalten wird. Eine Einlassseite des Umgehungsventils 62 steht
mit dem Einlassringraum 54 in Verbindung. Eine Auslassseite des
Umgehungsventils 62 mündet in den Innenraum 42 des
Filtermediums 40. Bei Überschreiten eines durch
die Federvorspannung der Feder 68 vorgegebenen Öffnungsdrucks
kann das Umgehungsventil 62 zur Umgehung des Filtermediums 40 von
Flüssigkeit durchströmt werden.
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Der
Filtereinsatz 30 ist über beinartige Vorsprünge
des Ventilgehäuses 60 des Umgehungsventils 62 am
Boden 34 des Filtergehäuses 18 abgestürzt.
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Der
Elementdeckel 32 des Filtereinsatzes 30 und damit
auch der Filtereinsatz 30 sind auf der Seite des Anschlussendes 16 mit
einem hohlzylindrischen Haltering 70 im Filtergehäuse 18 fixiert.
Der Haltering 70 ist innerhalb des Anschlussendes 16 koaxial
zu diesem angeordnet.
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Auf
der dem Filtermedium 40 zugewandten Seite des Elementdeckels 32 bildet
der dortige Bereich des Halterings 70 einen Teil der radial äußeren Begrenzung
des Einlassringraums 54. Auf der dem Filtermedium 40 abgewandten
Seite des Elementdeckels 32 begrenzen der Haltering 70,
der Verbindungsstutzen 46 des Elementdeckels 32,
der Elementdeckel 32 und ein weiter unten näher
erläuterter Ringraumdeckel 72 den Anschlussringraum 56.
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Der
Haltering 70 ist aus einem für Laserstrahlung
transparenten Material. Er ist auf seiner dem Boden 34 des
Filtergehäuses 18 zugewandten Stirnseite mit einem
radial nach außen gestuften Randbereich 74 mittels
Laserschweißung umfänglich dicht mit dem Filtergehäuse 18 verbunden.
Der Haltering 70 und das zylindrische Anschlussende 16 begrenzen
einen Aufnahmeraum 76 für das Anschlussgegenstück 20 des
Anschlussflansches 14, der in den 2 und 3 erkennbar
ist.
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Der
Haltering 70 weist eine Schnappverbindung 78 für
den Elementdeckel 32 des Filtereinsatzes 30 auf.
Die Schnappverbindung 78 umfasst, wie in der 3 verdeutlicht
wird, eine Mehrzahl von federnden Rastelementen 78a, die
zueinander beabstandet umfänglich verteilt an der radial
inneren Seite des Halterings 70 angeordnet sind. Die Rastelemente 78a sind
mit ihren der offenen Seite des Filtergehäuses 18 zugewandten
Befestigungsenden fest mit dem Haltering 70 verbunden und
erstrecken sich axial zum Filtergehäuse 18. An
den Befestigungsenden weisen die Rastelemente 78a jeweils
einen keilförmigen Bereich auf. Die keilförmigen
Bereiche erstrecken sich radial zum Inneren des Filtergehäuses 18. Ihre
radiale Ausdehnung nimmt zum Boden 34 des Filtergehäuses 18 hin
zu, so dass sie eine elastische Führungshilfe für
den Elementdeckel 32 beim Einschieben des Filtereinsatzes 30 in
axialer Richtung in das Filtergehäuse 18 bilden.
An ihren dem Boden 34 des Filtergehäuses 18 zugewandten
freien Enden weisen die Rastelemente 78a jeweils eine Raststufe für
den radial äuße ren Rand des Elementdeckels 32 auf,
mit denen der Elementdeckel 32 bei eingebautem Filtereinsatz 30 fixiert
wird. Die Zwischenräume zwischen den Rastelementen 78a dienen
als Fluidverbindungen zwischen dem Anschlussringraum 56 und
dem Einlassringraum 54.
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Der
Randbereich des Halterings 70 auf seiner dem Boden 34 des
Filtergehäuses 18 abgewandten Stirnseite ist als
Aufnahmebereich 80 für den radial äußeren
Rand des Ringraumdeckels 72 ausgebildet, in dem der Ringraumdeckel 72 mittels
Presspassung dicht fixiert ist.
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Der
Ringraumdeckel 72 weist eine zentrische Durchführöffnung 82 für
den Anschlussstutzen 48 des Anschlussflansches 14 auf,
welche mit der Auslassöffnung 44 des Elementdeckels 32 fluchtet. Der
Innendurchmesser der Durchführöffnung 82 entspricht
etwa dem Innendurchmesser der Dichtringstufe 50 des Verbindungsstutzens 46,
so dass der Ringraumdeckel 72 mit der Dichtringstufe 50 eine U-förmige
Aufnahme für die O-Ringdichtung 52 bildet.
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Auf
der dem Elementdeckel 32 zugewandten Seite erstreckt sich
in axialer Richtung ein Verbindungskragen 84, welcher die
Durchführöffnung 82 umgibt. Der Verbindungskragen 84 ist
auf den Verbindungsstutzen 46 des Elementdeckels 32 aufgesteckt
und mit einer Rastverbindung 86 an diesem fixiert.
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Im
Ringraumdeckel 72 ist eine Rücklaufsperrmembran 88 angeordnet,
welche eine Flüssigkeitsströmung aus Richtung
des Anschlussflansches 14 in den Anschlussringraum 56 zulässt,
aber eine Rückströmung von Flüssigkeit
aus dem Anschlussringraum 56 in Richtung des Anschlussflansches 14 verhindert.
Die Rücklaufsperrmembran 88 ist dabei z. B. formschlüssig
am Ringraumdeckel 72 befestigt. Alternativ kann sie aber
auch mittels eines Zweikomponenten-Verfahrens an den Ringraumdeckel 72 angeformt
sein.
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Das
Anschlussende 16 des Filtergehäuses 18 ist
in einer axialen Steckrichtung S auf das Anschlussgegenstück 20 des
Anschlussflansches 14 aufsetzbar und kann durch eine Steck-Dreh-Bewegung
formschlüssig mit dem Anschlussgegenstück 20 verbunden
werden. Die Drehrichtung zum Montieren des Filtergehäuses 18 ist
in 1 durch einen Pfeil D dargestellt. Das Anschlussende 16 und
das Anschlussgegenstück 20 verfügen über
eine Bajonettverbindung 90. Wie insbesondere in 4 gezeigt,
weist die Bajonettverbindung 90 am Anschlussende 16 mehrere
in der Steckrichtung S aufeinander folgende Aufnahmeerhebungen 90a auf,
die im Wesentlichen in parallelen Ebenen senkrecht zu Steckrichtung
S angeordnet sind. Am Anschlussgegenstück 20 weist
die Bajonettverbindung 90 mehrere zu den Aufnahmeerhebungen 90a korrespondierende Einsteckerhebungen 90b auf,
die, wie in 1 gezeigt, bei geschlossener
Bajonettverbindung 90 die Aufnahmeerhebungen 90a hintergreifen.
Das Filterverschlusssystem 22 umfasst also ein mehrreihiges Bajonett,
das eine Rippenstruktur mit mehreren, vorzugsweise drei, parallelen
Rippen um fasst, die von parallelen Einsteckerhebungen 90b und
korrespondierenden Aufnahmeerhebungen 90a gebildet werden.
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In
der 4 ist gezeigt, dass die Aufnahmeerhebungen 90a in
dem Anschlussende 16 im Wesentlichen in Ebenen senkrecht
zur Steckrichtung S angeordnet, länglich, in Umfangsrichtung
nicht rundum laufend, sondern zum ermöglichen des Ineinandersteckens
beziehungsweise Aufsetzens segmentiert, unterbrochen sind.
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Die
Einsteckerhebungen 90b sind ebenfalls länglich,
das heißt sich in Umfangsrichtung des Anschlussgegenstücks 20 erstreckend
und durch eine Segmentierung unterbrochenen ausgebildet. Die Anzahl
der in Umfangsrichtung entlang des Anschlussendes 16 und
des Anschlussgegenstücks 20 hintereinander folgend
angeordneter Reihen von Einsteckerhebungen 90b und Aufnahmeerhebungen 90a kann
vorteilhafterweise vier, aber auch mehr oder weniger, betragen.
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Der
freie Rand des Anschlussendes 16 weist darüber
hinaus vier Federrastelemente 92 auf, welche sich in Umfangsrichtung
jeweils mittig neben den Reihen der Einsteckerhebungen 90b befinden.
Jeweilige Rastnasen der Federrastelemente 92 erstrecken
sich radial zum Inneren des Filtergehäuses 18. Die
Federrastelemente korrespondieren in dem Zustand, in welchem das
Filtergehäuse nicht durch die Bajonettverbindung mit dem
Anschlussgegenstück in Verbindung steht, mit kleinen Erhebungen
des Anschlussgegenstücks (nicht dargestellt), die sich
radial nach außen er strecken. Dadurch wird ein unkontrolliertes
Herabfallen des gelösten Wechselfilters bei hängender
Montage vermieden.
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Zum
Verbinden des Wechselfilters 12 mit dem Anschlussflansch 14 wird
das Filtergehäuse 18 in Steckrichtung S mit dem
Anschlussende 16 auf das Anschlussgegenstück 20 gesteckt,
wobei das Anschlussgegenstück 20 in den durch
den Haltering 70 begrenzten Aufnahmeraum 76 eintaucht
und dort geführt wird, und danach durch Drehen des Filtergehäuses 18 in
der Drehrichtung D gedreht. Durch das Drehen greifen die mehreren
parallelen Reihen der Einsteckerhebungen 90b des Anschlussgegenstücks 20 in
die mehreren parallelen Reihen von Aufnahmeerhebungen 90a des
Anschlussendes 16 ein. Dadurch wird die Bajonettverbindung 90 geschlossen. Das
Filtergehäuse 18 sitzt formschlüssig
fest auf dem Anschlussgegenstück 20 des Anschlussflansches 14.
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Der
Haltering 70 weist im Bereich seines freien Randes in der
radial äußeren Mantelfläche eine Dichtungsnut 94 mit
einer Ringdichtung 96 auf, die sich gegen die radial innere
Mantelfläche des Anschlussgegenstücks 20 des
Anschlussflansches 14 abstürzt. Die Ringdichtung 96 befindet
sich auf der Gegenseite der Aufnahmeerhebungen 90a des
Anschlussendes 16, wodurch die Dichtwirkung optimiert wird.
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Zum
Zusammenbau des Wechselfilters 12 wird der Haltering 70 mitsamt
der Ringdichtung 96 koaxial in dem zylindrischen Anschlussende 16 des Filtergehäuses 18 angeordnet.
Mit Laserstrahlung wird der dem Boden 34 des Filtergehäuses 18 zugewandte
Randbereich 74 des Halterings 70 durch den Haltering 70 hindurch
mit dem Filtergehäuse 18 verschweißt.
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Der
Filtereinsatz 30 wird mit dem Umgehungsventil 62 und
der O-Ringdichtung 52 vormontiert.
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Der
vormontierte Filtereinsatz 30 wird in axialer Richtung
mit dem Elementboden 36 voraus in das Filtergehäuse 18 eingesteckt,
bis der Elementdeckel 32 mit den Rastelementen 78a verrastet.
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Der
mit dem Rücklaufsperrmembranen 88 vormontierte
Ringraumdeckel 72 wird in axialer Richtung mit dem Verbindungskragen 84 voraus
auf den Verbindungsstutzen 46 des Elementdeckels 32 gesteckt,
wobei der Rand des Ringraumdeckels 72 mittels Presspassung
mit dem Aufnahmebereich 80 des Halterings 70 dicht
verbunden wird.
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Bei
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Flüssigkeitsfiltersystems 10 und
eines Verfahrens zur Montage eines Wechselfilters 12 und der
Verbindung des Wechselfilters 12 mit einem Anschlussflansch 14 sind
unter anderem folgende Modifikationen möglich:
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Die
Erfindung ist nicht beschränkt auf Flüssigkeitsfiltersysteme 10 für
Brennkraftmaschinen. Sie kann auch bei andersartigen Filtersystemen,
beispielsweise auch für gasförmige Fluide, insbesondere
Druckluft, eingesetzt werden. Derartige Filtersysteme finden im
Allgemeinen in der Kraftfahrzeugtechnologie oder auch bei Industriemotoren
Verwendung.
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Anstelle
des als Filterbalg aus zickzackförmig gefaltetem Vlies
aufgebauten Filtermediums 40 kann auch ein andersartiges
Filtermedium verwendet werden.
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Anstelle
der Bajonettverbindung 90 kann auch eine andersartige lösbare
Schnellverbindung, insbesondere Steck-Dreh-Verbindung oder eine Schraubverbindung
oder eine Rastverbindung oder eine andersartige Steck- und/oder
Drehverbindung, vorgesehen sein.
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Statt
der Schnappverbindung 78 für den Elementdeckel 32 oder
ein andersartiges Endelement des Filtereinsatzes 30, beispielsweise
eine Endscheibe, kann am Haltering 70 auch eine andersartige
Halteeinrichtung für den Filtereinsatz 30 vorgesehen
sein.
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Statt
innerhalb des Anschlussendes 16 kann der Haltering 70 auch
außerhalb des Anschlussendes 16 koaxial zu diesem
angeordnet sein. In diesem Fall wird das Anschlussende 16 in
Steckrichtung S statt auf das Anschlussgegenstück 20 des
Anschlussflansches 14 aufgesetzt in dieses eingesetzt.
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Statt
der Dichtungsnut 94 mit der Ringdichtung 96 kann
der Haltering 70 auch eine andersartige Dichteinrichtung
aufweisen.
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Anstelle
der Rücklaufsperrmembranen 88 können
auch ein oder mehrere andersartige Absperrorgane, beispielsweise
Ventile, vorgesehen sein.
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Der
Ringraumdeckel 72 mit den Rücklaufsperrmembranen 88 oder
andersartigen Absperrorganen kann statt mittels Presspassung auch
in an derer Weise, beispielsweise mittels Schweißung, vorzugsweise
Laserschweißung, mit dem Haltering 70 vorzugsweise
dicht verbunden sein.
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Der
stirnseitige Rand des Halterings 70 kann auch mittels einer
anderen Schweißmethode oder einer Klebung mit dem Filtergehäuse 18 verbunden sein.
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Der
Haltering 70 kann auch nur im Bereich seines stirnseitigen
Randbereichs 74, mit dem er mit dem Filtergehäuse 18 verbunden
ist, aus einem für Laserstrahlung transparenten Material
sein.
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Das
Filterverschlusssystem 22 ist nicht beschränkt
auf die Verwendung mit einem Anschlussflansch 14. Statt
des Anschlussflansches 14 kann auch ein andersartiges Anschluss-
und/oder Verschlussteil, beispielsweise ein Anschlusskopf eines Kraftfahrzeugs,
insbesondere einer Brennkraftmaschine, oder eines Industriemotors
oder auch nur ein einfacher Verschlussdeckel, verwendet werden.
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Der
Anschlussflansch 14 kann statt aus Aluminium-Druckguss
aus auch aus einem andersartigen Material, beispielsweise einem
anderen Metall oder Kunststoff, sein.
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Das
Filtergehäuse 18 kann statt aus glasfaserverstärktem
Kunststoff auch aus einem andersartigen Material, insbesondere einen
andersartig oder nicht verstärkten Kunststoff oder Metall,
sein.
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Die
Erfindung ist auch einsetzbar für Filter mit nicht austauschbaren
Filtereinsätzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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