DE102012015616A1

DE102012015616A1 - Filtereinrichtung

Info

Publication number: DE102012015616A1
Application number: DE201210015616
Authority: DE
Inventors: Bernd Schröer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2014-02-13
Also published as: WO2014023381A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung (10), insbesondere für einen Kraftwagen, mit wenigstens einer, einen Aufnahmeraum (14) eines Filtergehäuses (12) der Filtereinrichtung (10) in radialer Richtung begrenzenden Wandung (16, 19), und mit einem Filterelement (20), welches wenigstens einen Filterkörper (26) zum Filtern einer Flüssigkeit aufweist und welches zumindest bereichsweise in dem Aufnahmeraum (14) angeordnet ist, wobei wenigstens eine Führungseinrichtung (38) vorgesehen ist, welche zumindest ein erstes Führungselement (40, 46) an der Wandung (16, 19) und zumindest ein korrespondierendes, zweites Führungselement (44, 50) am Filterelement (20) aufweist, mittels welchen das Filterelement (20) unter formschlüssigem Zusammenwirken der Führungselemente (40, 44, 46, 50) in einer Drehstellung relativ zum dem Filtergehäuse (12) verdrehgesichert zumindest über einen Längenbereich des Filtergehäuses (12) in den Aufnahmeraum (14) in axialer Richtung geführt einschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Filtereinrichtungen sind aus der DE 10 2010 043 836 A1 , der DE 20 2005 001 693 U1 und aus der DE 20 2005 002 955 U1 bekannt. Die Filtereinrichtung umfasst dabei ein Filtergehäuse mit einem Aufnahmeraum, welcher in radialer Richtung durch wenigstens eine Wandung der Filtereinrichtung begrenzt ist. Die Filtereinrichtung umfasst zudem ein Filterelement, welches wenigstens einen Filterkörper zum Filtern einer Flüssigkeit aufweist und welches zumindest bereichsweise in dem Aufnahmeraum angeordnet ist.
Das Filterelement ist dabei ein Filtereinsatz, welcher ausgetauscht werden kann. Dazu wird das Filterelement aus dem Aufnahmeraum entnommen und durch ein neues Filterelement bzw. einen neuen Filterkörper ersetzt.
Es hat sich gezeigt, dass die Montage des Filterelements umständlich und aufwändig sein kann. Zudem können Fehlmontagen des Filterelements in dem Aufnahmeraum geschehen, wodurch die Funktion der Filtereinrichtung beeinträchtigt wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filtereinrichtung, insbesondere für einen Kraftwagen, der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass das Filterelement besonders einfach und schnell im Aufnahmeraum montiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Filtereinrichtung, insbesondere für einen Kraftwagen, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Filtereinrichtung, insbesondere für einen Kraftwagen, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei welcher das Filterelement besonders schnell und einfach im Aufnahmeraum zu montieren ist, ist erfindungsgemäß wenigstens eine Führungseinrichtung vorgesehen, welche zumindest ein erstes Führungselement an der Wandung und zumindest ein korrespondierendes, zweites Führungselement am Filterelement aufweist. Mittels der Führungselemente ist das Filterelement unter formschlüssigem Zusammenwirken der Führungselemente in einer Drehstellung relativ zu dem Filtergehäuse verdrehgesichert zumindest über einen Längenbereich des Filtergehäuses in den Aufnahmeraum in axialer Richtung geführt einschiebbar. Dadurch kann eine vorgebbare Ausrichtung des Filterelements relativ zu dem Filtergehäuse gewährleistet werden, so dass die Funktion der Filtereinrichtung beeinträchtigende Fehlmontagen des Filterelements im Aufnahmeraum vermieden werden können.
Wirken die Führungselemente auch in einem Einbauzustand des Filterelements im Aufnahmeraum nach dem Einschieben des Filterelements in den Aufnahmeraum formschlüssig zusammen, so kann dadurch ein fester Sitz des Filterelements im Filtergehäuse gewährleistet werden. Ein Verwackeln und Verrutschen des Filterelements, beispielsweise während des Betriebs des Kraftwagens, können vermieden werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Fig. alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Querschnittsansicht einer Filtereinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens, mit einer Führungseinrichtung, mittels welcher ein Filterelement in einen Aufnahmeraum eines Filtergehäuses der Filtereinrichtung in axialer Richtung geführt einschiebbar ist; und
2 eine schematische Längsschnittansicht der Filtereinrichtung gemäß 1.
1 und 2 zeigen eine Filtereinrichtung 10 für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens. Die Filtereinrichtung 10 ist dabei als Ölfilter ausgebildet und dient dazu, Schmieröl zum Schmieren und Kühlen der Verbrennungskraftmaschine zu filtern.
Die Filtereinrichtung 10 weist ein Filtergehäuse 12 auf, welches zumindest im Wesentlichen in Form eines geraden Kreiszylinders ausgebildet ist. Das Filtergehäuse 12 weist einen Aufnahmeraum 14 auf, welcher in radialer Richtung nach außen durch eine zumindest im Wesentlichen in Form eines geraden Kreiszylinders ausgebildete Wandung 16 des Filtergehäuses 12 begrenzt ist. In radialer Richtung nach innen ist der Aufnahmeraum 14 durch ein in dem Filtergehäuse 12 angeordnetes Innenrohr 18 begrenzt. Auch das Innenrohr 18 ist zumindest im Wesentlichen in Form eines geraden Kreiszylinders ausgebildet und ist mit dem Filtergehäuse 12 verbunden. Dabei weist das Innenrohr 18 eine Wandung 19 auf, mittels welcher der Aufnahmeraum 14 in radialer Richtung nach innen begrenzt ist.
Wie insbesondere 1 zu entnehmen ist, weist der Aufnahmeraum 14 durch seine Begrenzung in radialer Richtung nach außen und nach innen zumindest im Wesentlichen die Form eines geraden Kreisringzylinders auf.
In axialer Richtung der Filtereinrichtung 10 ist der Aufnahmeraum 14 nach unten hin durch einen Boden 22 des Filtergehäuses 12 begrenzt. Der Boden 22 ist dabei einstückig mit der Wandung 16 ausgebildet.
Die Filtereinrichtung 10 umfasst auch einen Deckel 24, welche reversibel lösbar mit dem Filtergehäuse 12 verbindbar ist und welcher in seinem mit dem Filtergehäuse 12 verbundenen Zustand den Aufnahmeraum 14 in axialer Richtung nach oben begrenzt.
Der Aufnahmeraum 14 dient zur Aufnahme eines Filterelements 20 der Filtereinrichtung 10. Das Filterelement 20 weist einen Filterkörper 26 auf, welcher stirnseitig mit jeweiligen Endscheiben 28, 30 verbunden ist. Das Schmieröl wird dabei mittels des Filterkörpers 26 gefiltert. Der Filterkörper 26 ist beispielsweise aus einem Stoff gebildet und weist in Umfangsrichtung aufeinander folgende Filterlamellen auf, die von dem zu filternden Schmiermittel durchströmbar sind. Die Endscheiben 28, 30 dienen insbesondere zum Haltern des Filterkörpers 26 im Aufnahmeraum 14. Dabei dient das Innenrohr 18 zum Stützen des Filterelements 20.
Die Filtereinrichtung 10 weist wenigstens einen, in 1 und 2 nicht erkennbaren Zuführkanal auf, über welchen dem Filterelement 20 die zu filternde Flüssigkeit in Form des Schmieröls zugeführt wird. Ferner weist die Filtereinrichtung 10 wenigstens einen in 1 und 2 nicht erkennbaren Abführkanal auf, über den das gefilterte Schmieröl vom Filterelement 20 abgeführt wird. Darüber hinaus ist ein Auslasskanal 32 vorgesehen, welcher auch als Leerlaufkanal bezeichnet wird. Der Auslasskanal 32 dient zur Entleerung der Filtereinrichtung 10 bei einem Ausbau des Filterelements 20. Wird der Deckel 24 von dem Filtergehäuse 12 demontiert, so kann das Filterelement 20 aus dem Aufnahmeraum 14 entnommen werden, um beispielsweise den Filterkörper 26 zu reinigen oder auszutauschen. Nach erfolgter Reinigung oder nach erfolgtem Austausch wird das Filterelement 20 wieder in dem Aufnahmeraum 14 angeordnet und der Deckel 24 wird mit dem Filtergehäuse 12 reversibel lösbar verbunden. Ist das Filterelement 20 aus dem Aufnahmeraum 14 entnommen, so kann aus dem Auslasskanal 32 restliches Schmieröl auslaufen.
An einer in einem Einbauzustand des Filterelements 20 dem Boden 22 zugewandten Stirnseite 34 des Filterelements 20 ist an dem Filterelement 20 ein Verschlusselement 36 angeordnet. Vorliegend ist das Verschlusselement 36 an der Endscheibe 28 angeordnet und dient dazu, im Einbauzustand den Auslasskanal 32 fluidisch zu versperren. Dadurch kann während des Betriebs der Verbrennungskraftmaschine kein Schmiermittel unerwünschterweise aus dem Auslasskanal 32 austreten. Das Verschlusselement 36 wird auch als Leerlaufstopfen bezeichnet, welcher in dem Einbauzustand des Filterelements 20 zumindest bereichsweise in den Auslasskanal 32 hineinragt.
Um nun eine einfache und schnelle Montage des Filterelements 20 in dem Aufnahmeraum 14 zu ermöglichen, ist eine Führungseinrichtung 38 vorgesehen. Die Führungseinrichtung 38 umfasst zwei Führungselemente in Form von Führungsschienen 40, welche innenumfangsseitig an der Wandung 16 vorgesehen sind und welche sich ausgehend von einer innenumfangsseitigen Mantelfläche 42 der Wandung 16 in radialer Richtung nach innen in den Aufnahmeraum 14 hinein erstrecken. Die Führungsschienen 40 können dabei einstückig mit der Wandung 16 ausgebildet sein.
Mit den Führungsschienen 40 korrespondieren Führungselemente in Form von Ausnehmungen 44 der Endscheiben 28, 30, welche außenumfangsseitig an den Endscheiben 28, 30 vorgesehen sind. Wie insbesondere 1 zu entnehmen ist, können die Führungsschienen 40 zumindest bereichsweise in die korrespondierenden Ausnehmungen 44 zumindest teilweise eingreifen und dadurch formschlüssig mit diesen zusammenwirken. Die Führungsschienen 40 und dementsprechend die Ausnehmungen 44 sind dabei in Umfangsrichtung des Filtergehäuses 12 bzw. der Endscheiben 28, 30 paarweise um 120° voneinander beabstandet. Ferner erstrecken sich die Führungsschienen 40 zumindest über einen überwiegenden Teil einer in axialer Richtung verlaufenden Länge des Aufnahmeraums 14. Vorzugsweise erstrecken sich die Führungsschienen 40 über die gesamte Länge des Aufnahmeraums 14 oder des Filtergehäuses 12.
Die Führungsschienen 40 weisen einen dreieckförmigen Querschnitt auf. Damit korrespondierend weisen auch die Ausnehmungen 44 einen zumindest im Wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt auf. Diese Dreieckform der Führungsschienen 40 kann optimal einen Raum in Umfangsrichtung zwischen den Filterlamellen nutzen.
Die Führungseinrichtung 38 umfasst ferner Führungselemente in Form von Führungsschienen 46, welche an einer außenumfangsseitigen Mantelfläche 48 des Innenrohrs 18 vorgesehen sind und sich ausgehend von der außenumfangsseitigen Mantelfläche 48 in radialer Richtung nach außen in den Aufnahmeraum 14 hinein erstrecken. Dabei können die Führungsschienen 46 einstückig mit dem Innenrohr 18 ausgebildet sein. Mit den Führungsschienen 46 korrespondieren innenumfangsseitige Ausnehmungen 50 der Endscheiben 28, 30, in welche die Führungsschienen 46 zumindest bereichsweise eingreifen und dadurch formschlüssig mit den Ausnehmungen 50 zusammenwirken können.
Dabei sind auch die Führungsschienen 46 und somit die Ausnehmungen 50 in Umfangsrichtung um 120° voneinander beabstandet angeordnet. Die Ausnehmungen 44, 50, welche auch als Aussparungen bezeichnet werden, sind dabei ebenso der Führungseinrichtung 38 zugeordnet und gewährleisten zusammen mit den Führungsschienen 40, 46 eine besonders einfache, schnelle und genaue Montage des Filterelements 20.
Mittels der Führungsschienen 40, 46 und mittels der korrespondierenden Ausnehmungen 44, 50 ist das Filterelement 20 unter formschlüssigem Zusammenwirken der Führungsschienen 40 mit den Ausnehmungen 44 und der Führungsschienen 46 mit den Ausnehmungen 50 in einer Drehstellung relativ zum Filtergehäuse 12 verdrehgesichert in den Aufnahmeraum 14 in axialer Richtung geführt einschiebbar.
In dieser mittels der Führungseinrichtung 38 gesicherten Drehstellung ist das Verschlusselement 36 in Überdeckung mit dem Auslasskanal 32 angeordnet, so dass das Verschlusselement 36 beim Einschieben des Filterelements 20 in das Filtergehäuse 12 präzise und ohne Verklemmen und Verkannten in den Auslasskanal 32 eingeführt werden kann.
Die Führungsschienen 40, 46 stellen mit den Ausnehmungen 44, 50 jeweilige Codierungen dar, mittels welchen das Filterelement 20 beim Einschieben in das Filtergehäuse 12 in der Drehstellung ausgerichtet und formschlüssig in der Drehstellung gehalten wird, so dass das Verschlusselement 36 passgenau in den Auslasskanal 32 eingeschoben werden kann. Dadurch kann der Auslasskanal 32 im Einbauzustand des Filterelements 20 abgedichtet werden, so dass es nicht zu Undichtigkeiten kommt.
Da die Führungsschienen 40, 46 auch noch im Einbauzustand des Filterelements 20, d. h. nach dem Einschieben des Filterelements 20 in das Filtergehäuse 12, in die korrespondierenden Ausnehmungen 44, 50 eingreifen, ist ein fester Sitz des Filterelements im Filtergehäuse 12 sowie ein fester Sitz des Verschlusselements 36 im Auslasskanal 32 gewährleistet. Dadurch sind ein Verwackeln und ein Verrutschen des Filterelements 20 infolge von Vibrationen beim Betrieb der Verbrennungskraftmaschine gewährleistet. Ferner sorgt dies für einen festen Sitz des Verschlusselements 36 im Auslasskanal 32, so dass es zu keinen Undichtigkeiten infolge von Verschleiß durch Vibrationen kommt. Darüber hinaus kann eine die Funktion der Filtereinrichtung 10 beeinträchtigende Fehlmontage des Filterelements 20 vermieden werden.
Bezugszeichenliste

10: Filtereinrichtung
12: Filtergehäuse
14: Aufnahmeraum
16: Wandung
18: Innenrohr
19: Wandung
20: Filterelement
22: Boden
24: Deckel
26: Filterkörper
28: Endscheibe
30: Endscheibe
32: Auslasskanal
34: Stirnseite
36: Verschlusselement
38: Sicherungseinrichtung
40: Führungsschiene
42: innenumfangsseitige Mantelfläche
44: Ausnehmung
46: Führungsschiene
48: außenumfangsseitige Mantelfläche
50: Ausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010043836 A1 [0002]
DE 202005001693 U1 [0002]
DE 202005002955 U1 [0002]

Claims

Filtereinrichtung (10), insbesondere für einen Kraftwagen, mit wenigstens einer, einen Aufnahmeraum (14) eines Filtergehäuses (12) der Filtereinrichtung (10) in radialer Richtung begrenzenden Wandung (16, 19), und mit einem Filterelement (20), welches wenigstens einen Filterkörper (26) zum Filtern einer Flüssigkeit aufweist und welches zumindest bereichsweise in dem Aufnahmeraum (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Führungseinrichtung (38) vorgesehen ist, welche zumindest ein erstes Führungselement (40, 46) an der Wandung (16, 19) und zumindest ein korrespondierendes, zweites Führungselement (44, 50) am Filterelement (20) aufweist, mittels welchen das Filterelement (20) unter formschlüssigem Zusammenwirken der Führungselemente (40, 44, 46, 50) in einer Drehstellung relativ zum Filtergehäuse (12) verdrehgesichert zumindest über einen Längenbereich des Filtergehäuses (12) in den Aufnahmeraum (14) in axialer Richtung geführt einschiebbar ist.
Filtereinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest eines der Führungselemente (40, 44, 46, 50), insbesondere das erste Führungselement (40, 46), zumindest über einen überwiegenden Teil einer in axialer Richtung verlaufenden Länge des Aufnahmeraums (14) erstreckt.
Filtereinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Führungselemente (40, 44, 46, 50), insbesondere das zweite Führungselement (44, 50), eine Aufnahme ist, in welche das andere Führungselement (40 46), insbesondere das erste Führungselement (40, 46), zumindest beim Zusammenwirken der Führungselement (40, 44, 46, 50) wenigstens teilweise eingreift.
Filtereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (40, 44, 46, 50) einen jeweiligen, zumindest im Wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt aufweisen.
Filtereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungselement (40) an der den Aufnahmeraum (14) in radialer Richtung nach außen begrenzenden Wandung (16) des Filtergehäuses (12) vorgesehen ist.
Filtereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Führungselement (46) an der den Aufnahmeraum (14) in radialer Richtung nach innen begrenzenden Wandung (19) eines in dem Filtergehäuse (12) aufgenommenen Innenrohrs (18) vorgesehen ist.
Filtereinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (10) wenigstens einen Zuführkanal für die mittels des Filterkörpers (26) zu filternde Flüssigkeit, wenigstens einen Abführkanal für die mittels des Filterkörpers (26) gefilterte Flüssigkeit sowie wenigstens einen Auslasskanal (32) zur Entleerung der Filtereinrichtung (10) bei einem Wechsel des Filterelements (20) aufweist, wobei an einer Stirnseite (34) des Filterelements (20) ein sich in axialer Richtung erstreckendes Verschlusselement (36) vorgesehen ist, mittels welchem der Auslasskanal (32) in einem Einbauzustand des Filterelements (20) im Filtergehäuse (12) fluidisch versperrt ist, und wobei das Verschlusselement (36) in der mittels der Führungseinrichtung (38) gesicherten Drehstellung in Überdeckung mit dem Auslasskanal (32) angeordnet ist.