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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung mit einem ringförmigen Filterelement, insbesondere auf Flüssigkeitsfilter in Kraftfahrzeugen wie zum Beispiel Getriebeölfilter, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 199 61 580 A1 ist ein Flüssigkeitsfilter mit ringförmigem Filterelement bekannt, das radial von außen nach innen von der zu filtrierenden Flüssigkeit durchströmt wird. Über den freien Innenraum wird das filtrierte Fluid axial abgeleitet. Das Filterelement befindet sich in einem Filtergehäuse, das von einem Deckel verschlossen ist, in das eine mit dem zentrischen Innenraum fluchtende Öffnung für die Ableitung des Fluids eingebracht ist
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Auf der axial gegenüberliegenden Seite ist der Innenraum von einem Umgehungsventil verschlossen, das mit einem federkraftbeaufschlagten Ventilglied in den Innenraum einragt und diesen unter normalen Umständen druckdicht verschließt. Übersteigt der Differenzdruck zwischen Rein- und Rohseite ein zulässiges Maß, wird das Umgehungsventil geöffnet. Der Ventilkörper des Umgehungsventils stützt sich im geschlossenen Zustand an einem Mittelrohr ab, das sich an der Innenwand des Innenraums im Filterelement befindet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfach aufgebauten Flüssigkeitsfilter zu schaffen.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
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Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung kann zur Flüssigkeitsfiltration eingesetzt werden, vorzugsweise in Kraftfahrzeugen, beispielsweise zur Getriebeölfilterung, zur Motorölfilterung oder zur Kraftstofffilterung. Gegebenenfalls kommt auch eine Gasfiltration in Betracht, beispielsweise in Luftfiltern. Die Filtereinrichtung weist ein ringförmiges Filterelement auf, das radial von dem zu filtrierenden Fluid durchströmt wird. Die radiale Außenseite bildet üblicherweise die Rohseite, der Innenraum die Reinseite, über die das gereinigte Fluid axial abgeleitet wird.
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In das Filterelement ist ein Stütz- bzw. Mittelrohr eingesetzt, das sich im zentrischen Innenraum des Filterelementes befindet und an der Innenwand des Filterelementes anliegt. Benachbart zu einer Stirnseite ist am Mittelrohr eine Verschlussscheibe angeordnet, deren Durchmesser zumindest annähernd dem Innendurchmesser des zentrischen Innenraums des Filterelementes entspricht.
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Diese Ausführung ermöglicht es, beim Zusammenbau des Filterelementes das Mittelrohr einschließlich Verschlussscheibe über eine Stirnseite des Filterelements in den zentrischen Innenraum einzuführen, was den Vorteil hat, dass die Anzahl der Montageschritte reduziert ist, da die Verschlussscheibe bereits mit dem Einführen des Mittelrohrs an ihrer gewünschten axialen Position sitzt und nicht nachträglich befestigt werden muss. Der Durchmesser der Verschlussscheibe ist zweckmäßigerweise nicht größer als der Innendurchmesser des zentrischen Innenraums des Filterelementes, so dass das Mittelrohr mit der Verschlussscheibe problemlos durch den Innenraum hindurchgeführt werden kann. Im fertig montierten Zustand schließt die Verschlussscheibe den Innenraum in einer Achsrichtung ab, so dass das gereinigte Fluid nur in Gegenrichtung abgeleitet werden kann. Für einen druck- bzw. strömungsdichten Abschluss zwischen Verschlussscheibe und dem Innenraum des Filterelementes kann es zweckmäßig sein, entweder am Filterelement oder an der Verschlussscheibe einen umlaufenden, ringförmigen Dichtwulst vorzusehen.
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Das Mittelrohr weist zweckmäßigerweise die gleiche axiale Länge wie das Filterelement auf, so dass im eingesetzten Zustand die Verschlussscheibe sich im Bereich einer der axialen Stirnseiten des Filterelementes befindet. Möglich ist sowohl eine Ausführung, in der die Verschlussscheibe vollständig in den Innenraum einragt und bündig mit der Stirnseite des Filterelementes abschließt als auch eine Ausführung, in der die Verschlussscheibe axial teilweise in den Innenraum einragt und teilweise über die Stirnseite übersteht. Schließlich ist es auch möglich, dass die Verschlussscheibe vollständig axial übersteht.
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Die Verschlussscheibe kann, gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung, einstückig mit dem Mittelrohr ausgebildet sein. Das Mittelrohr ist vorteilhafterweise als ein Kunststoffbauteil ausgeführt, gegebenenfalls als Spritzgussbauteil, wobei die Verschlussscheibe einen Teil des Mittelrohrs an dessen axialer Stirnseite bildet. Möglich ist aber auch eine zweiteilige Ausführung, wobei in diesem Fall die Verschlussscheibe fest mit dem Mittelrohr verbunden ist.
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Das Filterelement kann an mindestens einer Stirnseite mit einer aufgesetzten Endscheibe versehen sein, die einen größeren Durchmesser als der Innenraum, beispielsweise mindestens den gleichen Außenradius wie das Filterelement aufweist und mit einer zentrisch angeordneten Haupt-Ablassöffnung zum axialen Abführen des gereinigten Fluids versehen ist. Des Weiteren kann eine radial versetzte Zusatzöffnung in eine Endscheibe eingebracht sein, welche gegenüber der Haupt-Ablassöffnung radial nach außen versetzt ist und sich in dem Bereich zwischen dem Mittelpunkt der Endscheibe und der radial außenliegenden Außenkante befindet. Die Zusatzöffnung mündet axial in den Bereich des Filtermittels des Filterelementes, so dass beispielsweise Fluid, welches sich in dem Filtermittel befindet, über die Zusatzöffnung unmittelbar axial abgeleitet werden kann. Diese Ausführung ermöglicht es, dass bei einem Wechsel des Filterelementes Fluid, welches sich auf der Reinseite des Filterelementes befindet, zum einen sowohl über die Haupt-Ablassöffnung abströmt und zum andern auch über die Zusatzöffnung. Somit ist eine verbesserte Entleerung des Filterelementes von Fluid bei einem Wechsel zu Wartungszwecken oder dergleichen gewährleistet.
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Darüber hinaus findet über die Zusatzöffnung ein Druckabbau beim Wechsel des Filterelementes statt. Unmittelbar vor der axialen Entnahme des Filterelementes aus der Einbauposition kann das im Innenraum des Filterelementes befindliche Fluid noch unter Druck stehen, wobei ohne die Zusatzöffnung die Gefahr besteht, dass beim Entnehmen des Filterelementes das Fluid aufgrund des Drucks aus der Einbauöffnung herausschwappt, in welche das Filterelement einsetzbar ist. Über die Zusatzöffnung ist gewährleistet, dass beim Entnehmen des Filterelementes für Wartungszwecke ein verbesserter Druckabbau des im Innern des Filterelementes befindlichen Fluids stattfindet, wobei über die Zusatzöffnung bereits gereinigtes Fluid, welches sich noch innerhalb des Filtermittels befindet, abgelassen werden kann. Aufgrund des verbesserten Druckabbaus ist die Gefahr signifikant reduziert, dass das Fluid beim Entnehmen des Filterelementes aus der Einbauöffnung herausschwappt.
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Die Zusatzöffnung ist vorteilhafterweise radial außerhalb des Mittelrohrs angeordnet, das bevorzugt einen runden Querschnitt besitzt und an den Innendurchmesser des Filterelements angepasst ist.
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Möglich ist sowohl eine Anordnung der Haupt-Ablassöffnung und der Zusatzöffnung in der gleichen stirnseitigen Endscheibe als auch eine Anordnung von Haupt-Ablassöffnung und Zusatzöffnung in zwei verschiedenen, axial gegenüberliegenden Endscheiben am Filterelement. Des Weiteren ist es möglich, an einer Endscheibe zwei oder mehrere Zusatzöffnungen vorzusehen, welche exzentrisch angeordnet sind, oder an beiden, axial gegenüberliegenden Endscheiben jeweils eine oder mehrere Zusatzöffnungen anzuordnen.
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Die Zusatzöffnung kann, wie oben ausgeführt, die Funktion einer Ablassöffnung einnehmen, über die Fluid im Filtermittel axial ableitbar ist. Die Zusatzöffnung kann zur Entlüftung bei Kraftstofffiltern dienen, als Bypass für Nebenstromölfilter, zum Anbau eines externen Zusatzventils, welches an den Stutzen der Zusatzöffnung anschließbar ist, als Messstutzen für eine Sensorik bzw. Diagnostik oder als Anschluss, über den beispielsweise Additive oder dergleichen eingebracht werden können.
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Die Zusatzöffnung ist vorzugsweise an einem Zusatzstutzen gebildet, welcher in die Endscheibe eingebracht ist. Der Zusatzstutzen kann einteilig mit der Endscheibe ausgebildet sein oder als separates Bauteil, welches in eine entsprechende Öffnung in die Endscheibe eingesetzt und mit der Endscheibe verbunden ist. Der Zusatzstutzen kann die Endscheibe auf der dem Filterelement zugewandten Seite überragen, so dass ein Abschnitt des Stutzens in das Filtermittel einragt und ein Positionierungselement für eine definierte Winkellage der Endscheibe auf dem Filterelement bildet. Dadurch kann der Zusatzstutzen in eine fluchtende Position mit einer Öffnung in einer Stirnscheibe auf der Stirnseite des Filterelements gebracht werden, wobei die Stirnscheibe beispielsweise folienartig ausgebildet ist.
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Möglich ist aber auch eine Ausführung, bei der der Stutzen axial bündig mit der dem Filtermittel zugewandten Stirnseite abschließt. Des Weiteren sind Ausführungen möglich, bei denen lediglich eine Ausnehmung in die Endscheibe eingebracht ist, welche die Zusatzöffnung bildet.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführung ist vorgesehen, dass die Endscheibe, welche die Haupt-Ablassöffnung sowie die radial versetzte Zusatzöffnung aufweist, einteilig mit dem Mittelrohr ausgebildet ist.
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Das Filtermittel ist insbesondere zickzackförmig gefaltet. Es handelt sich hierbei vorzugsweise um ein Filterpapier, das an sich verhältnismäßig nachgiebig ist, wobei über das Mittelrohr und die entsprechende Ausführung der Querschnittsgestalt des Mittelrohrs im Bereich der Zusatzöffnung eine Stabilisierung des Filtermittels erzielt wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine Filtereinrichtung mit einem ringförmigen Filterelement und einer stirnseitig auf das Filterelement aufgesetzten Endscheibe, die einen zentrischen Haupt-Ablassstutzen sowie einen radial nach außen versetzten Zusatzstutzen aufweist, und mit einer Verschlussscheibe auf der der Endscheibe gegenüberliegenden Seite, wobei die Endscheibe und die Verschlussscheibe einteilig mit einem Mittelrohr ausgebildet sind,
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2 die Filtereinrichtung gemäß 1 in einem Längsschnitt,
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3 die Baueinheit bestehend aus Endscheibe und Mittelrohr in einer ersten perspektivischen Ansicht,
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4 Endscheibe und Mittelrohr in einer weiteren perspektivischen Ansicht,
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5 das in perspektivischer Ansicht dargestellte Filterelement mit einer Stirnscheibe, in die eine Öffnung eingebracht ist, welche mit dem Zusatzstutzen fluchtet.
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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 den Figuren ist eine Filtereinrichtung 1 dargestellt, die als Flüssigkeitsfilter vorzugsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt wird, beispielsweise zur Getriebeölfilterung. Die Filtereinrichtung 1 umfasst ein ringförmiges Filterelement 2, das radial von außen nach innen von dem zu reinigenden Fluid durchströmt wird. Das Filterelement 2 ist an einer Stirnseite von einer Endscheibe 4 abgedeckt, die einen zentrisch angeordneten Haupt-Ablassstutzen 5 sowie radial nach außen versetzt einen Zusatzstutzen 6 aufweist. Der Haupt-Ablassstutzen 5 mündet in den zentrischen Innenraum 9 des Filterelementes 2, der die Reinseite darstellt, so dass das gereinigte Fluid axial über den Innenraum 9 und den Haupt-Ablassstutzen 5 abzuleiten ist. Der radial nach außen versetzte Zusatzstutzen 6 mündet mit einer Zusatzöffnung in den Bereich des Filtermittels des Filterelements, das beispielsweise als zickzackförmig gefaltetes Filterpapier ausgeführt ist.
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Wie der Schnittdarstellung gemäß 2 zu entnehmen, ist in den Innenraum 9 ein zylindrisches Mittelrohr 8 eingesetzt. An einer Stirnseite des Mittelrohrs 8 befindet sich eine Endscheibe 4, die mit einem zentrisch angeordneten Haupt-Ablassstutzen 5 versehen ist, welcher über eine Haupt-Ablassöffnung 5a in den Innenraum 9 mündet. Die Endscheibe 4 weist des Weiteren einen radial nach außen versetzten Zusatzstutzen 6 auf, der über eine Zusatzöffnung 6a in das Filtermittel des Filterelementes 2 mündet. Wie 2 zu entnehmen, überragt der Zusatzstutzen 6 auf der dem Filterelement 2 zugewandten Seite die Stirnseite der Endscheibe 4 geringfügig und ragt in das Filtermittel des Filterelements 2 ein, so dass der überragende Teil des Zusatzstutzens 6 ein Positionierungselement für eine definierte Winkellage der Endscheibe 4 auf dem Filterelement 2 bildet. Der Haupt-Ablassstutzen 5 überragt ebenfalls die dem Filterelement 2 zugewandte Stirnseite der Endscheibe 4. Schließlich ist ein vorzugsweise kegeliger Ausrichtpin 12 an der dem Filterelement 2 zugewandten Seite der Endscheibe 4 vorgesehen, welcher um ein signifikant höheres Maß als der Zusatzstutzen 6 in das Filterelement 2 ragt. Der Ausrichtpin 12 ist gegenüber dem Zusatzstutzen 6 um 180° versetzt an der Endscheibe 4 angeordnet. Er stellt sicher, dass bei der Montage der Endscheibe 4 auf das Filterelement 2, die Endscheibe 4 gegenüber dem Filterelement 2 in der richtigen Drehposition angeordnet ist, bevor der Zusatzstutzen 6 in das Filterelement 2 eingeführt wird. Zu diesem Zweck ist an der Stirnseite des Filterelements 2 eine Ausrichtöffnung 15 vorgesehen, in welche der Ausrichtpin 12 bei der Montage eingeschoben wird.
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Auf der der Endscheibe 4 gegenüberliegenden Seite befindet sich an der Stirnseite des Mittelrohrs 8 eine Verschlussscheibe 11, welche ebenfalls einteilig mit dem Mittelrohr 8 ausgebildet ist. Die Verschlussscheibe 11 ist an den Querschnitt des Innenraums 9 angepasst und ragt teilweise in den Innenraum 9 ein. Für einen strömungsdichten Abschluss zwischen der Verschlussscheibe 11 und dem Filterelement 2 kann es zweckmäßig sein, entweder an der Innenseite des Filterelementes 2 auf der dem Innenraum 9 zugewandten Seite oder am Außenrand der Verschlussscheibe 11 einen Dichtwulst anzuordnen.
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In 5 ist das Filterelement 2 ohne Mittelrohr und ohne obere Endscheibe dargestellt. Die oben liegende Stirnfläche des Filterelementes 2, die im fertig montierten Zustand von der Endscheibe 4 überdeckt ist, ist von einer Stirnscheibe 13 abgedeckt, deren Innendurchmesser und Außendurchmesser an den korrespondierenden Innen- bzw. Außendurchmesser des Filterelementes 2 angepasst ist. Die Stirnscheibe 13 ist beispielsweise folienartig ausgebildet und mit dem Filtermittel verklebt.
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In die Stirnscheibe 13 ist eine Öffnung 14 eingebracht, die mit dem Zusatzstutzen 6 bzw. der Zusatzöffnung 6a korrespondiert. Des Weiteren ist in die Stirnscheibe 13 eine Ausrichtöffnung 15 eingebracht, die mit dem Ausrichtpin 12 korrespondiert. Im fertig montierten Zustand liegen die Zusatzöffnung 6a in der Endscheibe 4 und die Öffnung 14 in der Stirnscheibe 13 in einer Flucht. Der über die Innenseite der Endscheibe 4 axial überstehende Zusatzstutzen 6 ragt vorteilhafterweise in die Öffnung 14 in der Stirnscheibe 13 ein und bildet auf diese Weise ein Positionierungselement für die Ausrichtung der Drehlage der Endscheibe 4 bezogen auf das Filterelement 2.
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Grundsätzlich möglich sind auch Ausführungen mit Zusatzstutzen sowie -öffnungen an beiden gegenüberliegenden Endscheiben der Filtereinrichtung. Des Weiteren ist es möglich, an einer Endscheibe oder an beiden Endscheiben mehrere Zusatzstutzen und -öffnungen vorzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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