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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filtersystem mit einem geschraubten Filtergehäusedeckel, insbesondere zur Verwendung als Ölfilter.
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Stand der Technik
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Filtersysteme mit Wechselfilterelementen weisen häufig Filtergehäuse auf, die mit geschraubten Deckeln verschlossen werden. Vibrationsbelastungen von Filtersystemen, insbesondere beim Einsatz von Ölfiltern in Kraftfahrzeugen, beispielsweise durch Pulsationen im Ölkreislauf, thermische Belastung sowie Alterung und Nachkristallisation von Werkstoffen können zur Reduzierung von Lösemomenten bei aufgeschraubten Deckeln von Filtergehäusen führen.
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Bekannte Lösesicherungen für den Gewindeverschluss bei dem Gehäuse eines Flüssigkeitsfilters, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, bestehen in Gewindegangverformungen, durch die sich der Deckel auf dem Gehäusetopf gegen ein ungewolltes Lösen verklemmt. Diese Art einer Lösesicherung nimmt durch Bauteilalterung und Kriechvorgänge im Gewindeverbund durch thermische Relaxation mit der Zeit ab.
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Aus der
DE 20 2007 008 473 U1 ist eine Filtereinrichtung bekannt, die ein topfförmiges Filtergehäuse aufweist, in dem das Filterelement aufgenommen ist. Das Filtergehäuse ist über eine Bajonettverbindung mit einem weiteren Bauteil zu verbinden, bei dem es sich beispielsweise um den Deckel des Filtergehäuses handeln kann oder um einen Verbindungsflansch, über den die Filtereinrichtung am vorgesehenen Einbauort montiert werden kann.
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Der Bajonettverschluss umfasst mindestens ein erstes Formschlusselement an dem Filtergehäuse und mindestens ein zweites Formschlusselement an dem weiteren Bauteil, an dem das Filtergehäuse anzuordnen ist bzw. das an dem Filtergehäuse anzuordnen ist. Der Bajonettverschluss wird durch axiales Verschieben und anschließendes Verdrehen um die Gehäuselängsachse des Filtergehäuses erreicht, indem die Formschlusselemente zunächst axial aneinander vorbei geschoben werden und anschließend durch Verdrehen um die Gehäuselängsachse in die gewünschte axiale formschlüssige Verriegelungsstellung gebracht werden.
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Aus der
GB 2 333 247 A ist ein Verriegelungsmechanismus für ein Filtergehäuse bekannt, wobei das Filtergehäuse an einem Filterkopf befestigt wird. Der Verriegelungsmechanismus soll eine unbeabsichtigte Relativdrehung verhindern und umfasst einen Vorsprung, der an dem Filtergehäuse oder dem Filterkopf angeordnet ist und eine Anlagefläche für den Vorsprung an dem jeweils anderen Element. Weiterer Stand der Technik ist
DE 10 2010 062 846 A1 und
WO 2013/ 022 834 A1 entnehmbar.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filtersystem zu schaffen, dessen Filtergehäuse mit einfachen und kostengünstigen konstruktiven Maßnahmen dauerhaft und zuverlässig mit einem Deckel verschlossen werden kann.
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Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filtersystem, bei dem Deckel und Filtergehäuse mit wenigstens einem Verriegelungselement und einer korrespondierenden Aussparung so verbunden sind, dass der Deckel gegen das Filtergehäuse in einer Verriegelungsposition verriegelt ist, zumindest solange das Verriegelungselement in die Aussparung eingreift.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Es wird ein Filtersystem vorgeschlagen, das ein Filtergehäuse mit einem Deckel umfasst, wobei das Filtergehäuse mit einem Gewinde und der Deckel mit einem Gegengewinde versehen sind, die so ineinandergreifen, dass das Filtergehäuse mit dem Deckel durch Verschrauben verschließbar ist. Weiter umfasst das Filtersystem einen am Filtergehäuse angeordneten Einlass zum Zuführen eines zu filternden Fluids, einen am Filtergehäuse angeordneten Auslass zur Ableitung des gefilterten Fluids, sowie wenigstens ein Filterelement, das zwischen dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist und eine Rohseite des Filtersystems von einer Reinseite des Filtersystems trennt. Dabei sind Deckel und Filtergehäuse mit wenigstens einem Verriegelungselement und einer korrespondierenden Aussparung so verbunden, dass der Deckel gegen das Filtergehäuse in einer Verriegelungsposition verriegelt ist, zumindest solange das Verriegelungselement in die Aussparung eingreift.
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Das vorgeschlagene Filtersystem weist den Vorteil auf, dass durch das Ineinandergreifen des Verriegelungselements mit der Aussparung ein unabsichtliches Aufdrehen des Deckels durch Reduzierung des Lösemoments der Verschraubung von Filtergehäuse und Deckel verhindert wird. Der Deckel wird bei der Montage auf das Filtergehäuse geschraubt, bis das Verriegelungselement in die Aussparung greift und einrastet, wobei in schließender Drehrichtung das Verriegelungselement durch eine günstige Formgebung so gestaltet ist, dass nur eine geringe Kraft aufgewendet werden muss, um das Verriegelungselement in die Aussparung gleiten zu lassen. Damit ist die Verschraubung gesichert. In Löserichtung der Gewindeverschraubung kann das Verriegelungselement durch eine entsprechende Formgebung nicht einfach aus der Aussparung ausgedreht werden. Zum Lösen der Verschraubung muss eine relativ hohe Schließkraft überwunden werden, was im Normalfall nur durch den Einsatz eines geeigneten Werkzeugs möglich ist.
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Vorteilhaft kann in axialer Richtung angrenzend an das Gewinde ein erster Kragen und angrenzend an das Gegengewinde ein, im geschlossenen Zustand des Filtergehäuses gegenüberliegender zweiter Kragen vorgesehen sein und das wenigstens eine Verriegelungselement in einem der beiden Kragen und die wenigstens eine Aussparung in dem anderen der beiden Kragen ausgebildet sein. Das Verriegelungselement ist dabei auf dem Kragen des Deckels angeordnet und die korrespondierende Aussparung auf dem Filtergehäuse. Die Anbringung eines Kragens, beispielsweise durch Anspritzen an den Deckel und/oder das Filtergehäuse begünstigt die Ausgestaltung von Verriegelungselement und Aussparung, da auf diese Weise eine höhere Materialstärke zur Verfügung steht als die nur geringe mittlere Wandstärke von Deckel und Filtergehäuse.
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Das wenigstens eine Verriegelungselement ist in einer axialen Richtung zwischen einer Stirnseite eines Randes des Deckels und dem Gegengewinde angeordnet. Erfindungsgemäß ist das Verriegelungselement direkt am offenen Rand des Deckels angeordnet, sodass es erst am Ende des Gewindegangs nach vollständigem Einschrauben des Deckels in eine entsprechende Aussparung, die am filtergehäuseinneren Ende des Gewindes im Filtergehäuse angebracht ist, eingreift. Dadurch ist eine besonders günstige Verteilung der Schließkraft auf Verriegelungselement und Gewindegänge gegeben.
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Vorteilhaft kann das Filtergehäuse ein innen liegendes Gewinde und der Deckel ein außen liegendes Gegengewinde aufweisen. Dadurch greift der Deckel in das Filtergehäuse ein und kann gerade bei größeren und schwereren Filtersystemen gut geführt auf das Gewinde aufgesetzt und verschraubt werden. Auch ist das Gewinde des Filtergehäuses bei abgenommenem Deckel gut geschützt gegen Verschmutzung und Beschädigung.
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In einer alternativen Ausführungsform dazu kann jedoch das Filtergehäuse auch ein außen liegendes Gewinde und der Deckel ein innen liegendes Gegengewinde aufweisen. Diese Ausführungsform wird gerade bei kleineren Filtersystemen wie für Personenkraftwagen gewählt, da auf diese Weise ein Deckel günstig auf das Filtergehäuse übergestülpt und verschraubt werden kann. Bei Deckeln mit geringerem Gewicht ist die Führung in das Gewinde des Filtergehäuses so leichter zu handhaben.
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Erfindungsgemäß ist das wenigstens eine Verriegelungselement als eine federnde Nocke ausgebildet. Die Nocke kann beim Einschrauben des Deckels durch die Federwirkung leicht nach innen gedrückt werden, sodass die Kraft, die dadurch beim Drehen zu überwinden ist, relativ klein bleibt und leicht auch mit manuellem Schrauben überwunden werden kann. Trifft die Nocke dann, wenn der Deckel bis zum Ende aufgeschraubt ist, auf die korrespondierende Aussparung, kann sie auf Grund der federnden Wirkung in die Aussparung eingreifen und so den Deckel gegen das Filtergehäuse verriegeln. Zum Entriegeln ist dann durch die spezielle Formgebung der Nocke eine größere Kraft zu überwinden, für welche beispielsweise ein Werkzeug benutzt werden kann.
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Die Nocke ist in einer schließenden Drehrichtung angeschrägt. Dadurch ist das Aufsetzen und Einschrauben des Deckels erleichtert, da die Nocke in Drehrichtung leichter über das Gewinde gleiten kann. Entgegen der Drehrichtung ist die Nocke günstigerweise nicht angeschrägt, um so die Verriegelungswirkung zu verstärken.
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Vorteilhaft kann das wenigstens eine Verriegelungselement beim Eingreifen in die wenigstens eine Aussparung eine Schließkraft aufweisen, die durch Drehen des Deckels mit einem geeigneten Werkzeug zerstörungsfrei überwunden werden kann. Insbesondere wenn das Verriegelungselement als federndes Bauteil ausgeführt ist, was bei Kunststoffbauweise günstig möglich ist, kann es durch Aufwenden einer entsprechenden Kraft nach innen aus der Aussparung herausgedrückt werden und so der Deckel wieder von dem Filtergehäuse gelöst werden. Allein durch Vibrationen oder Pulsationen des Öls kann jedoch eine solche Kraft nicht aufgebracht werden, sodass das vorgeschlagene Verriegelungselement eine Lösesicherung für den Deckel des Filtersystems darstellt.
Das aufzubringende Drehmoment zum Schließen der Verriegelung ist vorzugsweise kleiner als das aufzubringende Drehmoment zum Lösen der Verrieglung beim Lösen des Deckels vom Filtergehäuse.
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Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt die Verwendung des beschriebenen Filtersystems als Ölfilter. Insbesondere bei großen Ölfiltern, wie sie im Nutzfahrzeug-Bereich eingesetzt werden, können auf Grund von Pulsationen im Ölkreislauf sowie Vibrationen im Fahrbetrieb, da die Filtersysteme motorfest oder häufig sogar rahmenfest an der Karosserie verbaut werden, die Lösemomente von Deckeln von Filtersystemen so reduziert werden, dass sie sich von alleine aufdrehen. Durch die vorgeschlagene Lösesicherung eines Filtersystems kann ein solches unbeabsichtigtes Aufdrehen des Deckels gegen das Filtergehäuse vorteilhaft verhindert werden.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen beispielhaft:
- 1 eine perspektivische Ansicht eines Deckels des Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 einen Ausschnitt aus der Ansicht nach 1 mit Fokus auf ein Verriegelungselement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 eine perspektivische Ansicht eines auf ein Filtergehäuse geschraubten Deckels nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 4 eine Innenansicht eines Filtergehäuses nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 5 einen Schnitt durch ein montiertes Filtersystem nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
- 6 einen Ausschnitt aus der Ansicht nach 5 mit Fokus auf Verriegelungselement und Aussparung in einer Verriegelungsposition.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Deckels 114 des Filtersystems 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Das Filtersystem 100, das in 1 nur in Form seines Deckels dargestellt ist, umfasst ein Filtergehäuse 108 mit einem Deckel 114, wobei das Filtergehäuse 108 mit einem Gewinde 20 und der Deckel 114 mit einem Gegengewinde 22 versehen sind, die so ineinandergreifen, dass das Filtergehäuse 108 mit dem Deckel 114 durch Verschrauben verschließbar ist, einen am Filtergehäuse 108 angeordneten Einlass 102 zum Zuführen eines zu filternden Fluids, einen am Filtergehäuse 108 angeordneten Auslass 104 zur Ableitung des gefilterten Fluids, sowie wenigstens ein Filterelement 10, das zwischen dem Einlass 102 und dem Auslass 104 angeordnet ist und eine Rohseite 52 des Filtersystems von einer Reinseite 50 des Filtersystems trennt. Dabei sind Deckel 114 und Filtergehäuse 108 mit wenigstens einem Verriegelungselement 24 und einer korrespondierenden Aussparung 26 so verbunden, dass der Deckel 114 gegen das Filtergehäuse 108 in einer Verriegelungsposition verriegelt ist, solange das Verriegelungselement 24 in die Aussparung 26 eingreift.
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In axialer Richtung L ist angrenzend an das Gewinde 20 ein erster Kragen 28 und angrenzend an das Gegengewinde 22 ein, im geschlossenen Zustand des Filtergehäuses 108 gegenüberliegender zweiter Kragen 30 vorgesehen. Das wenigstens eine Verriegelungselement 24 ist in dem Kragen 30, der am Deckel 114 angebracht ist, ausgebildet und die wenigstens eine Aussparung 26 ist in dem anderen der beiden Kragen 28 ausgebildet.
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Das wenigstens eine Verriegelungselement 24 ist in 1 in einer axialen Richtung L zwischen einer Stirnseite des Randes 32 des Deckels 114 und dem Gegengewinde 22 angeordnet. In einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform kann das wenigstens eine Verriegelungselement 24 und/oder die wenigstens eine Aussparung 26 in einer axialen Richtung L zwischen einem Rand 34 des Filtergehäuses 108 und dem Gewinde 20 angeordnet sein.
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Das Filtergehäuse 108 (in 1 nicht dargestellt) weist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein innen liegendes Gewinde 20 und der Deckel 114 ein außen liegendes Gegengewinde 22 auf. Alternativ dazu kann das Filtergehäuse 108 auch ein außen liegendes Gewinde 20 und der Deckel 114 ein innen liegendes Gegengewinde 22 aufweisen.
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Das wenigstens eine Verriegelungselement 24 ist in 1 als eine federnde Nocke 36 ausgebildet, wobei die Nocke 36 in einer schließenden Drehrichtung D angeschrägt ist.
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Alternativ dazu kann das wenigstens eine Verriegelungselement 24 als eine entgegen der schließenden Drehrichtung D abstehende Zunge ausgebildet sein.
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Das wenigstens eine Verriegelungselement 24 weist beim Eingreifen in die wenigstens eine Aussparung 26 eine Schließkraft auf, die durch Drehen des Deckels 114 mit einem geeigneten Werkzeug zerstörungsfrei überwunden werden kann. Das Werkzeug, beispielsweise ein Schraubenschlüssel, kann an der Aufnahme 116 des Deckels angesetzt werden.
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Ein Filtersystem 100, dessen Deckel 114 in 1 gezeigt ist, kann beispielsweise als Ölfilter für eine Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Nutzfahrzeug, verwendet werden.
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In 2 ist ein Ausschnitt aus der Ansicht nach 1 mit Fokus auf ein Verriegelungselement 24 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Das Verriegelungselement 24 ist am Außenrand 32 in axialer Richtung L zwischen Gegengewinde 22 und der Stirnseite des Randes 32 angebracht. Man erkennt die Anschrägung des Verriegelungselements 24 in schließender Drehrichtung D. Das Verriegelungselement 24 ist als flexible Nocke 36 mit zwei Durchbrüchen 38 in einem Kragen 30 ausgebildet.
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3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines auf ein Filtergehäuse 108 geschraubten Deckels 114 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Gehäuse 108 ist in transparentem Mode dargestellt. Der Deckel 114 ist in das Filtergehäuse 108 geschraubt, wobei das Verriegelungselement 24 in Form einer flexiblen Nocke 36 in eine Aussparung 26 des Filtergehäuses 108 eingreift und so den Deckel 114 gegen das Filtergehäuse 108 verriegelt.
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4 zeigt eine Innenansicht eines Filtergehäuses 108 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Im Inneren des Filtergehäuses 108 ist ein Kragen 28 angebracht, in den die wenigstens eine Aussparung 26 ausgebildet ist, in welche das Verriegelungselement 24 des Deckels 114 eingreifen kann.
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In 5 ist ein Schnitt durch ein montiertes Filtersystem 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Deckel 114 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in das Filtergehäuse 108 eingeschraubt. Im Schnitt sind zwei Verriegelungselement 24 in Form von flexiblen Nocken 36 zu sehen, welche in zwei Aussparungen 26, welche axial gegenüber liegend angeordnet sind, eingreifen und so den Deckel 114 gegen das Filtergehäuse 108 verriegeln.
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6 zeigt dazu einen Ausschnitt aus der Ansicht nach 5 mit Fokus auf Verriegelungselement 24 und Aussparung 26 in einer Verriegelungsposition. Das Verriegelungselement 24 in Form einer flexiblen Nocke 36 weist in schließender Drehrichtung D eine leicht angeschrägte Form auf, sodass der Deckel 114 leicht in das Filtergehäuse 108 eingeschraubt werden kann. Entgegen der schließenden Drehrichtung D weist die Nocke 36 eine Kante auf, sodass der Deckel nur mit sehr viel höherer Kraft so gedreht werden kann, dass die Nocke wieder aus der Aussparung gleiten kann. Dieses Herausgleiten ist nur mit Unterstützung durch ein Werkzeug möglich, sodass dadurch eine Lösesicherung gegen unbeabsichtigtes Herausdrehen des Deckels wirksam wird.
Zur Optimierung der Kräfte kann die Nocke 36 eine leichte Ausrundung an der Kante aufweisen und/oder an der in Drehrichtung D hinteren Kante (in „Auf-„Richtung) eine angeschrägte Fläche oder ein Fase, vorzugsweise im Bereich von 15° bis 20° aufweisen. Auch die Kanten der Aussparung 26 im Gehäuse können zur Optimierung der Kräfte mit einem Radius versehen sein.
