DE102013020499A1

DE102013020499A1 - Filtergehäuse, Fluidfilter sowie Verfahren zur Montage des Deckels des Filtergehäuses auf einem Nippel des Fluidfilters

Info

Publication number: DE102013020499A1
Application number: DE102013020499.2A
Authority: DE
Inventors: Daniela Zinic; Daniel Stiefenhofer; Klemens Dworatzek
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2015-06-11
Also published as: WO2015086376A1; DE112014005662A5

Abstract

Um ein becherförmiges Filtergehäuse eines Fluidfilters (100), derart weiterzubilden, dass dessen Deckel (10) auf einfache Art und Weise herstellbar ist und der Rohfluideinlass (14) des Deckels (10) zuverlässig gegenüber dem Umgebungsdruck abdichtbar ist, wird vorgeschlagen, dass – der Deckel (10) zum Abdichten des Rohfluideinlasses (14) gegenüber dem Umgebungsdruck an seiner dem Anschlusselement (80) zugewandten Stirnseite mindestens eine Dichtung (30) aufweist und – die Dichtung (30) derart am Deckel (10) angeordnet ist, dass sie in der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) betriebssicher axial zwischen dem Deckel (10) und dem Anschlusselement (80) verspannbar ist, wobei die Dichtung (30) elastisch zum Deckel (10) hin verpressbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filtergehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen mit Druck beaufschlagten und zum Filtern von Partikeln aus einem Fluid ausgebildeten Fluidfilter aufweisend ein Filtergehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen mit einem Anschlusselement einer Maschine, insbesondere einer Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Druckluftkompressors, oder einer Kraftmaschine, verbundenen Nippel. Die Erfindung betrifft schließlich ein Verfahren zur Montage des Deckels des Filtergehäuses nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 auf dem Nippel des vorstehend genannten Fluidfilters.
Stand der Technik
Bajonettverbindungen zum Anschließen eines Filtersystems an einen Anschlusskopf sind bekannt. So offenbart die Druckschrift EP 1 690 582 A1 ein Filtersystem für einen Ölfilter dessen zylindrische Gehäusewand mittels eines radial an der Gehäusewand angeordneten Bajonettverschlusselements mit einem Anschlusskopf verbunden ist (vgl. 1 bis 4 der EP 1 690 582 A1 ). Die Druckschrift US 6,966,986 B1 offenbart einen Wasserfilter, der vertikale Nocken (81, 82, 93, 94) aufweist, die mit einem Anschluss (72, 77) eines Absperrventils (73, 78) verbindbar sind (vgl. 5 der US 6,966,986 B1 , Bezugszeichen beziehen sich auf dieses Dokument). Ferner offenbart die Druckschrift EP 0 231 862 B1 einen Flüssigkeitsfilter, der einen permanent in einer fluidverteilenden Maschine angeordneten Filterkopf und einen mit dem Filterkopf lösbar verbindbaren Kanister aufweist. Der Kanister hat Zapfen (58, 60), die nach Art eines Bajonettverschlusses in komplementäre Zapfenaufnahmeflächen (22, 24) des Filterkopfs eingreifen (Anspruch 1 und 1 der Druckschrift EP 0 231 862 B1 , Bezugszeichen beziehen sich auf dieses Dokument).
Die Druckschrift EP 0 249 395 A2 offenbart einen Flüssigkeitsfilter zum Filtern von Treibstoff, wobei dieser Flüssigkeitsfilter mittels eines zylindrischen Nippels mit einem Anschlusskopf eines Treibstofftanks verbindbar ist. Dabei greifen radial am Nippel angeordnete Zapfen in Ausnehmungen eines Anschlusselements des Treibstofftanks (Beschreibungsseite 5, Zeilen 8 bis 11 und 1 der Druckschrift EP 0 249 395 A2 ). Die Druckschrift DE 20 2006 019 003 U1 offenbart einen Ölabscheider aufweisend ein Abscheideelement und ein Gehäuse, das mittels einer Bajonettverbindung lösbar mit einem Gegenpart, nämlich einem Anschlusskopf einer Druckluftanlage, verbindbar ist. Die Bajonettverbindung ist zwischen dem Deckel und dem Gegenpart gebildet. Der Deckel hat radial angeordnete Elemente der Bajonettverbindung und Kanäle für den Rohlufteinlass, den Reinluftauslass und den Ablauf der abgeschiedenen Flüssigkeit. Bei der Herstellung dieses Deckels sind verschiedenste Arbeitsschritte wie Drehen, Fräsen und Bohren erforderlich. Ein Filtergehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der Druckschrift US 4,052,307 bekannt. Das Filtergehäuse ist das Gehäuse eines Ölfilters, der mittels eines Verbindungselements (29) und mittels einer bajonettartigen Verbindung (36, 47, 48) mit einem Adapter einer Brennkraftmaschine verbindbar ist. Bei der bajonettartigen Verbindung (36, 47, 48) greift ein drehbar federnd gehaltenes Flügelelement (36) des Adapters (A) durch den Gehäusedeckel (10) in den Innenraum des Ölfilters (F) und ist zwischen Elementen (47, 48) einer umlaufend gewellten Wand (42) des Filterdeckels (10) und einer Endscheibe des Filters verspannt (3 der US 4,052,307 , Bezugszeichen beziehen sich auf dieses Dokument). Diese Konstruktion ist vergleichsweise komplex. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Deckel gemäß der vorstehend genannten Art, einen Fluidfilter gemäß der vorstehend genannten Art sowie ein Verfahren zur Montage eines Deckels gemäß der vorstehend genannten Art so weiterzubilden, dass der Deckel auf einfache Art und Weise herstellbar ist und der Rohfluideinlass des Deckels zuverlässig gegenüber dem Umgebungsdruck abdichtbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch ein Filtergehäuse mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch einen Fluidfilter mit den im Anspruch 9 angegebenen Merkmalen sowie durch ein Verfahren mit den im Anspruch 10 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Mithin basiert die Erfindung darauf, dass an der dem Anschlusselement zugewandten Stirnseite des Deckels mindestens eine Dichtung angeordnet ist. Diese Dichtung ist derart angeordnet, dass sie in der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente betriebssicher zwischen dem Deckel und dem Anschlusselement verspannt ist. Die Dichtung kann also beim Schließen des Bajonettverschlusses verspannt werden. Die Dichtung ist zum Abdichten des Rohfluideinlasses gegenüber dem Umgebungsdruck ausgebildet. Die Dichtung ist daher vorzugsweise dezentral, insbesondere radial außerhalb des Rohfluideinlasses, angeordnet. Die Dichtung ist aus elastischem Material, beispielsweise durch einen O-Ring gebildet. Die erfindungsgemäß am Deckel angeordnete Dichtung bewirkt, dass beim Öffnen und beim Schließen der Bajonettverschlusselemente der Deckel unter Kraftaufwand leicht in Richtung der Längsachse des Nippels bewegbar ist. Mittels der Dichtung ist der Deckel also axial federnd mit dem Nippel verbunden. Die Axialkraft der Dichtung hält den Bajonettverschluss in seiner Rastposition oder in seiner geschlossenen Stellung. Die Dichtung ist auf der einen Seite des Deckels elastisch zum Deckel hin verpressbar. Die Rastkontur, insbesondere eine Vertiefung der Rastkontur, ist auf der anderen Seite des Deckels angeordnet und ragt in Richtung der Dichtung in den Deckel hinein. Ein in die Rastkontur, insbesondere in die Vertiefung, hineinragendes korrespondierendes Rastelement am Nippel kann sich durch die Vorspannung der Dichtung nicht selbständig lösen, da es für eine Bewegung aus der Rastkontur hinaus eine zusätzliche Verpressung der Dichtung bedürfte, für welche ein zusätzlicher Kraftaufwand erforderlich ist. Im Gegensatz zur Druckschrift US 4,052,307 , bei der der Nippel bzw. das Flügelelement federnd gehalten ist, kann bei der vorliegenden Erfindung der Nippel starr ausgebildet sein. Dies ermöglicht es, den Nippel mit dem Bajonettverschlusselement kostengünstig einteilig auszubilden. Unabhängig hiervon oder in Verbindung hiermit ist das Bajonettverschlusselement vorteilhafterweise einstückig mit dem Deckel ausgebildet ist.
Da die Bajonettverschlusselemente des Deckels und des Nippels nach Art eines Bajonettverschlusses zusammenwirken, kann die Verbindung zwischen Deckel und Nippel schnell hergestellt und auch schnell wieder gelöst werden. Deckel und Nippel können durch axiales Ineinanderstecken, also durch Ineinanderstecken in Richtung der Längsachse des Nippels bzw. in Richtung der Längsachse des Filtergehäuses, und eine Drehbewegung, also durch Drehen des Nippels und/oder des Deckels in radialer Richtung, verbunden und so auch wieder getrennt werden. Eine Verbindung zwischen den Bajonettverschlusselementen des Fluidfilters gemäß der vorliegenden Erfindung kann im Vergleich zu einer Gewindeverbindung schneller hergestellt und gelöst werden, weil die radiale Drehbewegung zum Öffnen und Schliessen der Verbindung bei einer Bajonettverbindung kürzer ist als bei einer Gewindeverbindung. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass die geschlossene Stellung der Bajonettverschlusselemente durch die Struktur der Bajonettverschlusselemente genau definiert ist. Die Bajonettverschlusselemente sind in der geschlossenen Stellung angeordnet, wenn die Rastkontur des Deckels fest mit dem Rastelement des Nippels verbunden ist. Dabei steht die Rastkontur des Deckels in direktem Kontakt mit dem Rastelement des Nippels. Vorzugsweise sind die Rastkontur des Deckels und das Rastelement des Nippels axial übereinander angeordnet. Eine klare Definition der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente verhindert Bedienfehler. Leckagen aufgrund einer zu geringen auf die Dichtung wirkenden Kraft, eine Beschädigung der Dichtung aufgrund eines zu großen Anzugsdrehmoments oder ein erschwerter Elementwechsel aufgrund eines zu hohen Lösedrehmoments werden somit verhindert. Zum Sichern der Verbindung der Bajonettverschlusselemente in der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente kann die Rastkontur des Bajonettverschlusselements des Deckels mindestens eine zur Stirnseite des Deckels hin gerichtete Vertiefung aufweisen, die in Richtung der Dichtung in den Deckel hineinragt. Damit das Rastelement des Nippels entlang der Mittelachse durch den Deckel geführt werden und den Deckel hintergreifen kann, weist das Bajonettverschlusselement des Deckels vorteilhafterweise mindestens eine Ausnehmung auf, durch die das Rastelement des Bajonettverschlusselements des Nippels durchführbar ist. Ferner weist vorteilhafterweise auch das Bajonettverschlusselement des Nippels mindestens eine Ausnehmung auf, durch die die Rastkontur des Bajonettverschlusselements des Deckels durchführbar ist. Mittels dieser Ausnehmungen kann in der geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente das Bajonettverschlusselement des Nippels axial durch den Deckel hindurchgeführt werden und das Rastelement des Bajonettverschlusselements des Nippels im Innenraum des Filtergehäuses angeordnet werden. Die Rastkontur kann beispielsweise durch eine gebogene Fläche oder durch mindestens zwei winklig zueinander angeordnete Flächen gebildet sein. In der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente ragt das korrespondierende Rastelement des Nippels in die Vertiefung der Rastkontur des Deckels hinein. Um die Bajonettverschlusselemente in der geschlossenen Stellung miteinander verrasten zu können, weist die Rastkontur eine erste Funktionsfläche, insbesondere einen ansteigenden Bereich, auf, der die Vertiefung und die zum Durchführen des Nippels durch den Deckel ausgebildete Ausnehmung des Deckels direkt oder indirekt miteinander verbindet. Zum Öffnen des Bajonettverschlusses muss das Rastelement des Nippels unter Kraftaufwand über den ansteigenden Bereich geführt werden. Die Rastkontur ist dazu ausgebildet mit dem Rastelement des Bajonettverschlusselements des Nippels derart zusammenzuwirken, dass die Rastkontur des Deckels die von dem Rastelement des Nippels übertragene axiale Kraft aufnimmt. Die übertragene axiale Kraft ist die durch die elastische Verpressung der Dichtung auf das Filtergehäuse ausgeübte Kraft. Die Rastkontur ist also durch eine Kontur des Verschlusselements des Deckels gebildet, wobei diese Kontur mit einer Gegenkontur des Rastelements des Bajonettverschlusselements des Nippels derart zusammenwirkt, dass eine feste Verbindung der Bajonettverschlusselemente bewirkt wird. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Kontur und die Gegenkontur durch mindestens zwei schräg zur Längsachse des Nippels bzw. des Filtergehäusekörpers und schräg zueinander angeordnete Flächen gebildet. Die Kontur des Deckels kann im Wesentlichen spiegelbildlich zur Gegenkontur des Nippels angeordnet sein, wobei die Spiegelebene beispielsweise senkrecht zur Längsachse des Fluidfilters verläuft. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die vorstehend beschriebene, zur Stirnseite des Deckels hin gerichtete Vertiefung durch winklig zueinander angeordnete Flächen, nämlich durch eine erste Funktionsfläche und eine weitere Funktionsfläche, der Rastkontur des Deckels gebildet. Die Vertiefung kann eine vom Innenraum des Gehäusekörpers weg gerichtete bzw. der Stirnseite des Deckels zugewandte Vertiefung in Richtung der Längsachse des Fluidfilters, beispielsweise eine leicht vertiefte axiale Einbuchtung, des Bajonettverschlusselements des Deckels sein. Die Gegenkontur des Nippels weist bei diesem Ausführungsbeispiel mindestens einen vom Innenraum des Filtergehäuses weg gerichteten bzw. der Stirnseite des Deckels zugewandten Vorsprung in Richtung der Längsachse des Fluidfilters, beispielsweise eine leicht erhöhte axiale Ausbuchtung, auf. In der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente ist der Vorsprung des Bajonettverschlusselements des Nippels in der Vertiefung des Bajonettverschlusselements des Deckels angeordnet. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Kontur der Rastkontur des Deckels mindestens eine axiale Ausbuchtung und die Gegenkontur des Rastelements des Nippels mindestens eine axiale Einbuchtung bilden. Die Kontur und die Gegenkontur, beispielsweise die axiale Einbuchtung und die axiale Ausbuchtung, bewirken, dass in der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente eine Drehbewegung des Nippels bzw. des Deckels sowohl im Uhrzeigersinn als auch entgegen dem Uhrzeigersinn nur unter Kraftaufwand möglich ist. Die Rastkontur des Deckels und das Rastelement des Nippels wirken also derart zusammen, dass eine feste Verbindung der Bajonettverschlusselemente bewirkt wird, wenn die Rastkontur und das Rastelement miteinander in Kontakt stehen. Als Montagehilfe, insbesondere zum Führen des Bajonettverschlusselements des Nippels von der Ausnehmung des Bajonettverschlusselements des Deckels zur Rastkontur des Bajonettverschlusselements des Deckels weist das Bajonettverschlusselement des Deckels vorzugsweise eine Einführfläche auf. Diese Einführfläche kann schräg zur Längsachse des Filtergehäuses angeordnet sein. Die Einführfläche erstreckt sich von einem Anfangsbereich oder Anfangspunkt des Bajonettverschlusselements des Deckels zu einem Anfangsbereich oder Anfangspunkt der Rastkontur des Deckels. Der Anfangsbereich oder Anfangspunkt des Bajonettverschlusselements des Deckels ist derjenige Bereich oder Punkt des Bajonettverschlusselements des Deckels, der bei der radialen Drehbewegung des Deckels von der geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente in die geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente zuerst mit dem korrespondierenden Rastelement des Bajonettverschlusselements des Nippels in Kontakt gelangt. Vorteilhafterweise ist die Verbindungslinie vom Anfangsbereich oder Anfangspunkt des Bajonettverschlusselements des Deckels zum Anfangsbereich oder Anfangspunkt der Rastkontur des Deckels zum Innenraum des Filtergehäuses hin geneigt. Der Anfangsbereich oder Anfangspunkt der Rastkontur des Deckels ragt somit tiefer in den Innenraum des Filtergehäuses hinein als der Anfangsbereich oder Anfangspunkt des Bajonettverschlusselements des Deckels. Vorzugsweise ist der Anfangsbereich oder Anfangspunkt der Rastkontur des Deckels der am weitesten in den Innenraum des Filtergehäuses hineinragende Punkt oder Bereich des Bajonettverschlusselements des Deckels, also ein in Richtung des Innenraums des Filtergehäuses gerichteter axialer Vorsprung des Bajonettverschlusselements des Deckels. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das korrespondierende Rastelement des Bajonettverschlusselements des Nippels eine erste Funktionsfläche auf, die sich von einem Anfangsbereich oder Anfangspunkt des Bajonettverschlusselements des Nippels zu einem zur Stirnseite des Deckels hin gerichteten axialen Vorsprung des korrespondierenden Rastelements des Bajonettverschlusselements des Nippels erstreckt. Der Anfangsbereich oder Anfangspunkt des korrespondierenden Rastelements des Nippels ist derjenige Bereich oder Punkt des korrespondierenden Rastelements des Nippels, der bei der radialen Drehbewegung des Deckels von der geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente in die geschlossene Stellung der Bajonettverschlusselemente zuerst im Bereich des Anfangsbereichs oder Anfangspunkts des Bajonettverschlusselements des Deckels angeordnet ist. Die erste Funktionsfläche des Nippels und die Einführfläche des Deckels sind vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass beim Bewegen des Rastelements des Nippels über die Einführfläche in Richtung von der Ausnehmung des Bajonettverschlusselements des Deckels weg zur Rastkontur des Deckels hin, die auf die Dichtung wirkende Kraft, mittels derer die Dichtung zwischen Deckel und Anschlusselement verspannt ist, stetig zunimmt und am stärksten ist, wenn der axiale Vorsprung des korrespondierenden Rastelements des Bajonettverschlusselements des Nippels auf dem Anfangsbereich oder Anfangspunkt der Rastkontur des Deckels angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend zur Einführschräge des Deckels kann die Funktion der Montagehilfe oder Einführschräge auch durch mindestens eine am Bajonettverschlusselement des Nippels vorgesehene Schräge erfüllt werden. Das korrespondierende Rastelement des Bajonettverschlusselements des Nippels und die Rastkontur des Bajonettverschlusselements des Deckels sind vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass bei der radialen Drehbewegung des Deckels von der geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente in die geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente nach dem Bewegen der axialen Erhöhung des korrespondierenden Rastelements des Bajonettverschlusselements des Nippels über den Anfangsbereich oder Anfangspunkt der Rastkontur des Deckels die Rastkontur des Bajonettverschlusselements des Deckels sich in Richtung der Längsachse des Deckels zum korrespondierenden Rastelement des Bajonettverschlusselements des Nippels hin bewegt. Dies hat den Vorteil, dass nachdem der Anfangsbereich oder Anfangspunkt der Rastkontur des Deckels die axiale Erhöhung des Nippels überschritten hat, das zum Drehen des Bajonettverschlusses erforderliche Drehmoment sich verringert, wodurch der Benutzer ein haptisches Signal erhält, das bedeutet, dass die Bajonettverschlusselemente in die geschlossene Stellung bewegt werden. Vorteilhafterweise ist die an die Einführfläche anschließende erste Funktionsfläche der Rastkontur des Deckels derart schräg zur Radialachse des Gehäusekörpers und derart schräg zur Einführfläche angeordnet, dass bei der radialen Drehbewegung des Deckels von der geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente in die geschlossene Stellung der Bajonettverschlusselemente das Bajonettverschlusselement des Nippels mit nur geringem oder ohne Kraftaufwand von dem der Rastkontur des Deckels zugewandten Ende der Einführfläche zur Rastkontur des Deckels bewegbar ist. Der, nachstehend als Öffnungswinkel bezeichnete, Winkel zwischen Einführfläche und Längsachse oder Mittelachse des Filtergehäuses kann unabhängig von dem jeweiligen, nachstehend als Schließwinkel bezeichneten, Winkel zwischen den Flächen der Rastkontur des Deckels und der Längsachse des Filtergehäuses gewählt werden. Um zu verhindern, dass beim Drehen des Bajonettverschlusselements des Nippels von der zum Durchführen des Nippels durch den Deckel ausgebildeten Ausnehmung des Deckels in Richtung zur Rastkontur des Deckels das korrespondierende Rastelement des Nippels über die Rastkontur des Deckels hinweg geführt wird und beispielsweise bis zur nächsten Ausnehmung des Bajonettverschlusselements des Deckels hin geführt wird, weist das Bajonettverschlusselement des Deckels vorteilhafterweise jeweils zwischen einer Rastkontur und einer Ausnehmung einen radialen Vorsprung auf, der in die zentrale zylinderförmige Ausnehmung des Deckels hineinragt. Der radiale Vorsprung stoppt also die Drehbewegung beim Schließen der Bajonettverschlusselemente des Deckels und des Nippels. Der Deckel der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass er einfach aufgebaut ist und kostengünstig, beispielsweise mittels Pressen und/oder Spanen und/oder Stanzen, herstellbar ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Wie bereits vorstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche verwiesen, andererseits werden weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung nachstehend unter anderem anhand der durch die 1 bis 17 veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigt:
1 in schematischer Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel für einen mit einem Anschlusselement einer Arbeitsmaschine verbundenen Fluidfilter gemäß der vorliegenden Erfindung, mit einem Ausführungsbeispiel eines Deckels gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei der Deckel nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung montiert ist;
2 in schematischer Schnittdarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel für einen mit einem Anschlusselement einer Arbeitsmaschine verbundenen Fluidfilter gemäß der vorliegenden Erfindung, mit dem Deckel aus 1;
3 in gedrehter schematischer Schnittdarstellung den Fluidfilter aus Figur 2;
4 in schematischer Schnittdarstellung eine Detailansicht des Fluidfilters, insbesondere des Verbindungsbereichs von Deckel, Nippel und Anschlusselement, aus 1;
5 in schematischer Schnittdarstellung den mit dem Nippel verbundenen Fluidfilter aus 1;
6 in schematischer Halbschnittdarstellung den Deckel und den Nippel aus 1;
7 in schematischer Schnittdarstellung den Deckel und den Nippel aus 1 in geöffneter Stellung der Bajonettverschlusselemente;
8 in schematischer Schnittdarstellung den Deckel und den Nippel aus 1 bei der Drehbewegung von der geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente in die geschlossene Stellung der Bajonettverschlusselemente;
9 in schematischer Schnittdarstellung eine Detailansicht des Übergangs zwischen dem Nippel und dem Deckel aus 1 in der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente;
10 in isometrischer Ansicht mit einem Ausbruch eine Detailansicht des Übergangs zwischen dem Nippel und dem Deckel aus 1;
11 in isometrischer Ansicht den Deckel und den Nippel aus 1 in einer geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente;
12 in isometrischer Ansicht den Deckel und den Nippel aus 1 in einer geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente;
13 in isometrischer Ansicht den Deckel aus 1; und
14 in isometrischer Ansicht den Nippel aus 1;
15 in Querschnittdarstellung eine Detailansicht des Deckels aus 1;
16 in Querschnittdarstellung eine Detailansicht des Nippels aus 1 und
17 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Deckels.
Gleiche oder ähnliche Ausgestaltungen, Elemente oder Merkmale sind in den 1 bis 17 mit identischen Bezugszeichen versehen
Ausführungsform(en) der Erfindung
Zur Vermeidung überflüssiger Wiederholungen beziehen sich die nachfolgenden Erläuterungen hinsichtlich der Ausgestaltung, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung (soweit nicht anderweitig angegeben) sowohl auf den in 1 dargestellten Fluidfilter 100 als auch auf den in den 2 und 3 dargestellten Fluidfilter 100'. Im anhand der 1 und 4 bis 16 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiel eines Fluidfilters 100 nach der vorliegenden Erfindung ist ein zum Filtern von Partikeln aus einem Fluid ausgebildeter Fluidfilter, nämlich ein Ölfilter für eine Arbeitsmaschine, gezeigt. Der in den 2 und 3 dargestellte Fluidfilter ist zum Filtern von Partikeln aus einem Gas oder aus einem Gasgemisch, insbesondere zum Filtern von aus Flüssigkeit gebildetem Aerosol aus Luft, ausgebildet. Die abzuscheidende Flüssigkeit kann beispielsweise Öl, Kraftstoff, Hydraulikflüssigkeit oder Kühlmittel sein. Der Fluidfilter 100; 100' weist einen zum Aufnehmen mindestens eines Filtermediums 210, 220 ausgebildeten becherförmigen Gehäusekörper 90 auf. Der Gehäusekörper 90 ist druckstabil ausgebildetet und weist mindestens ein im Gehäusekörper 90 angeordnetes Filterelement 210, 220 zum Abscheiden von Partikeln aus einem Fluid auf. Der Gehäusedeckel 10 dient zum Verschließen der offenen Stirnseite des zylindrischen oder runden Gehäusekörpers 90. Der Deckel 10 hat zum Zuführen von Rohfluid in den Fluidfilter 100; 100' mindestens einen Rohfluideinlass 14. Dieser Rohfluideinlass 14 ist mit einer Rohfluidzuführung 84 eines Anschlusselements 80 einer Arbeitsmaschine, insbesondere eines Kompressors, beispielsweise eines Druckluftkompressors, etwa eines Schraubenkompressors, verbunden. Zum Abführen von Reinfluid hat der Deckel 10 eine zentrale zylinderförmige Ausnehmung 12 (vgl. 13), in der ein sich axial durch den Deckel 10 erstreckender Nippel 40 angeordnet ist (vgl. 4 bis 12). Bei dem in 1 gezeigten Ölfilter wird das gereinigte Öl direkt durch den Nippel 40 abgeführt. Der in den 2 und 3 dargestellte Flüssigkeitsabscheider 100' weist zum Abführen des abgeschiedenen Fluids ein Rohrelement 42 auf, das im Nippel 40 angeordnet ist und zwischen dem Nippel 40 und dem Rohrelement 42 einen Spalt bildet. Dieser Spalt ist mit einem Ablasskanal 86 verbunden, der zu einem Ölkanalanschluss des Anschlusselements 80 führt. Das abgeschiedene Öl wird über den Ölkanalanschluss abgepumpt und zurück zur Arbeitsmaschine, beispielsweise zur Kompressorschraube, transportiert. Die Reinluft wird durch das Rohrelement 42 abgeführt. Der Deckel 10 weist drei, in die zylinderförmige Ausnehmung 12 hineinragende, Bajonettverschlusselemente 20 auf. Die Bajonettverschlusselemente 20 sind dazu ausgebildet, mit korrespondierenden Bajonettverschlusselementen 50 des Nippels 40 zusammenzuwirken. Die Bajonettverschlusselemente des Nippels 40 sind durch radial am Nippel 40 angeordnete Vorsprünge gebildet. Die Bajonettverschlusselemente 20 des Deckels 10 sind durch radial am Deckel angeordnete, in die zentrale Ausnehmung 12 des Deckels 10 hineinragende, Vorsprünge gebildet. Dadurch sind gleichzeitig in Umfangsrichung zwischen den Vorsprüngen Unterbrechungen oder Ausnehmungen 22 gebildet, die sich von der zentralen Ausnehmung 12 radial nach außen erstrecken. Durch diese Können die Bajonettverschlusselemente 50 des Nippels 40 hindurchgeführt werden. Zur Aufnahme der Bajonettverschlusselemente 50 des Nippels 40 weisen die Bajonettverschlusselemente 20 des Deckels 10 Rastkonturen 24 auf, die mittels Pressen und/oder Spanen und/oder Stanzen der Bajonettverschlusselemente 20 des Deckels 10 gebildet sind. In der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente 20, 50 greifen die Bajonettverschlusselemente 50 des Nippels 40 an der Innenseite des Deckels 10, also im Innenraum des Gehäusekörpers 90, in die Rastkonturen 24 des Deckels ein. Des Weiteren weist der Nippel 40 an der vom Innenraum des Gehäusekörpers 90 abgewandten Stirnseite des Deckels 10, also außerhalb des Filtergehäuses, einen im Wesentlichen parallel zum Bajonettverschlusselement 50 des Nippels 40 angeordneten, beispielsweise ringförmigen, radialen Vorsprung 44 auf. Dieser radiale Vorsprung 44 kann als Gegenlager zum Bajonettverschlusselement 50 des Nippels dienen. Mittels der Bajonettverschlusselemente 20, 50 sind Deckel 10 und Nippel 40 fest miteinander verbindbar. Eine zuverlässige Verbindung zwischen Deckel 10 und Nippel 40 ist besonders wichtig, da das Filtergehäuse im Betriebszustand von der Arbeitsmaschine mit Druck, beispielsweise mit einem Druck von etwa 7 bar, beaufschlagt wird. Außerhalb des Filtergehäuses ist der Nippel 40 über ein Gewinde mit dem Anschlusselement 80 verbunden.
Zum Abdichten des Rohfluideinlasses 14 gegenüber dem Umgebungsdruck ist an der vom Innenraum des Gehäusekörpers 90 abgewandten Stirnseite des Deckels 10 eine Dichtung 30 angeordnet. Diese Dichtung 30 ist derart am Deckel 10 angeordnet, dass sie in der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente 20, 50 betriebssicher zwischen dem Deckel 10 und dem Anschlusselement 80 verspannt ist. Die Verbindung zwischen Deckel 10 und Nippel 40 kann durch eine Steck-Drehbewegung geschlossen und geöffnet werden. Zum Durchführen des Nippels 40 durch den Deckel 10 sind die Bajonettverschlusselemente 20 des Deckels 10 und die Bajonettverschlusselemente 50 des Nippels 40 unterbrochen. Eine Einführschräge 26 verbindet je eine Unterbrechung oder Ausnehmung 22 des Deckels 10 und eine Rastkontur 24 des Deckels 10. Die Bajonettverschlusselemente 20, 50 sind derart ausgebildet, dass beim Drehen des korrespondierenden Rastelements 52 des Nippels von der Ausnehmung 22 des Deckels 10 bis zur Endposition, bei der die Bajonettverschlusselemente 20, 50 fest miteinander verbunden sind und die Rastkontur 24 des Deckels 10 mit dem korrespondierenden Rastelement 52 des Nippels 40 in Kontakt steht, die auf die Dichtung 30 wirkende Kraft, mittels derer die Dichtung 30 zwischen Deckel 10 und Anschluselement 80 verspannt ist, bei der Drehbewegung über die Einführschräge 26 bis zum Erreichen des Endes der Einführschräge 26 stetig zunimmt und nach dem Überwinden der Einführschräge 26 bis zum Erreichen der Endposition stetig abnimmt. Beim Schließen der Bajonettverschlusselemente 20, 50 muss also bis zum Passieren der Einführschräge 26 Kraft aufgebracht werden. Nach dem Passieren des Endes der Einführschräge, das zugleich den am weitesten in den Innenraum des Filtergehäuses hineinragenden Punkt des Bajonettverschlusselementes 20 des Deckels 10 bildet, zieht sich das Bajonettverschlusselement 20 des Deckels 10 selbständig, also allenfalls mit geringem Kraftaufwand in die Endposition hinein. 7 zeigt eine Betriebsstellung oder Montagestellung des Fluidfilters, bei der die Bajonettverschlusselemente 20, 50 in der geöffneten Stellung angeordnet sind. Das korrespondierende Rastelement 52 des Bajonettverschlusselements 50 des Nippels 40 ist im Innenraum des Filtergehäuses angeordnet und die Dichtung 30 ist kraftfrei, insbesondere verspannungsfrei oder verpressungsfrei, zwischen dem Deckel 10 und dem Anschlusselement 80 angeordnet. Das korrespondierende Rastelement 52 des Bajonettverschlusselements 50 des Nippels 40 weist einen Anfangsbereich oder Anfangspunkt 53a auf, und das Bajonettverschlusselement 20 des Deckels 10 weist einen Anfangsbereich oder Anfangspunkt 20a auf. Die Dichtung 30 ist derart ausgebildet, dass der Anfangsbereich oder Anfangspunkt 53a des korrespondierenden Rastelements 52 des Bajonettverschlusselements 50 des Nippels 40 in Richtung der Längsachse (L) des Filtergehäuses versetzt zu, insbesondere über, dem Anfangsbereich oder Anfangspunkt 20a des Bajonettverschlusselements 20 des Deckels 10 angeordnet ist. 7 zeigt also den Fluidfilter 100 beim Montieren des Nippels 40 vor dem Verdrehen der Bajonettverschlusselemente 20, 50 zum Schließen des Bajonettverschlusses. Wenn die Dichtung 30 am Filterkopf aufliegt, sind die Punkte 53a und 20a, also der Anfangsbereich oder Anfangspunkt 53a des korrespondierenden Rastelements 52 des Bajonettverschlusselements 50 des Nippels 40 und der Anfangsbereich oder Anfangspunkt 20a des Bajonettverschlusselements 20 des Deckels 10, so gewählt, dass Punkt 53a über Punkt 20a liegt. Dadurch wird gewährleistet, dass beim folgenden Verschließen die beiden Funktionsflächen 53 und 26, nämlich die erste Funktionsfläche 53 des Rastelements 52, die eine Verbindungslinie des Anfangsbereichs oder Anfangspunkts 53a des Bajonettverschlusselements 50 des Nippels 40 und der axialen Erhöhung 54 des Nippels 40 bildet, und die Einführfläche oder Einführschräge 26 des Deckels 10, aneinander abgleiten können. Die erste Funktionsfläche 53 des Rastelements 52 des Nippels 40 und die Einführfläche 26 des Deckels 10 sind also so ausgebildet oder so gewählt, dass vor dem Verschließen der Bajonettverschlusselemente 20, 50 der Anfangsbereich oder Anfangspunkt 53a des korrespondierenden Rastelements 52 des Bajonettverschlusselements 50 des Nippels 40 über dem Anfangsbereich oder Anfangspunkt 20a des Bajonettverschlusselements 20 des Deckels 10 liegt. Somit ist gewährleistet dass die erste Funktionsfläche 53 des Rastelements 52 des Nippels 40 beim Verdrehen der Bajonettverschlusselemente 20, 50 zum Schließen des Bajonettverschlusses problemlos auf die Einführschräge 26 des Deckels 10 trifft.
Der Winkel zwischen der den Anfangsbereich oder Anfangspunkt 53a des Bajonettverschlusselements 50 des Nippels 40 und die axiale Erhöhung 54 des Nippels 40 miteinander verbindenden Linie 53 und der Längsachse des Nippels 40 beträgt weniger als 45 Grad. Vorteilhafterweise beträgt der Winkel der ersten Funktionsfläche 53 des Nippels 40 zu einer senkrecht zur Längsachse des Filtergehäuses angeordneten Linie S etwa 8 Grad bis etwa 15 Grad, besonders bevorzugt etwa zwischen 10 und 13 Grad. Bei dem in den 1 bis 16 gezeigten Ausführungsbeispielen bildet die Funktionsfläche 53 des Rastelements 52 des Nippels 40 die direkte Verbindungslinie zwischen dem Anfangsbereich oder Anfangspunkt 53a des Bajonettverschlusselements 50 des Nippels 40 und der axialen Erhöhung 54 des Nippels 40. Es ist aber auch möglich, die Funktionsfläche 53 des Rastelements 52 des Nippels 40 als gerundete oder halbrunde Fläche auszubilden. Der Winkel zwischen einer den Anfangsbereich oder Anfangspunkt 20a des Bajonettverschlusselements 20 des Deckels 10 und den Anfangsbereich oder Anfangspunkt 28 der Rastkontur 24 des Deckels 10 miteinander verbindenden Linie 26 und der Längsachse des Deckels beträgt weniger als 45 Grad. Die Einführschräge 26 des Deckels 10 ist also in einem Winkel von weniger als 45 Grad zur Längsachse des Deckels 10 angeordnet. 15 zeigt in Schnittdarstellung eine Detailansicht des Deckels 10 im Maßstab 1:5. Beispielhaft sind Winkelmaße für eine erste Funktionsfläche 23 und eine weitere Funktionsfläche 25 der Rastkontur 24 des Bajonettverschlusselements des Deckels 10 und für die Einführschräge 26 des Deckels 10 angegeben. So ist die Einführschräge 26 des Deckels 10 vorzugsweise in einem Winkel von etwa 6 Grad bis etwa 15 Grad, besonders bevorzugt etwa zwischen 7 und 10 Grad, zu einer rechtwinklig zur Längsachse L des Filtergehäuses angeordneten Senkrechten S angeordnet. Dabei ragt der Anfangspunkt 28 der Rastkontur 24 des Deckels 10 vorzugsweise weiter in den Innenraum des Filtergehäuses hinein als der Anfangspunkt 20a des Bajonettverschlusselements 20 des Deckels 10. Unabhängig hiervon oder in Verbindung hiermit ist die erste Funktionsfläche 23 der Rastkontur 24 des Deckels 10 vorteilhafterweise in einem Winkel von 3 Grad bis 9 Grad, besonders bevorzugt etwa zwischen 4 und 6 Grad, zur Senkrechten S angeordnet. Dabei ragt der Anfangspunkt 28 der Rastkontur 24 des Deckels 10 vorteilhafterweise weiter in den Innenraum des Filtergehäuses hinein als der an die weitere Funktionsfläche 25 angrenzende Endpunkt der ersten Funktionsfläche 23 der Rastkontur 24 des Deckels 10. Unabhängig hiervon oder in Verbindung hiermit ist die weitere Funktionsfläche 25 der Rastkontur 24 des Deckels 10 vorteilhafterweise in einem Winkel von 8 Grad bis 20 Grad, beispielsweise von 14 Grad, zur Senkrechten S angeordnet. Dabei ragt vorteilhafterweise der von der ersten Funktionsfläche 23 der Rastkontur 24 des Deckels 10 abgewandte Endpunkt der Rastkontur 24 des Deckels 10, der dem Endpunkt der weiteren Funktionsfläche 25 der Rastkontur 24 des Deckels 10 entspricht, weiter in den Innenraum des Filtergehäuses hinein als der an die erste Funktionsfläche 23 der Rastkontur 24 des Deckels 10 angrenzende Anfangspunkt der weiteren Funktionsfläche 25 der Rastkontur 24 des Deckels 10. Ist das Rastelement 52 des Nippels 40 auf der ersten Funktionsfläche 23 der Rastkontur 24 des Deckels 10 und der weiteren Funktionsfläche 25 der Rastkontur 24 des Deckels 10 angeordnet, so sind die Bajonettverschlusselemente in der Ruhelage oder in der geschlossenen Stellung. Der Winkel der ersten Funktionsfläche 23 des Deckels 10 zur Senkrechten S kann sich vom Winkel der weiteren Funktionsfläche 55 des Nippels 40 zur Senkrechten S unterscheiden. Wie in den 15, 16 dargestellt, kann der Winkel zwischen der ersten Funktionsfläche 23 des Deckels 10 und der Senkrechten S etwa 3 Grad bis etwa 9 Grad, besonders bevorzugt etwa zwischen 4 und 6 Grad, betragen. Der Winkel zwischen der weiteren Funktionsfläche 55 des Nippels 40 und der Senkrechten S kann etwa 3 Grad bis etwa 6 Grad, besonders bevorzugt zwischen etwa 4 und 5 Grad, betragen. Des Weiteren kann der Winkel der weiteren Funktionsfläche 25 des Deckels 10 zur Senkrechten S sich vom Winkel der ersten Funktionsfläche 53 des Nippels 40 zur Senkrechten S unterscheiden. Beispielsweise kann der Winkel der weiteren Funktionsfläche 25 des Deckels 10 zur Senkrechten S etwa 8 Grad bis etwa 20 Grad, besonders bevorzugt zwischen etwa 10 und 16 Grad, betragen und der Winkel der ersten Funktionsfläche 53 des Nippels 40 zur Senkrechten S etwa 8 Grad bis etwa 15 Grad, besonders bevorzugt zwischen etwa 10 und 12 Grad, betragen. Bei dem in den 1 bis 17 gezeigten Ausführungsbeispielen bildet die Einführschräge 26 des Deckels 10 die direkte Verbindungslinie zwischen dem Anfangsbereich oder Anfangspunkt 20a des Bajonettverschlusselements 20 des Deckels 10 und dem Anfangsbereich oder Anfangspunkt 28 der Rastkontur 24 des Deckels 10. Es ist aber auch möglich, die Einführschräge 26 als gerundete oder halbrunde Fläche auszubilden. Die erste Funktionsfläche 53 des Rastelements 52 des Nippels 40 und die Einführschräge 26 des Deckels 10 weisen unterschiedliche Winkel auf. Vorteilhafterweise ist der Winkel zwischen der ersten Funktionsfläche 53 des Rastelements 52 des Nippels 40 und der Längsachse des Nippels 40 steiler als der Winkel zwischen der Einführschräge 26 des Deckels 10 und der Längsachse des Deckels. Beispielsweise ist die Einführschräge 26 des Deckels 10 in einem Winkel von etwa 6 Grad bis etwa 15 Grad, besonders bevorzugt zwischen etwa 7 und 9 7,8 Grad, zur Senkrechten S angeordnet und die erste Funktionsfläche 53 Nippels 40 in einem Winkel von etwa 8 Grad bis etwa 15 Grad, besonders bevorzugt zwischen etwa 10 und 13 Grad, zur Senkrechten S angeordnet. Hierdurch bildet sich zwischen der ersten Funktionsfläche 53 des Rastelements 52 des Nippels 40 und einer weiteren Funktionsfläche 55 des Rastelements 52 des Nippels 40 ein axialer Vorsprung 54, genauer gesagt ein Nocken, aus, der dann beim Verschließen an der Einführschräge 26 abgleitet. Wie in 16 gezeigt, ist die weitere Funktionsfläche 55 des Rastelements 52 des Nippels 40 vorzugsweise in einem Winkel von etwa 3 Grad bis etwa 6 Grad, besonders bevorzugt zwischen etwa 4 und 5 Grad, zur Senkrechten S angeordnet. 8 zeigt den Fluidfilter 100 beim Schließen bzw. beim Verdrehen der Bajonettverschlusselemente 20, 50. Beim Abgleiten entlang der Einführschräge 26 wird der gesamte Deckel 10 in Richtung des Bajonettverschlusselements 50 des Nippels 40, insbesondere in Richtung des Nockens 54, vorliegend nach unten, bewegt. Hierdurch wiederum wird die als federndes Element wirkende Dichtung 10 verpresst. Überschreitet der Nocken 54 den höchsten Punkt, nämlich den Anfangspunkt 28 der Rastkontur 24 des Deckels 10, gleitet der Nocken 54 in die etwas tiefere Endlage wodurch weniger Drehmoment erforderlich ist. Hierdurch bekommt der Benutzer eine zuverlässige haptische Rückmeldung dass das Bajonett jetzt geschlossen ist. Eine besonders zuverlässige haptische Rückmeldung erhält der Benutzer, wenn die Einführschräge 26 des Deckels 10 in einem Winkel von etwa 6 Grad bis etwa 15 Grad, besonders bevorzugt zwischen etwa 7 und 10 Grad, zur Senkrechten S angeordnet ist und die ersten Funktionsfläche 23 des Deckels 10 in einem Winkel von etwa 3 Grad bis etwa 9 Grad, besonders bevorzugt zwischen etwa 4 und 7 Grad, zur Senkrechten S angeordnet ist. Die vorstehend genannten Winkel der Einführschräge 26 von 6 Grad bis 15 Grad, besonders bevorzugt zwischen etwa 7 und 10 Grad, zur Senkrechten S haben den Vorteil, dass sich der Bajonettverschluss 20, 50 öffnet noch bevor der vollständige Druck auf das Filtergehäuse aufgebaut ist, sofern der Nocken 54 den Anfangspunkt 28 der Rastkontur 24 des Deckels 10 noch nicht überschritten hat. Dies hat den Vorteil, dass die Arbeitsmaschine nicht mit nur teilweise geschlossenem Deckel des Fluidfilters in Betrieb genommen werden kann. So kann beispielsweise ein Fahrzeug nicht losfahren, wenn der Deckel des Fluidfilters nur teilweise geschlossen wurde. 9 zeigt den Fluidfilter 100 in der Endlage, also in der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente 20, 50. In der geschlossenen Stellung bzw. im geschlossenen Zustand werden die Kräfte des Betriebsdruckes von der ersten Funktionsfläche 23 der Rastkontur 24 und von der weiteren Funktionsfläche 25 der Rastkontur 24 getragen. Die beiden Funktionsflächen 23, 25 der Rastkontur sind winklig zueinander angeordnet. Dabei können die erste Funktionsfläche 23 der Rastkontur 24 und die weitere Funktionsfläche 25 der Rastkontur 24 unterschiedliche Neigungswinkel und/oder unterschiedliche Längen aufweisen (vgl. 7, 8, 9, 11, 13 und 15). Alternativ ist auch möglich, die erste Funktionsfläche 23 der Rastkontur 24 und die weitere Funktionsfläche 25 der Rastkontur 24 im Wesentlichen spiegelbildlich zueinander auszubilden. Im Verbundenen Zustand der Bajonettverschlusselemente 20, 50 ist das Bajonettverschlusselement 50 des Nippels 40 mit der Rastkontur 24 des Deckels 10 in axialer Richtung verspannt, wobei die Verspannung lösbar ist und das Lösen durch eine Drehung des Deckels 10 gegenüber dem Nippel 40 erfolgen kann. In 17 ist eine mögliche Ausführungsform eines Deckels 10 gezeigt. Um die Stabilität des Deckels 10 durch die eingebrachten Ausnehmungen 22 und die Öffnungen für den Rohfluideinlass 14 so gering wie möglich zu schwächen, sind diese jeweils an verschiedenen Winkelpositionen angeordnet. Damit kann erreicht werden, dass keine Öffnung für den Rohfluideinlass 14 in der radialen Fortsetzung (gekennzeichnet durch die Linien 99) der Ausnehmungen 22 angeordnet ist. Dazu kann beispielsweise die Anzahl der Öffnungen für den Rohfluideinlass 14 ein Vielfaches der Anzahl der Ausnehmungen 22 betragen, im gezeigten Beispiel sind sechs Öffnungen für den Rohfluideinlass 14 um drei Ausnehmungen 22 herum angeordnet. Dabei können vorteilhaft Ausnehmungen 22 und die Öffnungen für den Rohfluideinlass 14 regelmäßig in Kreisform angeordnet sein. Bevorzugt weisen die Ausnehmungen 22 jeweils radial in eine Richtung 99, die zwischen zwei benachbarten Öffnungen den Rohfluideinlass 14 zeigen. Mit diesen Maßnahmen kann sichergestellt werden, dass keine Öffnung für den Rohfluideilass 14 radial in Fortsetzung einer Ausnehmung 22 angeordnet ist. Da bei der vorliegenden Erfindung die Winkel der folgenden Flächen des Deckels 10, nämlich der Einführfläche 26, der ersten Funktionsfläche 23 der Rastkontur 24 und der weiteren Funktionsfläche 25 der Rastkontur 24 unabhängig voneinander festgelegt werden können, lassen sich die Kräfte zum Öffnen, Schließen und Halten des Betriebsdruckes einzeln abstimmen. Dies ist für eine praxistaugliche Gesamtabstimmung sehr wichtig. Die anhand der 1 bis 17 dargestellten beiden Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung haben den Vorteil, dass sowohl der Deckel 10 als auch der Nippel 40 besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden können. Dies wird insbesondere durch eine einteilige Ausbildung des Nippels 40 erreicht. Der Deckel ist als flaches Pressteil mit als Bajonettverschlusselementen ausgebildeten Bördelungen besonders einfach herstellbar. Ein weiterer Vorteil des Deckels gemäß der vorliegenden Erfindung ist, dass er für konventionelle Filtergehäuse eingesetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung ist somit nachrüstbar. Die vorliegende Erfindung kann bei allen Spin On Filtern, beispielsweise bei Öl-filtern oder für Luftentölelementen, eingesetzt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1690582 A1 [0002, 0002]
US 6966986 B1 [0002, 0002]
EP 0231862 B1 [0002, 0002]
EP 0249395 A2 [0003, 0003]
DE 202006019003 U1 [0003]
US 4052307 [0003, 0003, 0005]

Claims

Filtergehäuse für einen mit Druck beaufschlagbaren und zum Filtern von Partikeln aus einem Fluid ausgebildeten Fluidfilter (100), aufweisend – einen becherförmigen Gehäusekörper (90) und – einen zum Verschließen der offenen Stirnseite des Gehäusekörpers (90) ausgebildeten Deckel (10), wobei der Deckel (10) – zum Zuführen von Rohfluid in den Fluidfilter (100) mindestens einen Rohfluideinlass (14) aufweist, wobei der Rohfluideinlass (14) mit einer Rohfluidzuführung (84) eines Anschlusselements (80) einer Maschine verbindbar ist, – zum Abführen von Reinfluid eine zentrale zylinderförmige Ausnehmung (12) aufweist, in der ein sich axial durch den Deckel (10) erstreckender, insbesondere rohrförmiger, Nippel (40) anordbar ist, wobei der Nippel (40), beispielsweise an der vom Gehäusekörper (90) abgewandten Stirnseite des Deckels (10), mit dem Anschlusselement (80) verbindbar ist, und – mindestens ein die zylinderförmige Ausnehmung (12) umgebendes Bajonettverschlusselement (20) aufweist, das mindestens eine an der dem Gehäusekörper (90) zugewandten Innenseite des Deckels (10) angeordnete Rastkontur (24) aufweist, wobei die Rastkontur (24) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) dazu ausgebildet ist mit mindestens einem korrespondierenden Rastelement (52) eines Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) derart zusammenzuwirken, dass – in einer geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) das korrespondierende Rastelement (52) des Nippels (40) nicht mit der Rastkontur (24) des Deckels (10) verbunden ist und das Bajonettverschlusselement (50) des Nippels (40) entlang der Mittelachse (L) des becherförmigen Gehäusekörpers (90) durch den Deckel (10) hindurchgeführt werden kann, – in einer geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) das korrespondierende Rastelement (52) des Nippels (40) fest mit der Rastkontur (24) des Deckels (10) verbunden ist, insbesondere in die Rastkontur (24) des Deckels (10) hineinragt, und – mittels einer Drehbewegung des Deckels (10) die Bajonettverschlusselemente (20, 50) von der geöffneten Stellung in die geschlossenen Stellung bewegbar sind und von der geschlossenen Stellung in die geöffneten Stellung bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass – der Deckel (10) zum Abdichten des Rohfluideinlasses (14) gegenüber dem Umgebungsdruck an seiner dem Anschlusselement (80) zugewandten Stirnseite mindestens eine Dichtung (30) aufweist und – die Dichtung (30) derart am Deckel (10) angeordnet ist, dass sie in der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) betriebssicher axial zwischen dem Deckel (10) und dem Anschlusselement (80) verspannbar ist, wobei die Dichtung (30) elastisch zum Deckel (10) hin verpressbar ist.
Filtergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkontur (24) des Deckels (10) dazu ausgebildet ist – die Verbindung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) in der geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) zu sichern und – mit dem korrespondierenden Rastelement (52) des Nippels (40) derart zusammenzuwirken, dass die Rastkontur (24) des Deckels (10) die von dem korrespondierenden Rastelement (52) des Nippels (40) übertragene axiale Kraft aufnimmt, wobei die übertragene axiale Kraft die durch die elastische Verpressung der Dichtung (30) auf das Filtergehäuse ausgeübte Kraft ist.
Filtergehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – das korrespondierende Rastelement (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) einen Anfangsbereich oder Anfangspunkt (53a) aufweist, wobei dieser Anfangsbereich oder Anfangspunkt (53a) derjenige Bereich oder Punkt des korrespondierenden Rastelements (52) des Nippels (40) ist, der bei der radialen Drehbewegung des Deckels (10) von der geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) in die geschlossene Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) zuerst im Bereich eines Anfangsbereichs oder Anfangspunkts (20a) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) angeordnet ist, wobei der Anfangsbereich oder Anfangspunkt (20a) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) derjenige Bereich oder Punkt des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) ist, der bei der radialen Drehbewegung des Deckels (10) von der geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) in die geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) zuerst mit dem korrespondierenden Rastelement (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) in Kontakt gelangt, und – die Dichtung (30) derart ausgebildet ist, dass in einer Montagestellung, in der – das korrespondierende Rastelement (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) im Innenraum des Filtergehäuses angeordnet ist und – die Dichtung (30) kraftfrei, insbesondere verspannungsfrei oder verpressungsfrei, zwischen dem Deckel (10) und dem Anschlusselement (80) angeordnet ist, der Anfangsbereich oder Anfangspunkt (53a) des korrespondierenden Rastelements (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) in Richtung der Längsachse (L) des Filtergehäuses versetzt zu, insbesondere über, dem Anfangsbereich oder Anfangspunkt (20a) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) angeordnet ist.
Filtergehäuse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – das korrespondierende Rastelement (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) einen Anfangsbereich oder Anfangspunkt (53a) aufweist, wobei dieser Anfangsbereich oder Anfangspunkt (53a) derjenige Bereich oder Punkt des korrespondierenden Rastelements (52) des Nippels (40) ist, der bei der radialen Drehbewegung des Deckels (10) von der geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) in die geschlossene Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) zuerst im Bereich eines Anfangsbereichs oder Anfangspunkts (20a) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) angeordnet ist, wobei der Anfangsbereich oder Anfangspunkt (20a) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) derjenige Bereich oder Punkt des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) ist, der bei der radialen Drehbewegung des Deckels (10) von der geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) in die geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) zuerst mit dem korrespondierenden Rastelement (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) in Kontakt gelangt, und – das Bajonettverschlusselement (10) des Deckels (10) eine Einführfläche (26) aufweist, die sich vom Anfangsbereich oder Anfangspunkt (20a) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) zu einem Anfangsbereich oder Anfangspunkt (28) der Rastkontur (24) des Deckels (10) erstreckt, wobei die Verbindungslinie vom Anfangsbereich oder Anfangspunkt (20a) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) zum Anfangsbereich oder Anfangspunkt (28) der Rastkontur (24) des Deckels (10) zum Innenraum des Filtergehäuses hin geneigt ist, beispielsweise ist die Einführfläche (26) des Deckels 10 in einem Winkel von 6 Grad bis 15 Grad, beispielsweise von 7,8 Grad, zu einer rechtwinklig zur Längsachse L des Filtergehäuses angeordneten Senkrechten S angeordnet.
Filtergehäuse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das korrespondierende Rastelement (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) eine erste Funktionsfläche (53) aufweist, die sich vom Anfangsbereich oder Anfangspunkt (53a) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) zu einem axialen Vorsprung (54) des korrespondierenden Rastelements (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) erstreckt, wobei die erste Funktionsfläche (53) des Nippels (40) und die Einführfläche (26) des Deckels (10) derart ausgebildet sind, dass die auf die Dichtung (30) wirkende Kraft, mittels derer die Dichtung (30) zwischen Deckel (10) und Anschlusselement (80) verspannt ist, beim Bewegen der ersten Funktionsfläche (53) des Nippels (40) ausgehend vom Anfangsbereich oder Anfangspunkt (20a) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) entlang der Einführfläche (26) des Deckels (10) stetig zunimmt und am stärksten ist, wenn der axiale Vorsprung (54) des korrespondierenden Rastelements (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) auf dem Anfangsbereich oder Anfangspunkt (28) der Rastkontur (24) des Deckels (10) angeordnet ist.
Filtergehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Verbindungslinie des Anfangsbereichs oder Anfangspunkts (53a) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) und der axialen Erhöhung (54) des Nippels (40) und der Längsachse (L) des Filtergehäuses weniger als 45 Grad beträgt und sich vom Winkel zwischen der Verbindungslinie des Anfangsbereichs oder Anfangspunkts (20a) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) und des Anfangsbereichs oder Anfangspunkts (28) der Rastkontur (24) des Deckels (10) und der Längsachse (L) des Filtergehäuses unterscheidet, insbesondere dass der Winkel zwischen der den Anfangsbereich oder Anfangspunkt (53a) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) und die axiale Erhöhung (54) des Nippels (40) miteinander verbindenden Linie und der Längsachse des Filtergehäuses steiler ist als der Winkel zwischen der den Anfangsbereich oder Anfangspunkt (20a) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) und den Anfangsbereich oder Anfangspunkt (28) der Rastkontur (24) des Deckels (10) miteinander verbindenden Linie und der Längsachse des Filtergehäuses, beispielsweise dass die Verbindungslinie des Anfangsbereichs oder Anfangspunkts (53a) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) und der axialen Erhöhung (54) des Nippels (40) in einem Winkel von 8 Grad bis 15 Grad, beispielsweise von 11,6 Grad, zu einer rechtwinklig zur Längsachse (L) des Filtergehäuses angeordneten Senkrechten (S) angeordnet ist.
Filtergehäuse nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das korrespondierende Rastelement (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) und die Rastkontur (24) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) derart ausgebildet sind, dass bei der radialen Drehbewegung des Deckels (10) von der geöffneten Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) in die geschlossenen Stellung der Bajonettverschlusselemente (20, 50) nach dem Bewegen der axialen Erhöhung (54) des korrespondierenden Rastelements (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) über den Anfangsbereich oder Anfangspunkt (20a) der Rastkontur (24) des Deckels (10) die Rastkontur (24) des Bajonettverschlusselements (20) des Deckels (10) sich in Richtung der Längsachse des Deckels zum korrespondierenden Rastelement (52) des Bajonettverschlusselements (50) des Nippels (40) hin bewegt.
Filtergehäuse gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bajonettverschlusselement (20) einstückig mit dem Deckel (10) ausgebildet ist und der Deckel (10) und das Bajonettverschlusselement (20) mittels Pressen und/oder Spanen und/oder Stanzen hergestellt sind.
Fluidfilter (100) zum Filtern von Partikeln aus einem Fluid aufweisend – ein becherförmiges, druckstabil ausgebildetes Filtergehäuse gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 und – einen Nippel (40), der – im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist, – mit einem Anschlusselement (80) einer Arbeitsmaschine lösbar verbindbar ist, – dazu ausgelegt ist das Filtergehäuse (10) lösbar mit dem Anschlusselement (80) zu verbinden, und – ein, insbesondere einteilig mit dem Nippel (40) ausgebildetes, Bajonettverschlusselement (50) aufweist, das nach Art eines Bajonettverschlusses mit dem Bajonettverschlusselement (20) des Deckels (10) verbindbar ist.
Verfahren zur Montage eines Deckels (10) eines Filtergehäuses gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 auf einem Nippel (40) des Fluidfilters (100) gemäß Anspruch 9, wobei das Bajonettverschlusselement (20) des Deckels (10) nach Art eines Bajonettverschlusses mit dem Bajonettverschlusselement (50) des Nippels (40) verbunden wird.