-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnellkupplungseinrichtung zum Verbinden eines Filterelements mit einem Betriebsmittelanschluss eines Fahrzeugs. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Filteranordnung mit einer derartigen Schnellkupplungseinrichtung.
-
Obwohl auf beliebige Filterelemente und -anordnungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik nachfolgend für einen Öl- oder Kraftstofffilter eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, beschrieben.
-
Filterelemente zum Filtern von Betriebsmitteln in einem Fahrzeug können ein sternförmig gefaltetes Filtermedium umfassen, das in einem topfförmigen Gehäuse aufgenommen ist. Zum Verbinden eines derartigen Filterelements mit einem Betriebsmittelanschluss des Fahrzeugs kann an dem Gehäuse ein Gewinde vorgesehen sein, das in ein an dem Betriebsmittelanschluss vorgesehenes korrespondierendes Gegengewinde einschraubbar ist.
-
Stand der Technik
-
Die
US 5,605,624 beschreibt ein Filterelement, beispielweise zum Filtern von Betriebsmitteln eines Fahrzeugs. Das Filterelement ist zweiteilig ausgebildet und umfasst einen Basisabschnitt, der fest an einem Betriebsmittelanschluss montiert ist, und einen Filterabschnitt, in dem ein gefaltetes Filtermedium aufgenommen ist. Der Filterabschnitt ist mit Hilfe einer Bajonettverbindung lösbar mit dem Basisabschnitt verbunden.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbindungseinrichtung zum Verbinden eines Filterelements mit einem Betriebsmittelanschluss zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schnellkupplungseinrichtung zum Verbinden eines Filterelements für ein Filtern von Betriebsmitteln eines Fahrzeugs mit einem Betriebsmittelanschluss des Fahrzeugs.
-
Das Betriebsmittel ist insbesondere eine Betriebsmittelflüssigkeit wie beispielsweise Öl oder Kraftstoff. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug, ein Lastkraftwagen, ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug sein. Die Schnellkupplungseinrichtung kann ferner in Gebäuden sowie in mobilen oder immobilen Anlagen Anwendung finden. Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein Personen- oder Lastkraftwagen. Mit Hilfe des Betriebsmittelanschlusses kann das Betriebsmittel zu dem Filterelement hin oder von diesem weg geleitet werden. Insbesondere ist der Betriebsmittelanschluss doppelwandig ausgebildet und kann einen Betriebsmittelzulauf und einen zumindest abschnittsweise koaxial zu dem Betriebsmittelzulauf angeordneten Betriebsmittelablauf umfassen. Mit Hilfe der Schnellkupplungseinrichtung ist das Filterelement ohne Werkzeug mit dem Betriebsmittelanschluss verbindbar oder von diesem lösbar. Dadurch, dass die Schnellkupplungseinrichtung dazu eingerichtet ist, das Filterelement mit dem Betriebsmittelanschluss des Fahrzeugs zu verbinden, ist im Vergleich zu bekannten Filteranordnungen eine aufwändig zu fertigende und zeitaufwändig festziehbare und lösbare Schraubverbindung zwischen dem Filterelement und dem Betriebsmittelanschluss verzichtbar.
-
In Ausführungsformen umfasst die Schnellkupplungseinrichtung ein erstes Schnellkupplungsstück und ein zweites Schnellkupplungsstück, wobei das erste Schnellkupplungsstück mit dem zweiten Schnellkupplungsstück verrastbar ist. Das erste Schnellkupplungsstück ist vorzugsweise rohr- oder manschettenförmig. Insbesondere ist der Betriebsmittelanschluss zumindest teilweise in dem ersten Schnellkupplungsstück aufgenommen. Das erste Schnellkupplungsstück kann mit Hilfe einer Federeinrichtung in Richtung eines Anschlussflanschs des Filterelements vorgespannt sein. Das zweite Schnellkupplungsstück ist vorzugsweise materialeinstückig mit dem Anschlussflansch ausgebildet. Die beiden Schnellkupplungstücke ermöglichen eine schnelle und komfortable Ankupplung oder Abkupplung des Filterelements.
-
In Ausführungsformen weist das erste Schnellkupplungsstück Rastnasen auf, die dazu eingerichtet sind, radial formschlüssig in das zweite Schnellkupplungsstück einzurasten. Vorzugsweise sind an dem Anschlussflansch, insbesondere an dem zweiten Schnellkupplungsstück, korrespondierende Ausnehmungen oder Bohrungen vorgesehen, in die die Rastnasen formschlüssig eingreifen. Die Rastnasen können beispielsweise Kugeln, insbesondere Stahlkugeln, sein. Die Rastnasen sind vorzugsweise gleichmäßig um einen Umfang des ersten Schnellkupplungsstücks verteilt angeordnet. In alternativen Ausführungsformen sind die Rastnasen an dem zweiten Schnellkupplungsstück und die Ausnehmungen an dem ersten Schnellkupplungsstück vorgesehen. Zum Aktivieren der Rastnasen, das heißt, zum radialen Verlagern derselben, sind diese vorzugsweise derart mit dem ersten Kupplungsstück wirkverbunden, dass durch ein axiales Verschieben des ersten Kupplungsstücks entlang des Betriebsmittelanschlusses und/oder durch ein Verdrehen desselben relativ zu dem Betriebsmittelanschluss die Rastnasen außer Eingriff mit dem zweiten Kupplungsstück gelangen. Die Rastnasen sind vorzugsweise radial in Richtung zu einer Mittelachse des Betriebsmittelanschlusses hin oder von diesem weg federvorgespannt.
-
In Ausführungsformen ist das erste Schnellkupplungsstück an dem Betriebsmittelanschluss und/oder das zweite Schnellkupplungsstück an einem Anschlussflansch des Filterelements angeordnet. In alternativen Ausführungsformen ist das erste Schnellkupplungsstück an dem Anschlussflansch und/oder das zweite Schnellkupplungsstück an dem Betriebsmittelanschluss des Filterelements angeordnet.
-
In Ausführungsformen weist der Anschlussflansch einen Betriebsmittelzulauf und einen Betriebsmittelablauf auf, wobei der Betriebsmittelzulauf derart zu dem Betriebsmittelablauf angeordnet ist, dass der Betriebsmittelablauf innerhalb des Betriebsmittelzulaufs positioniert ist. Der Betriebsmittelzulauf und der Betriebsmittelablauf sind vorzugsweise mit Hilfe einer rohrförmigen Wand voneinander fluiddicht getrennt. Aufgrund der doppelwandigen Ausgestaltung des Betriebsmittelanschlusses kann auf voneinander getrennte Betriebsmittelzuläufe und Betriebsmittelabläufe verzichtet werden. Hierdurch ergibt sich eine besonders kompakte Bauform der Schnellkupplungseinrichtung.
-
Weiterhin wird eine Filteranordnung zum Filtern von Betriebsmitteln eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Die Filteranordnung umfasst eine derartige Schnellkupplungseinrichtung, ein Filterelement und einen Betriebsmittelanschluss, wobei das Filterelement mit Hilfe der Schnellkupplungseinrichtung mit dem Betriebsmittelanschluss koppelbar ist. Das Filterelement kann ein Öl- oder Kraftstofffilter sein.
-
In Ausführungsformen weist das Filterelement ein Gehäuse zum Aufnehmen eines Filtermediums des Filterelements und einen Anschlussflansch zum Ankoppeln des Filterelements an den Betriebsmittelanschluss auf. Das Gehäuse ist vorzugsweise topfförmig. Das Gehäuse kann aus Metallblech oder aus Kunststoff gefertigt sein. Das Filterelement weist vorzugsweise ein sternförmig gefaltetes Filtermedium auf, das in dem Gehäuse aufgenommen ist. Das Filtermedium kann zwischen zwei voneinander beabstandeten Endscheiben angeordnet sein.
-
In Ausführungsformen ist das Filterelement mit dem Anschlussflansch verschraubt und/oder das Gehäuse ist mit dem Anschlussflansch verschraubt. Hierdurch kann der Anschlussflansch bei einem Wechsel des Filterelements wieder verwendet werden. Alternativ kann der Anschlussflansch materialeinstückig mit dem Gehäuse ausgebildet sein.
-
In Ausführungsformen ist zwischen dem Gehäuse und dem Anschlussflansch eine Dichteinrichtung angeordnet ist. Die Dichteinrichtung kann ein O-Ring sein. Weiterhin kann zusätzlich oder alternativ zwischen dem Filterelement und dem Betriebsmittelanschluss eine Dichteinrichtung, insbesondere ein O-Ring vorgesehen sein.
-
In Ausführungsformen ist der Betriebsmittelanschluss bei einem Abkuppeln des Filterelements von dem Betriebsmittelanschluss selbsttätig fluiddicht verschließbar. Hierzu kann die Schnellkupplungseinrichtung ein oder mehrere Verschlusselemente, insbesondere Verschlussventile, umfassen, die dazu eingerichtet sind, bei einem Abziehen des Filterelements von dem Betriebsmittelanschluss sofort den Betriebsmittelzulauf und/oder den Betriebsmittelablauf fluiddicht zu verschließen, so dass kein Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelanschluss austreten kann. Die Verschlusselemente können beispielsweise Kugelventile sein. Hierdurch wird ein Verlust an Betriebsmittel verhindert.
-
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Verfahrensschritte. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.
-
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigelegte Figur näher erläutert.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Die Figur zeigt eine schematische Teilschnittansicht einer Filteranordnung mit einer Schnellkupplungseinrichtung.
-
Ausführungsform(en) der Erfindung
-
Die Figur zeigt eine schematische Teilschnittansicht einer Filteranordnung 1 für ein Betriebsmittel eines Fahrzeugs, einer Anlage oder eines Gebäudes. Das Betriebsmittel kann beispielsweise eine Betriebsmittelflüssigkeit wie Wasser, Kraftstoff oder Öl sein. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Kraftfahrzeug, ein Lastkraftwagen, ein Wasserfahrzeug oder ein Flugzeug sein. Die Filteranordnung 1 kann ferner sowohl bei mobilen als auch immobilen Anlagen Anwendung finden.
-
Die Filteranordnung 1 weist eine Schnellkupplungseinrichtung 2 und ein Filterelement 3 auf. Das Filterelement 3 umfasst ein Filtermedium 4, das zwischen einer ersten oder oberen Endscheibe 5 und einer zweiten oder unteren Endscheibe 6 angeordnet ist. Das Filterelement 3 ist geeignet, ein wie oben beschriebenes Betriebsmittel zu filtern. Die beiden Endscheiben 5, 6 sind vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial in einem Spritzgussverfahren oder aus Metallscheiben erzeugt.
-
Das Filtermedium 4 ist insbesondere aus flächigem und zickzackförmig gefaltetem Filtermaterial gebildet. Das zickzackförmige Filtermaterial bildet das Filtermedium 4 als sternförmigen Endlosfaltenbalg aus, der im Wesentlichen eine Zylinderfläche bildet. Das Filtermedium 4 kann von innen von einer rohrförmigen Stützstruktur 7 gestützt sein. Vorzugsweise ist die Stützstruktur 7 gitterförmig oder gelocht. Die Stützstruktur 7 verhindert ein Kollabieren des Filtermediums 4. Das Filtermedium 4 kann in die Endscheiben 5, 6 eingelassen sein. Das heißt, das Filtermedium 4 kann in die zumindest teilweise aufgeschmolzenen Endscheiben 5, 6 eingedrückt sein. Das Filtermedium 4 kann alternativ mit den Endscheiben 5, 6 verklebt oder verschweißt sein. Die Endscheibe 5 kann eine, insbesondere mittig angeordnete, Ausströmöffnung 8 aufweisen. Die Endscheibe 6 ist vorzugsweise geschlossen.
-
Zu reinigendes Fluid F1, wie beispielsweise Kraftstoff oder Öl, tritt durch das Filtermedium 4 in einen von der Stützstruktur 7 gebildeten Innenraum 9 des Filterelements 3 ein, wobei das zu reinigende Fluid F1 von dem Filtermedium 4 gefiltert wird. Aus dem Innenraum 9 wird gereinigtes Fluid F2 abgeführt.
-
Das Filterelement 3 weist vorzugsweise ein topfförmiges Gehäuse 10 auf, in dem das Filtermedium 4 aufgenommen ist. Das Gehäuse 10 kann aus Metall oder einem Kunststoffmaterial gefertigt sein. Beispielsweise ist das Gehäuse aus einem Stahlblech gefertigt. Weiterhin weist das Filterelement 3 einen Anschlussflansch 11 zum Anschließen des Filterelements 3 an einen Betriebsmittelanschluss 12 des Fahrzeugs auf. Der Anschlussflansch 11 ist vorzugsweise mit Hilfe einer Schraubverbindung mit dem Gehäuse 10 verschraubt. Alternativ kann der Anschlussflansch 11 materialeinstückig mit dem Gehäuse 10 ausgebildet sein. Das gefaltete Filtermedium 4 mit den Endscheiben 5, 6 ist mit dem Anschlussflansch 11 verschraubt, verschnappt, verschweißt, verklebt oder sonst, insbesondere fluiddicht, verbunden.
-
Der Anschlussflansch 11 weist einen Betriebsmittelzulauf oder ersten Fluidkanal 13 und einen Betriebsmittelablauf oder zweiten Fluidkanal 14 auf. Die Fluidkanäle 13, 14 sind vorzugsweise zumindest abschnittsweise koaxial zueinander angeordnet. insbesondere weist der erste Fluidkanal 13 eine Vielzahl Bohrungen auf, die zylinderförmig um den zweiten Fluidkanal 14 herum angeordnet sind. Die Fluidkanale 13, 14 sind vorzugsweise mit Hilfe einer zylinderförmigen Wand 15 voneinander getrennt. Der Fluidkanal 14 ist vorzugsweise innerhalb des Fluidkanals 13 angeordnet, das heißt, der der erste Fluidkanal 13 verläuft um den zweiten Fluidkanal 14 herum. Der Fluidkanal 13 dient der Zuführung des zu reinigenden Fluids F1 zu dem Filtermedium 4. Der Fluidkanal 14 dient der Abfuhr des gereinigten Fluids F2 aus dem Innenraum 9 des Filterelements 3. Das Filtermedium 4 ist derart mit dem Anschlussflansch 11 verbunden, dass eine Rohseite RO von einer Reinseite RL des Filtermediums 4 fluidisch getrennt ist. Insbesondere ist der Innenraum 9 fluiddicht mit dem Fluidkanal 14 verbunden.
-
Der Betriebsmittelanschluss 12 weist analog zu dem Anschlussflansch 11 einen Betriebsmittelzulauf oder ersten Fluidkanal 16 und einen Betriebsmittelablauf oder zweiten Fluidkanal 17 auf. Der Fluidkanal 17 und der Fluidkanal 16 sind insbesondere koaxial zueinander angeordnet. Das heißt, der Fluidkanal 17 ist innerhalb des Fluidkanals 16 positioniert. Die Fluidkanäle 16, 17 sind durch eine Wand 18 fluidisch voneinander getrennt.
-
Mit Hilfe der Schnellkupplungseinrichtung 2 ist der Betriebsmittelanschluss 12 mit dem Filterelement 3 und insbesondere mit dem Anschlussflansch 11 des Filterelements 3 koppelbar. Die Schnellkupplungseinrichtung 2 weist vorzugsweise ein erstes Schnellkupplungsstück 19 und ein zweites Schnellkupplungsstück 20 auf. Das erste Schnellkupplungsstüch 19 ist insbesondere rohrförmig bzw. manschettenförmig und ist koaxial zu dem Betriebsmittelanschluss 12 angeordnet. Der Betriebsmittelanschluss 12 kann teilweise in dem ersten Schnellkupplungsstück 19 aufgenommen sein. Das zweite Schnellkupplungsstück 20 ist vorzugsweise materialeinstückig mit dem Anschlussflansch 11 ausgebildet. Das erste Schnellkupplungsstück 19 kann an dem Betriebsmittelanschluss 12 und das zweite Schnellkupplungsstück 20 kann an dem Anschlussflansch 11 angeordnet sein. Alternativ kann eine umgekehrte Anordnung vorgesehen sein. Das erste Schnellkupplungsstück 19 ist vorzugsweise axial entlang einer Mittelachse 21 des Betriebsmittelanschlusses 12 verschiebbar. Diese Verschiebbarkeit ist in der Figur mit einem Pfeil 22 angedeutet.
-
Um eine fluiddichte Abdichtung des Betriebsmittelanschlusses 12 gegenüber dem Anschlussflansch 11 zu erreichen, kann an dem Betriebsmittelanschluss 12, an dem ersten Schnellkupplungsstück 19 oder an dem zweiten Schnellkupplungsstück 20 eine Dichteinrichtung 23 vorgesehen sein. Die Dichteinrichtung 23 kann beispielsweise ein O-Ring sein.
-
Das erste Schnellkupplungsstück 19 weist vorzugsweise Rastnasen 24 auf, die dazu eingerichtet sind, formschlüssig in entsprechende an dem Anschlussflansch 11 vorgesehene Ausnehmungen oder Bohrungen einzugreifen. Alternativ können die Rastnasen 24 an dem zweiten Schnellkupplungsstück 20 vorgesehen sein. Die Ausnehmungen sind insbesondere an dem zweiten Schnellkupplungsstück 20 angeordnet. Die Rastnasen 24 greifen vorzugsweise in radialer Richtung in die entsprechenden Ausnehmungen des Anschlussflansches 11 ein. Durch ein Verschieben des ersten Schnellkupplungsstücks 19 in axialer Richtung des Betriebsmittelanschlusses 12 von dem Anschlussflansch 11 weg werden die Rastnasen 24 außer Eingriff mit dem Anschlussflansch 11 gebracht. Alternativ können die Rastnasen 24 durch ein Verdrehen des ersten Schnellkupplungsstücks 19 bezüglich des Betriebsmittelanschlusses 12 betätigbar sein. Die Rastnasen 24 sind vorzugsweise Kugeln, insbesondere Stahlkugeln. Die Rastnasen 24 können in an dem Betriebsmittelanschluss 12 vorgesehenen Durchbrüchen verschiebbar angeordnet sein.
-
Wenn die Rastnasen 24 außer Eingriff mit dem Anschlussflansch 11, insbesondere mit dem zweiten Schnellkupplungsstück 20, sind, kann das Filterelement 3 von dem Betriebsmittelanschluss 12 abgezogen werden. Vorzugsweise weist die Schnellkupplungseinrichtung 2 ein Federelement auf, das das erste Schnellkupplungsstück 19 in Richtung des Anschlussflansches 11 vorspannt. Das Federelement ist vorzugsweise eine Zylinder- oder Schraubenfeder. Beim Zurückziehen des ersten Schnellkupplungsstücks 19 von dem Anschlussflansch 11 weg wird die Federeinrichtung komprimiert. Zum Verbinden des Filterelements 3 mit dem Betriebsmittelanschluss 12 wird der Anschlussflansch 11 in Anlage mit dem ersten Schnellkupplungsstück 19 gebracht. Beim Verschieben des ersten Schnellkupplungsstücks 19 entgegen der Federkraft der Federeinrichtung von dem Anschlussflansch 11 weg schnappen die Rastnasen 24 in die entsprechenden Ausnehmungen des Anschlussflansches 11 ein, wodurch das Filterelement 3 mit dem Betriebsmittelanschluss 12 verbunden wird.
-
Die Schnellkupplungseinrichtung 2 weist ferner ein oder mehrere Verschlusselemente auf, die dazu eingerichtet sind, bei einem Abziehen des Filterelements 3 von dem Betriebsmittelanschluss 12 sofort die Fluidkanäle 16, 17 zu verschließen, so dass kein Betriebsmittel aus dem Betriebsmittelanschluss 12 austreten kann. Beispielsweise sind die Verschlusselemente Schließventile. Die Verschlusselemente können Kugelventile sein. Vorzugsweise ist zwischen dem Anschlussflansch 11 und dem Gehäuse 10 eine Dichteinrichtung 25 angeordnet. Die Dichteinrichtung 25 kann ein O-Ring sein.
-
Bei einem Fahrzeug können insbesondere zwei derartige Filteranordnungen 1 vorgesehen sein. Hierdurch ist ein Wechsel des Filterelements 3 einer der Filteranordnungen 1 im Betrieb des Fahrzeugs möglich. Ferner kann die Position des Filterelements 3 beliebig am Fahrzeug gewählt werden, da der Betriebsmittelanschluss 12 beliebig verlängerbar ist.
-
Zudem kann vorteilhafterweise beim Ölwechel ein Schlauch mit entsprechender Schnellkupplung angeschlossen werden, über welchen das Altöl in einen Entsorgungsfass fließen kann.
-
Obwohl die Erfindung anhand konkreter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie auf diese nicht beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
