-
Stand der Technik
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtermodul. Ein solches Filtermodul ist insbesondere in ein Filtergehäuse einsetzbar, wobei das Filtergehäuse von einem Fluid durchströmt wird. Mit dem Filtermodul ist das Fluid filterbar.
-
Filtermodule sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese werden eingesetzt, wenn ein System, das mit einem Arbeitsfluid zu versorgen ist, sensibel auf Verschmutzungen des Arbeitsfluid reagiert. Durch Filtermodule lassen sich derartige Verschmutzungen vermeiden. Ein Filtermodul zum Reinigen von Kraftstoff ist beispielsweise aus der
EP 0 899 452 B1 bekannt.
-
Es sind Systeme bekannt, die im Stillstand oder in sonstigen Zuständen nicht mit dem Arbeitsfluid gefüllt sein sollen. In diesem Fall muss eine Pumpe eine Pumprichtung ändern, um das Arbeitsfluid wieder aus dem System zu entfernen. Dies führt jedoch dazu, dass das Arbeitsfluid im Rückfluss durch das Filtermodul strömt und somit ausgefilterte Partikel von dem Filtermodul löst. Gelöste Partikel können anschließend die Pumpe erreichen und diese beschädigen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Das Filtermodul gemäß der Erfindung erlaubt vorteilhafterweise einen Rückfluss von Fluiden, ohne dass ausgefilterte Partikel, die insbesondere an einem Filterelement des Filtermoduls anhaften, zu einer Pumpe gelangen können.
-
Dazu weist das erfindungsgemäße Filtermodul zum Filtern eines Fluides das Filterelement und einen Bypass auf. Das Filtermodul weist außerdem eine ungefilterte Seite auf, über die das Fluid eingebbar ist, sowie eine gefilterte Seite, über die das Fluid ausgebbar ist, nachdem das Fluid das Filtermodul durchlaufen hat. Das Filterelement ist zwischen der ungefilterten Seite und der gefilterten Seite angeordnet. Der Bypass dient zur Umgehung des Filterelements, sodass insbesondere eine Verbindung zwischen der gefilterten Seite und der ungefilterten Seite vorhanden ist, ohne dass das Fluid durch das Filterelement strömen muss. Zwischen der gefilterten Seite und dem Filterelement ist ein Deckelelement vorhanden. Das Deckelelement weist den Bypass und einen Fluiddurchlass auf, durch den gefiltertes Fluid von dem Filterelement zu der gefilterten Seite führbar ist. Schließlich ist vorgesehen, dass das Filtermodul ein erstes Rückschlagventil sowie ein zweites Rückschlagventil aufweist. Mit dem ersten Rückschlagventil ist ein Fluidfluss durch den Fluiddurchlass von der gefilterten Seite zu dem Filterelement verhindert. Mit dem zweiten Rückschlagventil ist ein Fluidfluss von der ungefilterten Seite zu der gefilterten Seite durch den Bypass verhindert.
-
Somit weist das Filtermodul vorteilhafterweise zwei Betriebsmodi auf:
In einem normalen Betriebsmodus (erster Modus) kann Fluid über die ungefilterte Seite eingegeben werden, wobei das Fluid durch das Filterelement geführt wird und durch den Fluiddurchlass des Deckelelements über die gefilterte Seite ausgegeben wird. In diesem Modus hat das erste Rückschlagventil keine Funktion, während das zweite Rückschlagventil einen Fluidfluss durch den Bypass verhindert.
-
In einem Rückflussmodus (zweiter Modus) des Filtermoduls fließt Fluid von der gefilterten Seite durch den Bypass auf die ungefilterte Seite. Somit ist es ermöglicht, dass ein System, dem das Fluid zugeführt wird, von dem Fluid geleert werden kann, wobei das erste Rückschlagventil verhindert, dass das rückfließende Fluid zu dem Filterelement gelangen kann, sodass das rückfließende Fluid keine Partikel aus dem Filterelement lösen kann. Gleichzeitig hat das zweite Rückschlagventil keine Funktion, wodurch das Fluid durch den Bypass von der gefilterten Seite zu der ungefilterten Seite fließen kann. Somit ist verhindert, dass Partikel aus dem Filterelement gelöst werden, die die Pumpe oder sonstige Komponenten eines Fluidversorgungssystems beschädigen können.
-
Bei dem Fluid kann es sich z.B. um einen Kraftstoff (z.B. Benzin oder Diesel) handeln, es kann sich jedoch auch um eine wässrige Lösung, z.B. um eine Harnstofflösung handeln.
-
Das Filtermodul kann außerdem in einem Flüssigkeitsfilter eingesetzt sein. Dieser Flüssigkeitsfilter kann das Filtermodul umfassen, sowie ein Filtergehäuse, in welches das Filtermodul einsetzbar ist. Der Flüssigkeitsfilter kann wenigstens einen Flüssigkeitszulauf aufweisen, durch den ungefilterte Flüssigkeit der ungefilterten Seite des Filtermoduls zugeführt wird. Der Flüssigkeitszulauf kann z.B. an dem Filtergehäuse vorgesehen sein. Der Flüssigkeitsfilter kann weiterhin wenigstens einen Flüssigkeitsablauf aufweisen, durch den gefilterte Flüssigkeit von der gefilterten Seite des Filtermoduls aus dem Flüssigkeitsfilter abgeführt werden kann. Der Flüssigkeitsablauf kann an dem Filtergehäuse angeordnet sein.
-
Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
-
Bevorzugt ist das erste Rückschlagventil in dem Fluiddurchlass angeordnet. Somit ist der Aufbau des Deckelelements, insbesondere des Fluiddurchlasses, sehr einfach und kostengünstig realisiert. Durch das erste Rückschlagventil ist der Fluiddurchlass nur in einer Richtung durchströmbar, sodass verhinderbar ist, dass Fluid von der gefilterten Seite durch den Fluiddurchlass und das Filterelement zu der ungefilterten Seite gelangen kann.
-
Bevorzugt ist das zweite Rückschlagventil in dem Bypass angeordnet. Somit ist ein Aufbau des Bypasses sehr einfach und kostengünstig realisiert. Durch das zweite Rückschlagventil ist der Bypass nur in einer Richtung durchströmbar, sodass einerseits eine Filterfunktionalität gewährleistet werden kann, andererseits das Fluid ohne Durchströmen des Filterelements durch den Bypass von der gefilterten Seite zu der ungefilterten Seite geführt werden kann.
-
Besonders vorteilhaft ist das Filterelement hohlzylinderförmig ausgestaltet und weist an zumindest einer Stirnseite das Deckenelement auf. An einer weiteren Stirnseite kann das Filterelement lediglich eine Verschlusskappe aufweisen. Dabei ist vorgesehen, dass die ungefilterte Seite radial außerhalb des Filterelements und die gefilterte Seite axial außerhalb des Deckelelements liegen. Die Richtungsangaben radial und axial beziehen sich dabei auf die Zylinderform des hohlzylinderförmigen Filterelements. Insbesondere ist vorgesehen, dass alle nachfolgend verwendeten Richtungsangaben axial oder radial sich auf die Zylinderform des Filterelements beziehen. Durch eine derartige Form ist das Filterelement einfach zu fertigen und weist eine große Oberfläche auf, sodass das Filtermodul einen großen Fluiddurchsatz erlaubt. Gleichzeitig ist eine räumliche Trennung zwischen gefilterter Seite und ungefilterter Seite vorhanden. Das erste Rückschlagventil, das zweite Rückschlagventil und der Bypass sind vorteilhafterweise in dem Deckelelement angeordnet. Somit sind alle Elemente, die für die Rückflussfunktionalität benötigt werden, innerhalb des Deckelelements vorhanden, wodurch das Filterelement selbst nicht verändert werden muss.
-
Definitionsgemäß liegen die gefilterte Seite und die ungefilterte Seite außerhalb des Filtermoduls. Somit erreicht ein Fluid erst mit Verlassen des Filtermoduls die gefilterte Seite. Da der eigentliche Filtervorgang bereits beim Durchtritt durch das Filterelement erfolgt, ist somit gefiltertes Fluid auch radial innerhalb des hohlzylinderförmigen Filterelements vorhanden, wobei dieser Anteil des gefilterten Fluids allerdings nicht als zu der gefilterten Seite zugehörig definiert ist. Das Fluid radial innerhalb des hohlzylinderförmigen Filterelements verbleibt auch in einem Rückflussmodus des Filtermoduls radial innerhalb des Filterelements. Nur Fluid, das sich auf der gefilterten Seite, das bedeutet axial außerhalb des hohlzylinderförmigen Filterelements und insbesondere auch des Deckelelements, befindet, kann in dem Rückflussmodus durch den Bypass auf die ungefilterte Seite gelangen.
-
Besonders vorteilhaft weist das Deckelelement einen ersten Deckelteil und einen zweiten Deckelteil auf. Dabei ist zwischen dem ersten Deckelteil und dem zweiten Deckelteil ein Öffnungsbereich vorhanden, der sich radial nach außen erstreckt. Insbesondere ist der Öffnungsbereich scheibenförmig und wird lediglich durch einzelne Stege unterbrochen, durch die der erste Deckelteil mit dem zweiten Deckelteil verbindbar ist. Der erste Deckelteil kann mit dem zweiten Deckelteil mechanisch verbunden sein, vorteilhafterweise kann der erste Deckelteil z.B. auf den zweiten Deckelteil aufgeschraubt oder aufgeclipst oder aufgeschweißt sein. Weiterhin weist der erste Deckelteil eine erste Öffnung auf, während der zweite Deckelteil eine zweite Öffnung aufweist. Die erste Öffnung und die zweite Öffnung sind vorteilhafterweise zentral in dem ersten Deckelteil und dem zweiten Deckelteil angebracht und vorteilhafterweise gleich groß. Somit sind die erste Öffnung und die zweite Öffnung vorteilhafterweise konzentrisch zueinander. Durch die erste Öffnung und die zweite Öffnung ist die gefilterte Seite insbesondere mit dem Filterelement verbunden. Der erste Deckelteil weist vorteilhafterweise zumindest eine dritte Öffnung auf, die die gefilterte Seite mit dem Öffnungsbereich verbindet. Über die erste Öffnung und die zweite Öffnung ist vorteilhafterweise ein Innenraum des Filtermoduls erreichbar, der von dem hohlzylinderförmigen Filterelement umgeben ist. Somit ist insbesondere Fluid über die Mantelfläche des Filterelements filterbar, wodurch das Fluid in den Innenraum gelangt. Von dem Innenraum kann das Fluid über die zweite Öffnung und über die erste Öffnung zu der gefilterten Seite des Filtermodules gelangen. Soll Fluid von der gefilterten Seite zu der ungefilterten Seite gelangen, so ist insbesondere vorgesehen, dass das Fluid über die dritte Öffnung und den Öffnungsbereich zu der ungefilterten Seite fließt. Alternativ kann das Deckelelement einstückig ausgebildet sein. In diesem Fall sind der erste Deckelteil und der zweite Deckelteil als ein einziges Element gefertigt.
-
Der Bypass ist vorteilhafterweise durch die dritte Öffnung und den Öffnungsbereich gebildet, wobei der Öffnungsbereich durch den Rohrbereich vorteilhafterweise gegenüber dem Fluiddurchlass abgedichtet ist. Insbesondere ist eine Vielzahl von dritten Öffnungen vorhanden, die sich kranzförmig um die erste Öffnung erstrecken. Somit kann Fluid über die zumindest eine dritte Öffnung in den Öffnungsbereich zwischen dem ersten Deckelteil und dem zweiten Deckelteil gelangen. Von dem Öffnungsbereich ist das Fluid radial nach außen leitbar, wodurch das Fluid an die ungefilterte Seite ausgebbar ist.
-
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das erste Rückschlagventil und das zweite Rückschlagventil durch ein Dichtelement gebildet sind. Somit ist insbesondere vorgesehen, dass ein einziges Element, das Dichtelement, die Funktion sowohl des ersten Rückschlagventils als auch des zweiten Rückschlagventils ausübt. Auf diese Weise ist insbesondere die Rückflussfunktionalität des Filtermoduls zur Umgehung des Filterelements vereinfacht, wodurch das Filtermodul kostengünstig und zeitsparend aufgebaut werden kann. Weiterhin ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Dichtelement einen Rohrbereich und einen Flanschbereich aufweist. Der Rohrbereich verbindet die erste Öffnung mit der zweiten Öffnung und dichtet insbesondere den Öffnungsbereich gegenüber der ersten Öffnung und der zweiten Öffnung ab. Somit stellen erste Öffnung, zweite Öffnung und Rohrbereich den Fluiddurchlass dar. Der Flanschbereich ist vorteilhafterweise in dem Öffnungsbereich angeordnet und insbesondere zwischen erstem Deckelteil und zweitem Deckelteil verklemmt. Somit weist das Dichtelement einen sicheren und festen Sitz innerhalb des Deckelelements auf.
-
Das Dichtelement weist zur Realisierung des ersten Rückschlagventils vorteilhafterweise an dem Rohrbereich konisch zulaufende Wände bzw. Seitenwände auf. Die konisch zulaufenden Wände bzw. Seitenwände verschließen den Rohrbereich des Dichtelements. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass von einem ersten Fluidstrom die konisch zulaufenden Wände bzw. Seitenwände auseinanderdrängbar sind. Auf diese Weise kann das Dichtelement in dem Rohrbereich geöffnet werden. Der erste Fluidstrom ist insbesondere ein Fluidstrom durch den Fluiddurchlass in Richtung gefilterter Seite. Somit ist sichergestellt, dass Fluid aus dem Innenraum des Filterelements durch den Rohrbereich des Dichtelements zu der gefilterten Seite gelangen kann, indem das Fluid die konisch zulaufenden Wände bzw. Seitenwände auseinanderdrängt. Sollte der erste Fluidstrom stoppen, so liegen die konisch zulaufenden Wände bzw. Seitenwände wieder aneinander an und dichten somit den Rohrbereich des Dichtelements ab. Sollte ein Fluidstrom entgegengesetzt zu dem ersten Fluidstrom vorhanden sein, so kann dieser Fluidstrom nicht mehr in den Rohrbereich des Dichtelements eindringen, wodurch verhindert ist, dass Fluid von dem Innenraum des Filterelements radial nach außen strömen kann, was ein Lösen von gefilterten Partikeln zur Folge hätte. Die konisch zulaufenden Wände bzw. Seitenwände stellen somit das erste Rückschlagventil dar.
-
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zur Realisierung des zweiten Rückschlagventils das Dichtelement mit dem Flanschbereich die dritte Öffnung abdeckt. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass der Flanschbereich von einem zweiten Fluidstrom zur Freigabe des Bypasses verschiebbar ist. Der zweite Fluidstrom ist insbesondere ein Fluidstrom von der gefilterten Seite durch den Bypass zu der ungefilterten Seite. Somit ist der zweite Fluidstrom insbesondere entgegengesetzt zu dem ersten Fluidstrom gerichtet. Sollte der erste Fluidstrom vorherrschen, so kann Fluid über den Öffnungsbereich des Deckelelements zu dem Flanschbereich des Dichtelements gelangen. Da das Dichtelement mit dem Flanschbereich die dritte Öffnung abdeckt, ist ein Austreten von Fluid aus der dritten Öffnung nicht möglich. Somit ist verhindert, dass ungefiltertes Fluid durch den Bypass direkt zu der gefilterten Seite gelangen kann. Gleichzeitig erlaubt das Dichtelement dem zweiten Fluidstrom einen Durchgang durch den Bypass. Der zweite Fluidstrom kann den Flanschbereich verschieben, sodass Fluid durch die dritte Öffnung hindurchtreten kann, um in den Öffnungsbereich zu gelangen. Von dem Öffnungsbereich kann das Fluid radial nach außen zu der ungefilterten Seite gelangen.
-
Zum Erhöhen der Dichtwirkung des Flanschbereichs und damit zum Verbessern der Funktion des zweiten Rückschlagventils weist der Öffnungsbereich bevorzugt eine Zusatzwand auf. Die Zusatzwand ist vorteilhafterweise an dem ersten Deckelteil, insbesondere ringförmig, angeordnet und umgibt besonders vorteilhaft den Flanschbereich. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zusatzwand dieselbe oder eine größere Dicke, das heißt dieselbe oder eine größere axial gemessene Dimension aufweist, wie der Flanschbereich des Dichtelements. Somit verhindert die Zusatzwand ein direktes Anströmen des Flanschbereichs durch Fluid, das aus dem ungefilterten Bereich in den Öffnungsbereich eintritt. Auf diese Weise ist die Dichtwirkung des Dichtelementes in der Funktion des zweiten Rückschlagventils erhöht.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Rückschlagventil ein Schnabelventil und/oder das zweite Rückschlagventil ein Schirmventil. Das Dichtelement ist bevorzugt eine Kombination aus Schnabelventil und Schirmventil. Das Schnabelventil erlaubt sehr einfach eine Rückschlagfunktionalität bereitzustellen, da das Schnabelventil aufgrund seiner Form nur in einer Richtung durchströmbar ist. Somit ist das Schnabelventil in einer Strömungsrichtung fest verschlossen, während das Schnabelventil durch eine entgegengesetzte Strömungsrichtung leicht öffenbar ist. Dabei ist ein Gegendruck durch das Schnabelventil minimiert. Das Schirmventil erlaubt ein Abdichten großer Fluiddurchlässe, weswegen das Schirmventil insbesondere zur Abdichtung der vorteilhafterweise mehreren dritten Öffnungen geeignet ist.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung
-
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
-
1 eine schematische Abbildung eines Filtermoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
-
2 eine erste schematische Ansicht des Dichtelements des Filtermoduls gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
-
3 eine zweite schematische Ansicht des Dichtelements des Filtermoduls gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
-
4 eine erste schematische Detailabbildung des Filtermoduls gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
-
5 eine zweite schematische Detailabbildung des Filtermoduls gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
-
6 eine dritte schematisch Detailabbildung des Filtermoduls gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 zeigt schematisch ein Filtermodul 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Filtermodul 1 umfasst ein hohlzylinderförmiges Filterelement 4, mit dem ein Fluid filterbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Fluid über eine ungefilterte Seite 2, die radial außerhalb des Filterelements 4 liegt, in das Filtermodul 1 eingebbar ist. Unter der Richtung radial außerhalb wird eine Richtung verstanden, die senkrecht zu einer Mittelachse 400 des hohlzylinderförmigen Filterelements 4 orientiert ist. Nach dem Filtern durch das Filterelement 4 ist das Fluid an eine gefilterte Seite 3 ausgebbar, die axial außerhalb eines Stirnbereichs der Hohlzylinderform des Filterelements 4 liegt. Unter der Richtung axial außerhalb ist eine Richtung entlang der Mittelachse 400 zu verstehen. Somit ist eine klare und eindeutige Trennung zwischen gefilterter Seite 3 und ungefilterter Seite 2 vorhanden.
-
In einem normalen Betriebsmodus ist somit Fluid von der ungefilterten Seite 2 durch das Filterelement 4 leitbar, wodurch das Fluid in einen Innenraum 19 (vgl. 4, 5, 6) des Filterelements 4 gelangt. Der Innenraum 19 ist derjenige Raum, den das hohlzylinderförmige Filterelement 4 umschließt. Von dem Innenraum 19 ist das Fluid durch einen Fluiddurchlass 21 eines stirnseitig angeordneten Deckelelements 9 leitbar, sodass das Fluid zu der gefilterten Seite 3 ausgebbar ist.
-
Das Filtermodul 1 erlaubt außerdem einen Rückfluss von Fluid von der gefilterten Seite 3 zu der ungefilterten Seite 2 durch einen Bypass 5, ohne dass das Fluid das Filterelement 4 passieren muss. Dazu ist das Deckelelement 9 in einen ersten Deckelteil 10 und in einen zweiten Deckelteil 11 unterteilt. Zwischen dem ersten Deckelteil 10 und den zweiten Deckelteil 11 ist ein Dichtelement 8 eingebracht, wobei das Dichtelement 8 von dem ersten Deckelteil 10 und dem zweiten Deckelteil 11 insbesondere festgeklemmt ist. Außerdem weist der erste Deckelteil 10 eine erste Öffnung 13 sowie eine Vielzahl von dritten Öffnungen 15 auf. Die erste Öffnung 13 ist insbesondere zentral in dem ersten Deckelteil 10 angeordnet und ist konzentrisch zu einer zweiten Öffnung 14 des zweiten Deckelteils 11 ausgebildet. Die Vielzahl von dritten Öffnungen 15 erstreckt sich kranzförmig um die erste Öffnung 13.
-
Das Dichtelement 8 ist in den 2 und 3 schematisch dargestellt. Durch das Dichtelement 8 sind die Funktionalität eines ersten Rückschlagventils 6 und eines zweiten Rückschlagventils 7 realisiert. Das Dichtelement 8 umfasst dabei in einem einzigen Element die beiden Rückschlagventile 6, 7. Es kann aus einem hoch-elastischen Material, z.B. aus einem Kautschuk oder Gummi hergestellt sein. Somit ist es sehr flexibel und elastisch und kann so die Funktionalität der beiden Rückschlagventilen 6, 7 gewährleisten.
-
Das erste Rückschlagventil 6 weist dabei z.B. mit konisch zulaufenden Seitenwänden 18 auf, die sich im geschlossenen Zustand schnabelförmig in der Figur nach oben weisend verjüngen und aneinander anliegen. Das erste Rückschlagventil 6 verhindert, dass Fluid durch den Fluiddurchlass 21 von der gefilterten Seite 3 zu dem Filterelement 4 fließen kann.
-
Das zweite Rückschlagventil 7 ist z.B. tellerförmig bzw. schirmartig ausgebildet. Es wirkt wie ein Schirmventil bzw. ein Membranventil. Das zweite Rückschlagventil 7 verhindert, dass Fluid durch den Bypass 5 von der ungefilterten Seite 2 zu der gefilterten Seite 3 unter Umgehung des Filterelements 4 fließen kann. Die Funktionalität des ersten Rückschlagventils 6 und des zweiten Rückschlagventils 7 ist in den 4 und 5 dargestellt.
-
In 2 ist das erste Rückschlagventil 6 in einem geschlossenen Zustand dargestellt. Die konisch zulaufenden Seitenwände 18 liegen an ihrem freien Ende aneinander an und verschließen somit die Öffnung.
-
In 3 ist das erste Rückschlagventil 6 dagegen in einem geöffneten Zustand dargestellt. Dabei sind die konisch zulaufenden Seitenwände 18 z.B. durch eine Krafteinwirkung (einen Fluidstrom) von in der Figur unten kommend auseinandergedrängt und dadurch aufgestülpt. Die freien Enden der Seitenwände 18 liegen nicht mehr aneinander an sondern geben eine Öffnung frei, durch die das Fluid strömen kann. Das erste Rückschlagventil 6 ist dabei derart ausgebildet, dass durch eine Formelastizität bzw. die intrinsische Materialelastizität das erste Rückschlagventil 6 in einem kräftefreien Zustand in seine in 2 dargestellte geschlossene Stellung bewegt wird. Das bedeutet, dass bei Beendigung der von unten wirkenden Kraft bzw. des Volumenstroms die Seitenwände 18 durch die intrinsische Elastizität des ersten Rückschlagventils 6 zurück in den geschlossenen Zustand der 2 verlagert werden, dass also die freien Enden der Seitenwände wieder aneinander anliegen.
-
Das erste Rückschlagventil 6 ist insbesondere ein Schnabelventil. Das zweite Rückschlagventil 7 ist bevorzugt ein Schirmventil. Somit ist das Dichtelement 8 bevorzugt eine Kombination aus Schnabelventil und Schirmventil.
-
Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das erste Rückschlagventil 6 und das zweite Rückschlagventil 7 als zwei voneinander separate Elemente ausgebildet sind. Oder dass die beiden Rückschlagventile 6, 7 zwar in einem Dichtelement 8 vereinigt sind, es sich jedoch um zunächst zwei separate Elemente handelt, die erst in einem weiteren Schritt zu einem einzigen Dichtelement 8 zusammengefügt werden.
-
4 zeigt eine erste schematisch Detailansicht des Filtermoduls 1 aus 1. In 4 ist eine Situation gezeigt, in der ein erster Fluidstrom 100 das Filtermodul 1 durchströmt. In diesem Fall soll das Fluid gefiltert werden und durch das Filterelement 4 von der ungefilterten Seite 2 zu der gefilterten Seite 3 gelangen. Dabei ist durch das zweite Rückschlagventil 7 verhindert, dass Fluid durch den Bypass 5 unter Umgehung des Filterelements 4 von der ungefilterten Seite 2 zu der gefilterten Seite 3 gelangen kann.
-
In 5 ist im Gegensatz zu 4 ein zweiter Fluidstrom 200 gezeigt, bei dem ein Rückfluss des Fluides realisiert werden soll. Der zweite Fluidstrom 200 dient insbesondere zum Entfernen des Fluides aus einem System, dem das Fluid zugeführt werden soll. Um zu verhindern, dass bei dem Rückfluss das Fluid durch das Filterelement 4 fließen muss und somit gefilterte Partikel aus dem Filterelement 4 lösen kann, ist der Bypass 5 vorhanden. Gleichzeitig verhindert das erste Rückschlagventil 6 einen Fluidfluss durch den Fluiddurchlass 21. Der Bypass 5 umfasst die Vielzahl von dritten Öffnungen 15 sowie einen Öffnungsbereich 12, der zwischen dem ersten Deckelteil 10 und dem zweiten Deckelteil 11 vorhanden ist und sich radial nach außen zu dem ungefilterten Bereich 2 erstreckt.
-
Das Dichtelement 8 weist, wie z.B. in den 2 und 3 gezeigt, einen Rohrbereich 16 und einen Flanschbereich 17 auf. Der Rohrbereich 16 dient zum Verbinden der ersten Öffnung 13 des ersten Deckelteils 10 und der zweiten Öffnung 14 des zweiten Deckelteils 11. Die Verbindung kann bevorzugt fluiddicht abgedichtet sein. Somit dient der Rohrbereich 16 dazu, das Fluid aus dem Innenraum 19 des Filterelements 4 durch das Deckelelement 9 zu der gefilterten Seite 3 zu leiten. Die erste Öffnung 13, die zweite Öffnung 14 und der Rohrbereich 16 stellen somit den Fluiddurchlass 21 dar (siehe 1). Gleichzeitig dichtet das Dichtelement 8 mit dem Rohrbereich 16 den Fluiddurchlass 21 zu dem Bypass 5 ab.
-
Der Rohrbereich 16 des Dichtelementes 8 weist außerdem konisch zulaufende Seitenwände 18 auf. Die konisch zulaufenden Seitenwände 18 verschließen den Rohrbereich 16 vollständig (vgl. 2 und 5) und bilden somit das Schnabelventil. Dabei ist vorgesehen, dass der erste Fluidstrom 100 die konisch zulaufenden Seitenwände 18 auseinanderdrängt, wie dies in 3 und 4 gezeigt ist. Durch das Auseinanderdrängen der konisch zulaufenden Seitenwände 18 ist der Rohrbereich 16 freigegeben. Dazu ist nur ein geringer Fluiddruck notwendig, sodass ein Gegendruck des Schnabelventils minimiert ist. Bei ausbleibendem ersten Fluidstrom 100 klappen die konischen Seitenwände 18 aufgrund ihrer Formelastizität bzw. ihrer Materialelastizität wieder zusammen, d.h. die freien Enden der Seitenwände 18 liegen aneinander an. Dadurch wird die Öffnung verschlossen und damit ist auch der Rohrbereich 16 verschlossen bzw. nicht mehr freigegeben. Die Seitenwände sind dabei mit einem ersten Ende am Rohrbereich angeordnet bzw. befestigt. Ein von dem ersten Ende abgewandtes zweites Ende der Seitenwände 18 ist das freie Ende.
-
Im Gegensatz zum ersten Fluidstrom 100 kann der in Gegenrichtung zum ersten Fluidstrom 100 fließende zweite Fluidstrom 200 die konisch zulaufenden Seitenwände 18 nicht auseinanderdrängen, weshalb der Rohrbereich 16 verschlossen bleibt. Dadurch entfalten die konisch zulaufenden Seitenwände 18 eine Rückschlagventilfunktionalität. Insbesondere stellen die konisch zulaufenden Seitenwände 18 das erste Rückschlagventil 6 dar. Der Rohrbereich 16 weist somit das erste Rückschlagventil 6 auf. Dies bedeutet, dass der Rohrbereich 16 durch die konisch zulaufenden Wände 18 verhindert, dass Fluid von der gefilterten Seite 3 in den Innenraum 19 und von dort durch das Filterelement 4 zu der ungefilterten Seite 2 gelangen kann. Dies verhindert vorteilhafterweise ein Lösen von gefilterten Partikeln aus dem Filterelement 4.
-
Um dennoch einen Fluidstrom von der gefilterten Seite 3 zu der ungefilterten Seite 2 zu ermöglichen, ist der Bypass 5 vorhanden. Der Bypass 5 umfasst, wie zuvor beschrieben, die dritten Öffnungen 15 und den Öffnungsbereich 12. Dabei ist vorgesehen, dass der Flanschbereich 17 (siehe 2 und 3) des Dichtelements 8 das zweite Rückschlagventil 7 darstellt. So ist vorgesehen, dass der Flanschbereich 17 als Schirmventil die dritten Öffnungen 15 abdeckt, sodass ein Übergang von Fluid von jeder dritten Öffnung 13 zu dem Öffnungsbereich 12 unterbunden ist. Sollte Fluid radial von außen in den Öffnungsbereich 12 strömen, so wird der Flanschbereich 17 des Dichtelementes 8 durch den Fluiddruck auf den ersten Deckelteil 10 gepresst, wodurch der Bypass 5 sicher und zuverlässig verschlossen ist. Somit ist verhindert, dass Fluid von der ungefilterten Seite 2 unter Umgehung des Filterelements 4 zu der gefilterten Seite 3 gelangen kann. Gleichzeitig kann Fluid, das entlang des zweiten Fluidstroms 200 strömt, den Flanschbereich 17 des Dichtelementes 8 verschieben bzw. (bezogen auf die Darstellungen in 4 und 5) nach unten klappen bzw. nach unten verlagern. Dabei werden die radial äußeren Enden des Flanschbereichs nach unten geklappt bzw. verlagert. Somit ist der Bypass 5 freigebbar, da in diesem Fall Fluid von der dritten Öffnung 15 zu dem Öffnungsbereich 12 gelangen kann. Über den Öffnungsbereich 12 ist das Fluid radial nach außen und somit an den ungefilterten Bereich 2 ausgebbar.
-
Es ist somit ersichtlich, dass Fluid das Filtermodul 1 in zwei Richtungen durchströmen kann, wobei eine Richtung ein Umgehen des Filterelements 4 erlaubt. Somit ist das Fluid nur in einer Richtung filterbar, wodurch insbesondere verhindert ist, dass sich bereits ausgefilterte Elemente aus dem Filterelement 4 lösen und wieder in das Fluid gelangen.
-
6 zeigt eine dritte schematische Teilabbildung des Filtermodules 1 aus 1. In 6 ist dargestellt, dass der Öffnungsbereich 12 eine Zusatzwand 20 aufweist, die an dem ersten Deckelteil 10 angeordnet ist. Die Zusatzwand 20 weist insbesondere dieselbe Dicke, das heißt dieselbe oder eine größere in Richtung der Mittelachse 400 gemessene Dimension auf, wie der Flanschbereich 17 des Dichtelements 8. Somit verhindert die Zusatzwand 20 ein direktes, radiales bzw. seitliches Anströmen des Flanschbereichs 17 durch Fluid, das aus dem ungefilterten Bereich 3 in den Öffnungsbereich 12 eintritt. Dazu umgibt die Zusatzwand 20 den Flanschbereich 17 vorteilhafterweise ringförmig. Auf diese Weise ist die Dichtwirkung des Dichtelementes 8 in der Funktion des zweiten Rückschlagventils 7 erhöht, wodurch sichergestellt ist, dass kein Fluid von der ungefilterten Seite 2 zu der gefilterten Seite 3 unter Umgehung des Filtermodules 4 gelangen kann. Insbesondere kann ein dritter Fluidstrom 300, der von der ungefilterten Seite 2 in den Öffnungsbereich 12 fließt, das Dichtelement 8, insbesondere den Flanschbereich 17, erst nach Umlenkung durch die Zusatzwand 20 erreichen. Denn durch die Zusatzwand 20 kann dieser dritte Fluidstrom 300 nicht direkt den Flanschbereich 17 des Dichtelements 8 seitlich anströmen bzw. unterströmen und diesen Flanschbereich 17 von den dritten Öffnungen 15 abheben.
-
Das Filtermodul 1 kann z.B. in einem hier nicht dargestellten Flüssigkeitsfilter eingesetzt sein. Dieser Flüssigkeitsfilter kann das Filtermodul 1 umfassen, sowie ein Filtergehäuse, in welches das Filtermodul 1 einsetzbar ist. Der Flüssigkeitsfilter kann wenigstens einen Flüssigkeitszulauf aufweisen, durch den ungefilterte Flüssigkeit der ungefilterten Seite des Filtermoduls 1 zugeführt wird. Der Flüssigkeitszulauf kann z.B. an dem Filtergehäuse vorgesehen sein. Der Flüssigkeitsfilter kann weiterhin wenigstens einen Flüssigkeitsablauf aufweisen, durch den gefilterte Flüssigkeit von der gefilterten Seite des Filtermoduls 1 aus dem Flüssigkeitsfilter abgeführt werden kann. Der Flüssigkeitsablauf kann an dem Filtergehäuse angeordnet sein.
-
Das Filtermodul 1 kann zur Filtrierung von fluiden Brennkraftstoffen wie z.B. Benzin oder Diesel geeignet sein. Es kann auch für die Filtrierung fluider wässriger Lösungen, z.B. Harnstofflösungen für DENOX-Anwendungen geeignet sein. Im Kontext dieser Anmeldung wird unter dem Begriff Kraftstoff auch Harnstoff verstanden. Somit kann ein für die Filtrierung von Benzin, Diesel oder Harnstofflösungen verwendbares Filtermodul 1 als Kraftstoff-Filtermodul 1 bezeichnet werden.
-
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
-
