DE102015223340A1

DE102015223340A1 - Flüssigkeitsfilter

Info

Publication number: DE102015223340A1
Application number: DE102015223340.5A
Authority: DE
Inventors: Sajjan Kumar; Neeraj Kumar; Rohit Moudgil
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-11-25
Publication date: 2017-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter (1) mit – einem Filtergehäuse (2), in welchem ein Ringfilterelement (3) angeordnet ist, – einem zwischen einer Rohseite (4) und einer Reinseite (5) angeordneten Überdruckventil (6), das einen Ventilkörper (7), einen Ventilsitz (8) und eine den Ventilkörper (7) in seine Schließstellung gegen den Ventilsitz (8) vorspannende Spiralfeder (9) aufweist. Erfindungswesentlich ist dabei, – dass der Ventilkörper (7) aus Kunststoff ausgebildet ist und einen Ventilteller (10) sowie zwei sich daran anschließende stegartige Axialabschnitte (11) aufweist, die eine Führung und Fixierung der Spiralfeder (9) ermöglichen, – dass an einem jeweiligen Längsende der beiden Axialabschnitte (11) jeweils eine Hakenkontur (12) mit einer in Radialrichtung (13) verlaufenden Nut (14) angeordnet ist, die einen Radialbügel (15) der Spiralfeder (9) umgreifen, sodass dieser in den beiden Nuten (14) angeordnet ist und wobei die beiden Hakenkonturen (12) gegensinnig zueinander angeordnet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter mit einem Filtergehäuse, in dem ein Ringfilterelement angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Überdruckventil für ein solches Flüssigkeitsfilter.
Aus der DE 690 09 482 T2 ist ein gattungsgemäßes Flüssigkeitsfilter mit einem Filtergehäuse bekannt, in dem ein Ringfilterelement angeordnet ist. Zwischen einer Rohseite und einer Reinseite ist darüber hinaus ein Überdruckventil angeordnet, welches bei Überschreiten einer vordefinierten Druckdifferenz öffnet und einen Übertritt von Flüssigkeit von der Rohseite unter Umgehung des Ringfilterelements zur Reinseite ermöglicht. Das Überdruckventil selbst weist dabei einen Ventilkörper, einen Ventilsitz und einen den Ventilkörper in seine Schließstellung gegen den Ventilsitz vorspannende Spiralfeder auf, wobei letztere über einzelne Rasthaken gehalten ist.
Nachteilig bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Flüssigkeitsfilter ist jedoch die vergleichsweise filigrane Ausführung der einzelnen Rasthaken zur Halterung der Spiralfeder, welche nicht nur vergleichsweise leicht brechen können, sondern zudem auch ein Verkanten des Ventilkörpers relativ zum Ventilsitz hin nicht zuverlässig verhindern.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Flüssigkeitsfilter der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere kostengünstig und fertigungstechnisch einfach herzustellen ist und das Risiko eines Bruchs einer Federhalterung und zudem die Gefahr eines Verkantens des Ventilkörpers relativ zum Ventilsitz zumindest minimiert.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Fixierung einer Spiralfeder an einem Ventilkörper eines Überdruckventils für ein Flüssigkeitsfilter nicht mehr wie bisher aus dem Stand der Technik bekannt, über filigrane Rasthaken zu realisieren, sondern erstmals über vergleichsweise massive, stegartige Axialabschnitte, die nicht nur deutlich steifer sind, sondern die zudem auch eine Führung der Spiralfeder ermöglichen und damit die Gefahr eines Verkantens eines Ventilkörpers relativ zu einem Ventilsitz des Überdruckventils minimieren. Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter weist dabei in bekannter Weise ein Filtergehäuse mit einem darin angeordneten Ringfilterelement auf, wobei das Überdruckventil zwischen einer Rohseite und einer Reinseite des Ringfilterelements angeordnet ist und bei Überschreiten einer vordefinierten Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite öffnet und dadurch einen Übertritt von Flüssigkeit von der Rohseite unter Umgehung des Ringfilterelements zur Reinseite hin ermöglicht. Das Überdruckventil weist dabei besagten Ventilkörper, den Ventilsitz sowie eine den Ventilkörper in seine Schließstellung gegen den Ventilsitz vorspannende Spiralfeder auf. Erfindungsgemäß ist nun der Ventilkörper aus Kunststoff ausgebildet und weist einen Ventilteller sowie zwei sich daran anschließende, stegartige Axialabschnitte auf, die sowohl eine Führung als auch zugleich eine Fixierung der Spiralfeder ermöglichen, was mit den bisher aus dem Stand der Technik bekannten Rasthaken nicht möglich war. An einem jeweiligen Längsende der beiden Axialabschnitte ist dabei jeweils eine Hakenkontur mit einer in Radialrichtung verlaufenden Nut angeordnet, die einen Radialbügel der Spiralfeder umgreifen, so dass dieser in den beiden Nuten der jeweiligen Hakenkontur angeordnet ist. Zusätzlich sind die beiden Hakenkonturen gegensinnig, d.h. einander zugewandt, angeordnet, wodurch ein unbeabsichtigtes Heraustreten des Radialbügels der Spiralfeder aus der Hakenkontur, d.h. aus deren Nuten, zuverlässig vermieden werden kann. Der erfindungsgemäße Ventilkörper ist aufgrund seiner Herstellung aus Kunststoff fertigungstechnisch einfach und kostengünstig zu fertigen, insbesondere im Rahmen eines Kunststoffspritzgussverfahrens, wobei die beiden stegartigen Axialabschnitte eine zuverlässige Führung des Ventilkörpers erzwingen und dadurch ein Verkanten des Ventilkörpers relativ zum Ventilsitz und verbunden damit eine Fehlfunktion ausschließen. Mit dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter und dem darin angeordneten, erfindungsgemäßen Überdruckventil ist es somit erstmals möglich, das Überdruckventil und indirekt über dieses auch das Flüssigkeitsfilter funktionssicherer zu gestalten, ohne hierfür einen hohen konstruktiven Aufwand betreiben zu müssen. Durch die beiden gegensinnig angeordneten Hakenkonturen kann zudem ein Austreten des Radialbügels der Spiralfeder aus den beiden Nuten zuverlässig ausgeschlossen werden, wodurch ebenfalls die Funktionssicherheit des Überdruckventils auch langfristig gewährleistet werden kann. Bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Ventilkörper konnte bereits das Brechen eines Rasthakens zum Verlust der Federkraft und damit zu einem erleichterten Öffnen des Überdruckventils und verbunden damit zu einer Fehlfunktion des Flüssigkeitsfilters führen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist an jedem Axialabschnitt ein sich in Axialrichtung und Radialrichtung erstreckender Steg angeordnet, der zusammen mit dem zugehörigen Axialabschnitt üblicherweise eine L-förmige Querschnittskontur bildet, wobei die beiden Stege zusätzlich zu den Axialabschnitten eine Führung der Spiralfeder übernehmen. Die beiden Stege sind dabei derart ausgebildet, dass über diese und die beiden zugehörigen Axialabschnitte die Spiralfeder zuverlässig an vier Punkten einer Innenseite und damit äußerst exakt geführt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Ventilsitz aus Kunststoff oder aus Metall ausgebildet. Die Ausbildung des Ventilsitzes aus Kunststoff ermöglicht dabei eine fertigungstechnisch einfach und zugleich äußerst kostengünstige Herstellungsweise. Bei einer Herstellung des Ventilsitzes aus Metall kann dieser zusätzliche Federarme aufweisen, über welche er das Ringfilterelement gegen das Gehäuse vorspannt. Eine derartige Ausführungsform dürfte zwar etwas teurer sein als eine vergleichbare Ausführungsform des Ventilsitzes aus Kunststoff, jedoch kann in diesem Fall dem Ventilsitz eine weitere Funktion, nämlich die Vorspannfunktion des Ringfilterelements gegen das Gehäuse, zugedacht werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist das Flüssigkeitsfilter als Kraftstofffilter, als Ölfilter oder als Hydraulikfilter ausgebildet. Bereits diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen, welch mannigfaltige Einsatzgebiete sich für das erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter bieten.
Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Überdruckventil für ein zuvor beschriebenes Flüssigkeitsfilter anzugeben, welches einen Ventilkörper, einen Ventilsitz und eine den Ventilkörper in seine Schließstellung gegen den Ventilsitz vorspannende Spiralfeder aufweist. Bei diesem Überdruckventil ist der Ventilkörper ebenfalls aus Kunststoff ausgebildet und weist einen Ventilteller sowie zwei sich daran anschließende, stegartige Axialabschnitte auf, die sowohl eine Führung als auch eine Fixierung der Spiralfeder ermöglichen. An einem jeweiligen Längsende der beiden Axialabschnitte ist jeweils eine Hakenkontur mit einer in Radialrichtung verlaufenden Nut angeordnet, die einen Radialbügel der Spiralfeder umgreift und dadurch hält, so dass dieser in den beiden Nuten angeordnet ist, wobei zur Sicherung des Radialbügels die beiden Hakenkonturen gegensinnig zueinander angeordnet sind. Ein derartiges Überdruckventil kann somit als Ersatzteil auch nachträglich in bereits bestehende Flüssigkeitsfilter eingebaut werden. Zugleich kann auch ein Austausch eines derartigen Überdruckventils bei einer Fehlfunktion vergleichsweise einfach erreicht werden, da das Überdruckventil als zusammenhängende Baugruppe ausgebildet ist und dadurch vergleichsweise einfach ausgetauscht werden kann.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Flüssigkeitsfilter,
2 eine Ansicht auf ein erfindungsgemäßes Überdruckventil,
3, 4 jeweils Explosionsdarstellungen des Überdruckventils aus unterschiedlichen Ansichten.
Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßes Flüssigkeitsfilter 1, welches beispielsweise als Ölfilter, als Kraftstofffilter oder als Hydraulikfilter ausgebildet sein kann, ein Filtergehäuse 2 auf, in dem ein Ringfilterelement 3 angeordnet ist. Zwischen einer Rohseite 4 und einer Reinseite 5 ist dabei ein Überdruckventil 6 (vgl. auch die 2 bis 4) angeordnet, das bei Überschreiten einer vordefinierten Druckdifferenz zwischen der Rohseite 4 und der Reinseite 5 öffnet und einen Übertritt von Flüssigkeit von der Rohseite 4 unter Umgehung des Ringfilterelements 3 zur Reinseite 5 hin ermöglicht. Das Überdruckventil 6 weist dabei einen Ventilkörper 7, einen Ventilsitz 8 sowie eine den Ventilkörper 7 in seine Schließstellung gegen den Ventilsitz 8 vorspannende Spiralfeder 9 auf (vgl. auch die 2 bis 4).
Um nun das Überdruckventil 6 einerseits kostengünstig und fertigungstechnisch einfach und andererseits äußerst zuverlässig hinsichtlich seiner Funktion ausbilden bzw. herstellen zu können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ventilkörper 7 aus Kunststoff, insbesondere als Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet ist und einen Ventilteller 10 sowie zwei sich daran anschließende, stegartige Axialabschnitte 11 aufweist, die sowohl eine Führung als auch eine Fixierung der Spiralfeder 9 ermöglichen. Zur Fixierung der Spiralfeder 9 ist an einem jeweiligen Längsende der beiden Axialabschnitte 11 jeweils eine Hakenkontur 12 mit einer in Radialrichtung 13 verlaufenden Nut 14 angeordnet, die einen Radialbügel 15 der Spiralfeder 9 umgreift, so dass dieser in den beiden Nuten 14 angeordnet und gehalten ist. Die beiden Hakenkonturen 12 sind dabei gegensinnig zueinander, d.h. gegeneinander angeordnet, was ein unbeabsichtigtes Heraustreten des Radialbügels 15 aus den zugehörigen Nuten 14 zumindest erschwert. Mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Ventilkörper 7 ist es möglich, diesen beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil und damit nicht nur qualitativ hochwertig, sondern zudem auch kostengünstig herzustellen. Durch die vergleichsweise massiven Axialabschnitte 11 kann zum einen die Spiralfeder 9 zuverlässig fixiert werden und zum anderen zugleich eine Führung des Ventilkörpers 7 relativ zum Ventilsitz 8 erzwungen werden, die ein unbeabsichtigtes und zu einer Fehlfunktion führendes Verkanten bzw. Verkippen des Ventilkörpers 7 relativ zum Ventilsitz 8 zuverlässig vermeidet.
Bei bisherigen aus dem Stand der Technik bekannten Überdruckventilen war die Spiralfeder 9 lediglich über Rasthaken gehalten, die weder eine Führungsfunktion aufwiesen, noch eine derart hohe Stabilität, wie die erfindungsgemäß vorgesehenen Axialabschnitte 11.
Betrachtet man die 2 bis 4 weiter, so kann man erkennen, dass an jedem Axialabschnitt 11 ein sich in Axialrichtung 16 und Radialrichtung 13 erstreckender Steg 17 angeordnet ist, wobei die Axialabschnitte 11 zusammen mit den Stegen 17 die Spiralfeder 9 führen. Bei montiertem Überdruckventil 6 sind die Axialabschnitte 11 und die Stege 17 in einem Inneren der Spiralfeder 9 angeordnet, so dass sich diese um die Axialabschnitte 11 und die Stege 17 herum windet.
Der Ventilsitz 8 selbst kann dabei wahlweise alternativ aus Kunststoff oder aus Metall ausgebildet sein, wobei die Ausbildung aus Kunststoff eine vergleichsweise kostengünstige Fertigung ermöglicht. Bei einer Herstellung des Ventilsitzes 8 aus Metall können an diesem zusätzliche Federarme 18 vorgesehen werden, über welche der Ventilsitz 8 das Ringfilterelement 3 gegenüber dem Filtergehäuse 2 des Flüssigkeitsfilters 1 vorspannt.
Neben dem Flüssigkeitsfilter 1 soll selbstverständlich auch Schutz für das Überdruckventil 6 beansprucht werden, welches aus dem Ventilkörper 7, der Spiralfeder 9 und dem Ventilsitz 8 zusammengebaut ist. Ein derartiges erfindungsgemäßes Überdruckventil 6 kann dabei selbstverständlich auch in bestehende Flüssigkeitsfilter anderer Bauart eingebaut werden, sofern es hinsichtlich seinen Abmessungen an das ebenfalls in diesem Flüssigkeitsfilter eingebaute Ringfilterelement angepasst ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Überdruckventil 6 kann nicht nur eine kostengünstige und fertigungstechnisch einfache Herstellungsweise erreicht werden, sondern auch eine deutliche Steigerung der Funktionssicherheit, da sowohl ein Herausgleiten des Radialbügels 15 der Spiralfeder 9 aus den Nuten 14 der Hakenkonturen 12 wirksam ausgeschlossen werden kann, als auch ein Verkanten des Ventilkörpers 7 relativ zum Ventilsitz 8 aufgrund der von den Axialabschnitten 11 und den Stegen 17 bewirkten Führungsfunktion.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69009482 T2 [0002]

Claims

Flüssigkeitsfilter (1) mit – einem Filtergehäuse (2), in welchem ein Ringfilterelement (3) angeordnet ist, – einem zwischen einer Rohseite (4) und einer Reinseite (5) angeordneten Überdruckventil (6), das bei Überschreiten einer vordefinierten Druckdifferenz zwischen der Rohseite (4) und der Reinseite (5) öffnet und einen Übertritt von Flüssigkeit von der Rohseite (4) unter Umgehung des Ringfilterelements (3) zur Reinseite (5) ermöglicht, wobei das Überdruckventil (6) einen Ventilkörper (7), einen Ventilsitz (8) und eine den Ventilkörper (7) in seine Schließstellung gegen den Ventilsitz (8) vorspannende Spiralfeder (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Ventilkörper (7) aus Kunststoff ausgebildet ist und einen Ventilteller (10) sowie zwei sich daran anschließende stegartige Axialabschnitte (11) aufweist, die eine Führung und Fixierung der Spiralfeder (9) ermöglichen, – dass an einem jeweiligen Längsende der beiden Axialabschnitte (11) jeweils eine Hakenkontur (12) mit einer in Radialrichtung (13) verlaufenden Nut (14) angeordnet ist, die einen Radialbügel (15) der Spiralfeder (9) umgreifen, sodass dieser in den beiden Nuten (14) angeordnet ist und wobei die beiden Hakenkonturen (12) gegensinnig zueinander angeordnet sind.
Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Axialabschnitt (11) ein sich in Axialrichtung (16) und Radialrichtung (13) erstreckender Steg (17) angeordnet ist, die zusammen mit den beiden Axialabschnitten (11) die Spiralfeder (9) führen.
Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialabschnitte (11) und die Stege (17) in einem Inneren der Spiralfeder (9) angeordnet sind.
Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (7) als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist.
Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (8) aus Kunststoff oder aus Metall ausgebildet ist.
Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (8) aus Metall ausgebildet ist und Federarme (18) aufweist, über welche er das Ringfilterelement (3) gegen das Gehäuse (2) vorspannt.
Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeitsfilter (1) als Kraftstofffilter, als Ölfilter oder als Hydraulikfilter ausgebildet ist.
Überdruckventil (6) für ein Flüssigkeitsfilter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, – mit einem Ventilkörper (7), einem Ventilsitz (8) und einer den Ventilkörper (7) in seine Schließstellung gegen den Ventilsitz (8) vorspannenden Spiralfeder (9), – wobei der Ventilkörper (7) aus Kunststoff ausgebildet ist und einen Ventilteller (10) sowie zwei sich daran anschließende stegartige Axialabschnitte (11) aufweist, die eine Führung und Fixierung der Spiralfeder (9) ermöglichen, – wobei an einem jeweiligen Längsende der beiden Axialabschnitte (11) jeweils eine Hakenkontur (12) mit einer in Radialrichtung (13) verlaufenden Nut (14) angeordnet ist, die einen Radialbügel (15) der Spiralfeder (9) umgreifen, sodass dieser in den beiden Nuten (14) angeordnet ist und wobei die beiden Hakenkonturen (12) gegensinnig zueinander angeordnet sind.
Überdruckventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Axialabschnitt (11) ein sich in Axialrichtung (16) und Radialrichtung (13) erstreckender Steg (17) angeordnet ist, die zusammen mit den beiden Axialabschnitten (11) die Spiralfeder (9) führen.
Überdruckventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialabschnitte (11) und die Stege (17) in einem Inneren der Spiralfeder (9) angeordnet sind.
Überdruckventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, – dass der Ventilkörper (7) als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist, und/oder – dass der Ventilsitz (8) aus Kunststoff oder aus Metall ausgebildet ist.