DE102016212591A1 - Flüssigfiltereinrichtung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flüssigfiltereinrichtung (1) für eine Flüssigkeit (8) mit zumindest einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Filterelement (3), das eine Rohseite (4) von einer Reinseite (5) trennt und mit einem Bypassventil (6). Erfindungswesentlich ist dabei, dass das Bypassventil (6) zumindest eine permanent offene Bypassöffnung (11) aufweist, die derart angeordnet ist, dass sie in Abhängigkeit einer Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit (8) durchströmt ist oder nicht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigfiltereinrichtung mit zumindest einem in einem Gehäuse angeordneten Filterelement und einem Bypassventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Filterelement, insbesondere für eine solche Filtereinrichtung.
  • Bei modernen Flüssigfiltereinrichtungen, insbesondere bei Öl- oder Kraftstofffiltern für Brennkraftmaschinen, kann es bei niedrigen Außentemperaturen zum Problem der sogenannten Versulzung kommen. Dieser Zustand beschreibt die Situation, wenn das Öl bzw. der Kraftstoff oder generell die zu filternde Flüssigkeit zähflüssig werden und ggf. sogar eine Feststoffausfällung, beispielsweise eine Paraffinausfällung, erfolgt. Das zähflüssige Medium erzeugt dabei am Filterkörper bzw. generell am Filtermedium einen deutlichen Druckanstieg, wodurch es zu einer Zerstörung des Filtermediums bzw. zu einer deutlichen Reduzierung der Filterleistung kommen kann. Um eine Brennkraftmaschine dennoch ausreichend mit Kraftstoff bzw. Öl versorgen zu können, existieren in der Regel sogenannte Bypassventile, welche es in geöffnetem Zustand ermöglichen, den Filterkörper bzw. das Filtermedium zu umgehen. Derartige Bypassventile weisen normalerweise einen Ventilkörper, einen Ventilsitz sowie eine Ventilfeder auf und öffnen druckabhängig.
  • Aus der DE 10 2012 012 542 A1 ist eine Flüssigfiltereinrichtung mit einem Ringfilterelement bekannt, das einen zwischen zwei Endscheiben angeordneten Filterkörper zum Filtern einer Flüssigkeit und eine im oder an der Endscheibe angeordnete Entlüftungseinrichtung zum Durchlassen von in einem Rohfluidbereich gesammeltem Gas besitzt. Die Entlüftungseinrichtung umfasst dabei eine oder mehrere Fluidströmungskanäle zum Erzeugen eines Strömungswiderstandes, wobei ein Fluidströmungskanal mindestens eine Strömungsrichtungsänderung des Gases erzwingt.
  • Aus der DE 10 2008 040 924 A1 ist ein Kraftstoffversorgungssystem mit einem Förderaggregat sowie einer von dem Förderaggregat zu einer Brennkraftmaschine führenden Druckleitung bekannt, in der ein Rückschlagventil angeordnet ist und eine stromab des Rückschlagventils von der Druckleitung abzweigenden Zweigleitung, in der ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist. Tritt in der Druckleitung ein Überdruck auf, kann dieser über das Druckbegrenzungsventil abgelassen werden, ohne dabei ein Auslaufen von Kraftstoff befürchten zu müssen.
  • Generell ist zu den aus dem Stand der Technik bekannten Bypassventilen zu sagen, dass diese – wie eingangs erwähnt – üblicherweise einen auf einem Ventilsitz aufliegenden und gegen diesen Ventilsitz vorgespannten Ventilkörper aufweisen, wodurch das Bypassventil an sich bereits mehrere Teile umfasst, die montiert werden müssen. Je nach Einbaulage erfordert dies einen nicht zu unterschätzenden, komplexen Einbauvorgang.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Flüssigfiltereinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere ein konstruktiv einfaches und kostengünstiges Bypassventil aufweist.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Bypassventil nicht mehr wie bislang aus dem Stand der Technik bekannt, mit einem Ventilsitz und einem darauf vorgespannten Ventilkörper auszubilden, sondern mit zumindest einer permanent offenen Bypassöffnung, die in Abhängigkeit einer Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durchströmt ist oder nicht. Das heißt, dass diese bei normalen Betriebsverhältnissen aufgrund einer dann herrschenden höheren bzw. normalen Strömungsgeschwindigkeit nicht durchströmt ist, sondern ausschließlich bei einer dazu reduzierten Strömungsgeschwindigkeit, also bei beispielsweise schlecht oder gar nicht durchgängigem Filterelement. Hierfür kann die erfindungsgemäße Filtereinrichtung unterschiedliche Ausführungsformen aufweisen, beispielsweise mit an einer Endscheibe des Filterelements angeordnetem Bypassventil und Strömungsleitelementen, mit an einer Venturiegeometrie in einem Zuströmkanal angeordnetem Bypassventil oder mit im Bereich von Staudruckelementen oder Blenden angeordnetem Bypassventil. Allen Ausführungsformen ist dabei gemein, dass die zumindest eine dem Bypassventil zugeordnete und permanent offene Bypassöffnung im normalen Betriebszustand bei der hierbei üblichen Strömungsgeschwindigkeit keinen oder sogar einen rückwärts gerichteten Bypassstrom erlaubt, bei einem verstopften Filterelement oder auch bei kalten Außentemperaturen hingegen, bei welchem die Strömungsgeschwindigkeit reduziert ist, eine Umgehung des Filterelements ermöglicht.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind entsprechende Strömungsleitelemente in einem (strömungsabgewandten) Bereich mit reduziertem Druck p2 angeordnet ist, wodurch während des normalen Betriebs der Flüssigfiltereinrichtung keine Strömung von einer Rohseite zu einer Reinseite durch die Bypassöffnung erfolgt, sondern ausschließlich dann, wenn dies die Strömungsverhältnisse, beispielsweise aufgrund einer erhöhten Zähigkeit und/oder einer zu niedrigen Temperatur der Flüssigkeit, erfordern. Die erfindungsgemäße Flüssigfiltereinrichtung weist dabei zumindest ein in einem Gehäuse angeordnetes Filterelement auf, wobei das Filterelement eine Rohseite von einer Reinseite trennt. Ebenfalls vorgesehen ist das zuvor erwähnte Bypassventil, welches die Rohseite mit der Reinseite verbindet. Gemäß einer Variante weist nun dieses Bypassventil Strömungsleitelemente auf, die im Betrieb der Flüssigfiltereinrichtung eine Strömungsumlenkung der Flüssigkeit bewirken und wobei in einem Strömungsschatten, d.h. auf einer der Anströmseite abgewandten Seite, zumindest eines dieser Strömungsleitelemente die zuvor erwähnte permanent offene Bypassöffnung angeordnet ist. Das erfindungsgemäße Bypassventil ist somit über eine spezielle Anströmung bei unterschiedlichen Betriebszuständen geschaltet. Bei kalten Außentemperaturen beispielsweise, bei welchen die zu filternde Flüssigkeit eine erhöhte Zähigkeit aufweist, also beispielsweise bei einem Start einer Brennkraftmaschine, besitzt die Flüssigkeit eine vergleichsweise geringe Strömungsgeschwindigkeit. Dadurch wird sie durch die Strömungsleitelemente auch nur weniger stark umgelenkt, wodurch sich im Strömungsschatten der Strömungsleitelemente auch kein oder nahezu kein Differenzdruck zur Anströmseite einstellt, sondern die filternde Flüssigkeit um die Strömungsleitelemente auch in den Strömungsschatten, d.h. auf eine strömungsabgewandte Seite des Strömungsleitelements strömen und dort über die permanent offene Bypassöffnung zur Reinseite gelangen kann. Bei normalen bzw. höheren Betriebstemperaturen besitzt die zu filternde Flüssigkeit eine reduzierte Zähigkeit, also eine reduzierte Viskosität, und damit auch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit, so dass sie von den Strömungsleitelementen derart umgelenkt wird, dass im Strömungsschatten oder auf einer strömungsabgewandten Seite des jeweiligen Strömungsleitelements ein Unterdruck entsteht, der einen Durchtritt der ungefilterten Flüssigkeit von der Rohseite zur Reinseite unterbindet und vielmehr sogar durch den im Vergleich zur Anströmseite niedrigeren Druck p2 (Unterdruck) ähnlich einer Saugstrahlpumpe über die Bypassöffnungen gefilterte Flüssigkeit von der Reinseite ansaugt. "Unterdruck" bedeutet dabei lediglich einen zum Druck p1 auf der Anströmseite um einen Differenzdruck Δp auf der Abströmseite, das heißt im Strömungsschatten, reduzierten Druck p2. Durch die erfindungsgemäß ausgebildeten Strömungsleitelemente und die erfindungsgemäß auf deren strömungsabgewandter Seite angeordneten Bypassöffnungen sind diese zwar konstruktiv die ganze Zeit, d.h. permanent offen, ein Bypassstrom von der Roh- zur Reinseite erfolgt jedoch nur, sofern dies die Zähigkeit der zu filternden Flüssigkeit bzw. deren Temperatur und des daraus resultierenden Drucks im Bereich der Bypassöffnung erlaubt. Im normalen Betrieb hingegen erfolgt keine Bypassströmung oder sogar je nach Größe des entstehenden Unterdrucks p2 eine rückwärtsgewandte Bypassströmung von der Rein- zur Rohseite.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist das Filterelement als Ringfilterelement ausgebildet und die Strömungsleitelemente und die zumindest eine Bypassöffnung sind an einer Endscheibe dieses Ringfilterelements angeordnet. Ein derartiges Ringfilterelement kann beispielsweise in einem normalen Schmier- oder Kraftstofffilter eingesetzt werden, wobei die Strömungsleitelemente vergleichsweise einfach zusammen mit der jeweiligen Endscheibe in einen gemeinsamen Kunststoffspritzgießvorgang herstellbar und damit einstückig mit der Endscheibe ausgebildet sind. Alternativ hierzu kann das Filterelement auch als Endabscheider, beispielsweise zum Abscheiden von Wasser, ausgebildet sein, wobei in diesem Fall die Strömungsleitelemente und die zumindest eine Bypassöffnung an einer Gehäusewand des Endabscheiders angeordnet sind. Die Bypassöffnung würde in dem Fall eine Roh- und eine Reinseite des Endabscheiders miteinander verbinden. Bei einer wiederum alternativen kombinierten Ausführungsform des Filterelements weist dieses ein Ringfilterelement sowie einen koaxial dazu angeordneten Endabscheider auf, wobei zwischen dem Ringfilterelement und dem Endabscheider ein Ringraum angeordnet ist und wobei auf einer der Endscheibe des Ringfilterelements zugewandten Seite der Gehäusewand die Strömungsleitelemente und die zumindest eine Bypassöffnung angeordnet sind. Eine derartige Ausführungsform ist insbesondere für ein Kraftstofffilter vorteilhaft.
  • Zweckmäßig sind die Strömungsleitelemente als spiralsegmentförmig gekrümmte Konturen ausgebildet, die im Betriebszustand und bei normalen Betriebstemperaturen eine spiralförmige Strömungsumlenkung der zu filternden Flüssigkeit erzwingen. Auf deren strömungsabgewandter Seite sind dabei die permanent offenen Bypassöffnungen angeordnet, wobei vorstellbar ist, dass je Strömungsleitelement eine zugehörige Bypassöffnung oder aber auch nur an einigen oder an einem einzigen Strömungsleitelement(en) eine zugehörige Bypassöffnung angeordnet ist. Die zumindest eine Bypassöffnung ist dabei in einem Bereich angeordnet, in welchem im normalen Betriebszustand der Filtereinrichtung ein Unterdruck herrscht. Dieser Unterdruck hängt dabei von der Strömungsgeschwindigkeit der zu filternden Flüssigkeit und damit indirekt auch von deren Temperatur ab, da die Temperatur die Zähigkeit der Flüssigkeit und damit auch die Fließgeschwindigkeit bzw. Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit bestimmt. Bei zäher und damit auch kalter zu filternder Flüssigkeit entsteht in diesem Bereich kein Unterdruck, da die hierfür erforderliche Strömungsgeschwindigkeit nicht vorhanden ist, so dass die zu filternde Flüssigkeit um das Strömungsleitelement herum und durch die Bypassöffnung zur Reinseite strömen kann, während bei normal temperierter Flüssigkeit die Strömungsgeschwindigkeit ausreicht, um auf der strömungsabgewandten Seite des zumindest eines Strömungsleitelements die Bypassöffnung zu überströmen und damit die Bypassströmung von der Roh- zur Reinseite zu unterbinden oder bei Erreichen einer entsprechend hohen Überströmgeschwindigkeit sogar eine Rückströmung von der Rein- zur Rohseite zu bewirken.
  • Zweckmäßig weist die zumindest eine Bypassöffnung eine Langlochform auf, die sich an der Ausrichtung des zugehörigen Strömungsleitelements orientiert. Eine derartige langlochartige Bypassöffnung ist im Spritzgießverfahren vergleichsweise einfach herzustellen, wobei alternativ selbstverständlich auch runde Bypassöffnungen denkbar sind.
  • Denkbar ist dabei auch, dass die Strömungsleitelemente an einer oberen Endscheibe angeordnet sind, wobei in diesem Fall zwischen einem Deckel einer Filtereinrichtung und der oberen Endscheibe die Rohseite liegt.
  • Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Filterelement, insbesondere für die zuvor beschriebene Flüssigfiltereinrichtung, anzugeben, welches eine Rohseite von einer Reinseite trennt und welches ein solches Bypassventil mit entsprechenden Strömungsleitelementen aufweist, die im Betrieb des Filterelements eine Strömungsumlenkung der Flüssigkeit bewirken und wobei in einem Strömungsschatten bzw. auf einer strömungsabgewandten Seite zumindest eines Strömungsleitelements eine permanent offene Bypassöffnung angeordnet ist. Ein derartiges Filterelement kann beispielsweise als Ringfilterelement oder als Endabscheider oder als kombiniertes Ringfilterelement mit koaxial dazu angeordnetem Endabscheider ausgebildet sein, wobei im letzten Fall zwischen dem Ringfilterelement und dem Endabscheider ein Ringraum angeordnet ist und auf einer der Endscheibe des Ringfilterelements zugewandten Seite der Gehäusewand die Strömungsleitelemente und die zumindest eine Bypassöffnung angeordnet sind.
  • Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist die Filtereinrichtung in einem Zuströmkanal auf der Rohseite eine Venturigeometrie aufweist, wobei die zumindest eine permanent offene Bypassöffnung des Bypassventils im Bereich einer Verengung der Venturigeometrie angeordnet und mit einem Abströmkanal auf der Reinseite verbunden ist. Alternativ hierzu ist es auch denkbar, dass die Filtereinrichtung in einem Abströmkanal auf der Reinseite ein Staudruckelement aufweist, wobei die zumindest eine permanent offene Bypassöffnung des Bypassventils im Bereich des Staudruckelements angeordnet und mit einem Zuströmkanal auf der Rohseite verbunden ist, oder dass die Filtereinrichtung in einem Zuströmkanal auf der Rohseite eine Blende aufweist, wobei die zumindest eine permanent offene Bypassöffnung des Bypassventils im Bereich der Blende angeordnet und mit einem Abströmkanal auf der Reinseite verbunden ist. In den zuvor beschriebenen Fällen ist somit das Bypassventil und die zugehörige Bypassöffnung vom Filterelement weg in ein Gehäuse der Filtereinrichtung verlegt, wodurch der Einsatz gewöhnlicher, kostengünstiger Filterelemente möglich ist. Trotzdem ist auch hier der Einsatz des konstruktiv einfachen, kostengünstigen und funktionstüchtigen Bypassventils realisierbar.
  • Sämtlichen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Filterelements ist dabei gemein, dass das Bypassventil im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Bypassventilen konstruktiv deutlich einfacher und damit auch kostengünstiger aufgebaut ist, nämlich als einfache Öffnung, und im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Bypassventilen auch keinerlei Montageaufwand erfordert. Die Funktion des erfindungsgemäßen Bypassventils ist jedoch trotzdem immer gewährleistet, was im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Bypassventilen, bei welchen beispielsweise bei einem Federbruch das Bypassventil ständig geöffnet bleibt, eine deutliche Steigerung der Funktionssicherheit darstellt.
  • 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 Bauteile beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch:
  • 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Filterelement,
  • 2 eine Ansicht auf eine Rohseite eines erfindungsgemäßen Filterelements mit Strömungsleitelementen und Bypassöffnungen,
  • 3 eine Darstellung wie in 2, jedoch eine Ansicht von einer Reinseite,
  • 4 eine Darstellung wie in 2, jedoch bei anderen Strömungsleitelementen,
  • 5 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A bei kalter Flüssigkeit und Bypassströmung von der Rohseite zur Reinseite,
  • 6 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A bei erwärmter Flüssigkeit und Bypassströmung von der Reinseite zur Rohseite,
  • 7 eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung mit einem im Bereich einer Venturiegeometrie angeordnetem Bypassventil,
  • 8 eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung mit in einem Abströmkanal auf der Reinseite angeordnetem Staudruckelement,
  • 9 eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung mit in einem Zuströmkanal auf der Rohseite angeordneter Blende,
  • 10 eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Filtereinrichtung mit in einem Abströmkanal auf der Reinseite angeordneter Blende.
  • Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Flüssigfiltereinrichtung 1, welche beispielsweise als Kraftstofffilter, als Hydraulikfilter oder als Ölfilter ausgebildet sein kann, ein Gehäuse 2 auf, in welchem ein Filterelement 3 angeordnet ist. Das Filterelement 3 trennt dabei eine Rohseite 4 von einer Reinseite 5. Ebenfalls vorgesehen ist ein Bypassventil 6, welches temperaturabhängig bzw. in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit 8 einen Bypassstrom von der Rohseite 4 zur Reinseite 5 ermöglicht. Erfindungsgemäß weist nun das Bypassventil 6 gemäß den 1, 2 und 4 bis 6 Strömungsleitelemente 7 auf, die im Betrieb der Flüssigfiltereinrichtung 1 eine Strömungsumlenkung der Flüssigkeit 8 bewirken, wobei in einem Strömungsschatten 9 bzw. auf einer strömungsabgewandten Seite 10 zumindest eines Strömungsleitelements 7 eine permanent offene Bypassöffnung 11 angeordnet ist.
  • Das Filterelement 3 kann dabei als Ringfilterelement 14 ausgebildet sein, wobei in diesem Fall die Strömungsleitelemente 7 und die zumindest eine Bypassöffnung 11 an einer Endscheibe 16 des Ringfilterelements 14 angeordnet sind. Alternativ hierzu ist auch denkbar, dass das Filterelement 3 als Endabscheider 12 ausgebildet ist und die Strömungsleitelemente 7 und die zumindest eine Bypassöffnung 11 an einer Gehäusewand 13 angeordnet sind. Wiederum alternativ ist auch denkbar, dass das Filterelement 3 ein Ringfilterelement 14 und einen koaxial dazu angeordneten Endabscheider 12 aufweist (vgl. 1), wobei zwischen dem Ringfilterelement 14 und dem Endabscheider 12 ein Ringraum 15 angeordnet ist und wobei auf einer der Endscheibe des Ringfilterelements 14 zugewandten Seite der Gehäusewand 13 die Strömungsleitelemente 7 und die zumindest eine Bypassöffnung 11 angeordnet sind. Die Strömungsleitelemente 7 sind dabei vorzugsweise einstückig mit der Endscheibe 16 oder der Gehäusewand 13 des Endabscheiders 12 ausgebildet und dadurch vergleichsweise einfach herstellbar (vgl. auch 4 bis 6).
  • Betrachtet man die 1 genauer, so kann man erkennen, dass in diesem Fall die Strömungsleitelemente 7 sowohl an der Gehäusewand 13 des Endabscheiders 12 angeordnet sind, als auch an einer Endscheibe 16 des Ringfilterelements 14, wobei die Bypassöffnungen 11 ausschließlich an der Gehäusewand 13 des Endabscheiders 12 vorgesehen sind. Die endscheibenseitigen Strömungsleitelemente 7 sind dabei in Umfangsrichtung versetzt zu den gehäusewandseitigen Strömungsleitelementen 7 angeordnet.
  • Betrachtet man die Bypassöffnung 11 gemäß der 2, so kann man erkennen, dass diese eine Langlochform aufweist, die sich an der Ausrichtung des Strömungsleitelements 7 orientiert. Zudem sind die Strömungsleitelemente 7 als spiralsegmentförmig gekrümmte Konturen ausgebildet, wobei die zumindest eine Bypassöffnung 11 in einem Bereich angeordnet, in welchem im Betrieb der Filtereinrichtung 1 bei Betriebstemperatur, das heißt nicht während einer Kaltstartphase, ein Unterdruck p2 herrscht. "Unterdruck" bedeutet dabei lediglich einen zum Druck p1 auf der Anströmseite 17 um einen Differenzdruck Δp auf der Abströmseite 10, das heißt im Strömungsschatten 9, reduzierten Druck p2.
  • Betrachtet man die 4, obere Bildhälfte, so kann man erkennen, dass die Strömungsleitelemente 7 als kreissegmentförmig gekrümmte Konturen ausgebildet sind, während sie in der unteren Bildhälfte einen geschlossenen Ring 18 bilden.
  • Das erfindungsgemäße Bypassventil 6 öffnet dabei abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit der zu filternden Flüssigkeit 8.
  • In 2 in der linken Bildhälfte und in 5 ist dabei der Zustand gezeigt, bei welchem die Zähigkeit der Flüssigkeit 8 zu einer so geringen Strömungsgeschwindigkeit führt, dass sowohl auf der Anströmseite 17 als auch auf der Abströmseite 10 der Druck p1 herrscht und dadurch die permanent geöffnete Bypassöffnung 11 von der Rohseite 4 zur Reinseite 5 hin durchströmt wird.
  • Ab einer gewissen Strömungsgeschwindigkeit hingegen entsteht auf der strömungsabgewandten Seite 10 bzw. im Strömungsschatten 9 ein Unterdruck p2, der an der dort angeordneten Bypassöffnung 11 sogar eine Rückströmung von der Reinseite 5 zur Rohseite 4 bewirken kann, wie dies in der rechten Bildhälfte der 2 und in 6 zu sehen ist. Die Bypassöffnung 11 erfüllt somit bei zäher Flüssigkeit 8 und damit bei geringer Strömungsgeschwindigkeit, beispielsweise bei kalter Witterung oder in einer Kaltstartphase, die geforderte Bypassfunktion, während sie bei normaler Betriebstemperatur und damit schneller strömender Flüssigkeit 8 eine Kreislauffunktion erzeugt, die über die Bypassöffnung 11 einen zumindest geringfügigen Rückstrom der Flüssigkeit 8 von der Reinseite 5 zur Rohseite 4 bewirkt.
  • Entsprechend den 7 bis 10 sind weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Flüssigfiltereinrichtung 1 gezeigt, ebenfalls mit einem Gehäuse 2, in welchem ein Filterelement 3 angeordnet ist. Das Filterelement 3 trennt auch dabei die Rohseite 4 von der Reinseite 5. Ebenfalls vorgesehen ist ein Bypassventil 6, welches in Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit 8 einen Bypassstrom von der Rohseite 4 zur Reinseite 5 ermöglicht. Die Strömung der Flüssigkeit 8 im normalen Betriebszustand ist dabei mit einem dickeren, unterbrochen gezeichneten Pfeil dargestellt, während der Bypassstrom mit einem dünneren durchgängigen Pfeil dargestellt ist. Des Weiteren ist in den 7 bis 10 ist ein entgegengesetzter Bypassstrom mit einem dünnen, unterbrochen gezeichneten Pfeil dargestellt, der einen rückwärtsgerichteten Bypass zwischen Abströmkanal 22 und Zuströmkanal 19 während des normalen Betriebes zeigt.
  • Betrachtet man die Filtereinrichtung 1 gemäß der 7, so kann man erkennen, dass in einem Zuströmkanal 19 auf der Rohseite 4 eine Venturigeometrie 20 angeordnet ist, wobei die zumindest eine permanent offene Bypassöffnung 11 des Bypassventils 6 im Bereich einer Verengung 21 der Venturigeometrie 20 angeordnet und mit einem Abströmkanal 22 auf der Reinseite 5 verbunden ist.
  • Bei der Filtereinrichtung 1 gemäß der 8 ist im Abströmkanal 22 auf der Reinseite 5 ein Staudruckelement 23 angeordnet, wobei die zumindest eine permanent offene Bypassöffnung 11 des Bypassventils 6 im Bereich des Staudruckelements 23, das heißt genauer gesagt stromauf desselben, angeordnet und mit dem Zuströmkanal 19 auf der Rohseite 4 verbunden ist.
  • Bei der Filtereinrichtung 1 gemäß der 9 ist im Zuströmkanal 19 auf der Rohseite 4 eine Blende 24 angeordnet, wobei die zumindest eine permanent offene Bypassöffnung 11 des Bypassventils 6 im Bereich der Blende 24, das heißt genauer gesagt stromab dazu in einem Strömungsschatten der Blende, platziert und mit dem Abströmkanal 22 auf der Reinseite 5 verbunden ist. Alternativ hierzu kann die Blende 24 selbstverständlich – wie in 10 gezeigt ist – auch im Abströmkanal 22 auf der Reinseite 5 angeordnet sein, wobei in diesem Fall die zumindest eine permanent offene Bypassöffnung 11 des Bypassventils 6 im Bereich der Blende 24 angeordnet und mit einem Zuströmkanal 19 auf der Rohseite 4 verbunden ist.
  • Allen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 bzw. des erfindungsgemäßen Filterelements 3 ist dabei gemein, dass das Bypassventil 6 vergleichsweise einfach und ohne eine bisher erforderliche Feder, einen bisher erforderlichen Ventilkörper und einen bisher erforderlichen Ventilsitz aufgebaut ist und dadurch nicht nur kostengünstiger, sondern auch hinsichtlich seiner Funktion zuverlässiger hergestellt ist. Bei den Ausführungsformen gemäß den 7 bis 10 kann darüber hinaus ein standardisiertes Filterelement verwendet werden, da das Bypassventil 6 in das Gehäuse 2 integriert ist.
  • 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
    • DE 102012012542 A1 [0003]
    • DE 102008040924 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Flüssigfiltereinrichtung (1) für eine Flüssigkeit (8) mit – zumindest einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Filterelement (3), das eine Rohseite (4) von einer Reinseite (5) trennt, – einem Bypassventil (6), dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (6) zumindest eine permanent offene Bypassöffnung (11) aufweist, die derart angeordnet ist, dass sie in Abhängigkeit einer Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit (8) durchströmt ist oder nicht.
  2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (6) Strömungsleitelemente (7) aufweist, die im Betrieb der Flüssigfiltereinrichtung (1) eine Strömungsumlenkung der zu filternden Flüssigkeit (8) bewirken, wobei in einem Strömungsschatten (9) zumindest eines Strömungsleitelements (7) zumindest eine permanent offene Bypassöffnung (11) angeordnet ist.
  3. Filtereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, – dass das Filterelement (3) als Ringfilterelement (14) ausgebildet ist und die Strömungsleitelemente (7) und die zumindest eine Bypassöffnung (11) an einer Endscheibe (16) des Ringfilterelements (14) angeordnet sind, oder – dass das Filterelement (3) als Endabscheider (12) ausgebildet ist und die Strömungsleitelemente (7) und die zumindest eine Bypassöffnung (11) an einer Gehäusewand (13) des Endabscheiders (12) angeordnet sind, oder – dass das Filterelement (3) ein Ringfilterelement (14) und einen koaxial dazu angeordneten Endabscheider (12) aufweist, wobei zwischen dem Ringfilterelement (14) und dem Endabscheider (12) ein Ringraum (15) angeordnet ist, und wobei auf einer der Endscheibe (16) des Ringfilterelements (14) zugewandten Seite der Gehäusewand (13) die Strömungsleitelemente (7) und die zumindest eine Bypassöffnung (11) angeordnet sind.
  4. Filtereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitelemente (7) einstückig mit der Endscheibe (16) oder der Gehäusewand (13) des Endabscheiders (12) ausgebildet sind.
  5. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, – dass die Strömungsleitelemente (7) als spiralsegmentförmig gekrümmte Konturen ausgebildet sind, oder – dass die Strömungsleitelemente (7) als kreissegmentförmig gekrümmte Konturen ausgebildet sind, oder – dass die Strömungsleitelemente (7) einen geschlossenen Ring (18) bilden.
  6. Filtereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Bypassöffnung (11) in einem Bereich angeordnet ist, in welchem im regulären Betrieb der Filtereinrichtung (1) ein zumindest reduzierter Druck p2 im Vergleich zu einem Druck p1 auf einer Anströmseite (17) des Strömungsleitelements (7) herrscht.
  7. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Bypassöffnung (11) eine Langlochform aufweist, die sich an der Ausrichtung des zugehörigen Strömungsleitelements (7) orientiert.
  8. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (1) in einem Zuströmkanal (19) auf der Rohseite (4) eine Venturigeometrie (20) aufweist, wobei die zumindest eine permanent offene Bypassöffnung (11) des Bypassventils (6) im Bereich einer Verengung (21) der Venturigeometrie (20) angeordnet und mit einem Abströmkanal (22) auf der Reinseite (5) verbunden ist.
  9. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (1) in einem Abströmkanal (22) auf der Reinseite (5) ein Staudruckelement (23) aufweist, wobei die zumindest eine permanent offene Bypassöffnung (11) des Bypassventils (6) im Bereich des Staudruckelements (23) angeordnet und mit einem Zuströmkanal (19) auf der Rohseite (4) verbunden ist.
  10. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die Filtereinrichtung (1) in einem Zuströmkanal (19) auf der Rohseite (4) eine Blende (24) aufweist, wobei die zumindest eine permanent offene Bypassöffnung (11) des Bypassventils (6) im Bereich der Blende (24) angeordnet und mit einem Abströmkanal (22) auf der Reinseite (5) verbunden ist, oder – dass die Filtereinrichtung (1) in einem Abströmkanal (22) auf der Reinseite (5) eine Blende (24) aufweist, wobei die zumindest eine permanent offene Bypassöffnung (11) des Bypassventils (6) im Bereich der Blende (24) angeordnet und mit einem Zuströmkanal (19) auf der Rohseite (4) verbunden ist.
  11. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (1) als Kraftstofffilter, als Hydraulikfilter oder als Schmierstofffilter ausgebildet ist.
  12. Filterelement (3) für eine Flüssigkeit (8), insbesondere für eine Flüssigfiltereinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das ein Bypassventil (6) mit Strömungsleitelementen (7) aufweist, die im Betrieb des Filterelements (3) eine Strömungsumlenkung der Flüssigkeit (8) bewirken, wobei in einem Strömungsschatten (9) zumindest eines Strömungsleitelements (7) eine permanent offene Bypassöffnung (11) angeordnet ist.
  13. Filterelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, – dass das Filterelement (3) als Ringfilterelement (14) ausgebildet ist und die Strömungsleitelemente (7) und die zumindest eine Bypassöffnung (11) an einer Endscheibe (16) des Ringfilterelements (14) angeordnet sind, oder – dass das Filterelement (3) als Endabscheider (12) ausgebildet ist und die Strömungsleitelemente (7) und die zumindest eine Bypassöffnung (11) an einer Gehäusewand (13) des Endabscheiders (12) angeordnet sind, oder – dass das Filterelement (3) ein Ringfilterelement (14) und einen koaxial dazu angeordneten Endabscheider (12) aufweist, wobei zwischen dem Ringfilterelement (14) und dem Endabscheider (12) ein Ringraum (15) angeordnet ist, und wobei auf einer der Endscheibe (16) des Ringfilterelements (14) zugewandten Seite der Gehäusewand (13) die Strömungsleitelemente (7) und die zumindest eine Bypassöffnung (11) angeordnet sind.
  14. Filterelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsleitelemente (7) einstückig mit der Endscheibe (16) oder der Gehäusewand (13) des Endabscheiders (12) ausgebildet sind.
  15. Filterelement nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, – dass die Strömungsleitelemente (7) als spiralsegmentförmig gekrümmte Konturen ausgebildet sind, oder – dass die Strömungsleitelemente (7) als kreissegmentförmig gekrümmte Konturen ausgebildet sind, oder – dass die Strömungsleitelemente (7) einen geschlossenen Ring (18) bilden.
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