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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Filterelement zum Filtern eines Fluids sowie ein Filtersystem mit einem Filterelement, insbesondere ein Ölfilter oder Kraftstofffilter eines Kraftfahrzeugs.
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Stand der Technik
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Flüssigkeitsfilter werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet. In der Automobilbranche und in der allgemeinen Motorindustrie werden sie beispielsweise zur Filterung von Kraftstoff, Kühlmittel, Öl und anderen Schmierstoffen, Wasser und anderen Flüssigkeiten in einer Vielzahl von Motorkomponenten verwendet. Probleme treten häufig während des Austauschs des Filterelements auf, da sich die Flüssigkeit noch immer im Filtergehäuse und in den Leerräumen innerhalb des Filterelements sowie im Elementmedium selber befindet. Dies führt beim Ausbau des Filterelements häufig zum Tropfen, beim Einbau eines neuen Filterelements häufig zum Verschütten von Flüssigkeit sowie einer Vermischung der Rohflüssigkeit mit der Reinflüssigkeit.
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Die
DE 11 2007 001 880 T5 offenbart ein Schnellablassfiltersystem mit einem zylindrischen Filterelement, einem zylindrischen Innenvolumen, das axial durch das Element geführt wird, einer Endplatte, die sich an einem axialen Ende des Elements befindet, sowie einem Gehäuse, das für die Aufnahme des Elements und der Endplatte konfiguriert ist. Das Gehäuse und das Element haben eine gemeinsame Achse, einen Reinflüssigkeitskanal, der axial im Gehäuse positioniert ist, einen Wartungsablasskanal, der sich an einem axialen Ende des Gehäuses, neben der Endplatte, befindet, und der radial vom Reinflüssigkeitskanal weggeführt wird, sowie einen Ringstopfen, der sich axial von der Endplatte erstreckt und den Ablasskanal verschließt. Weiter beschreibt die
DE 11 2007 001 880 T5 ein Verfahren zur Wartung des Schnellablassfiltersystems, bei dem Filterelement und der Stopfen aus dem Gehäuse entfernt werden und ein zweites Filterelement und ein zweiter Stopfen eingesetzt werden, der den Wartungsablasskanal, durch welchen die Rohflüssigkeit ablaufen kann, wieder verschließt.
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Offenbarung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filterelement für ein Filtersystem zu schaffen, dass ein Verschmutzen der Umgebung durch Restflüssigkeit beim Wechsel des Filterelements vermieden wird.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filtersystem zu schaffen, dass ein Verschmutzen der Umgebung durch Restflüssigkeit beim Wechsel des Filterelements vermieden wird.
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Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung bei einem Filterelement für ein Filtersystem gelöst, bei welchem Filterelement wenigstens eines von zwei Abdichtmitteln des Filterbalgs ein axial über das betreffende Abdichtmittel überstehendes Verschlusselement aufweist, wobei das Verschlusselement im bestimmungsgemäßen Betrieb des Filterelements zur Abdichtung zwischen einer Rohseite und einer Reinseite des Filtersystems sowie zum Verschließen eines rohseitigen Fluidauslasses des Filtersystems vorgesehen ist. Unter rohseitigem Fluidauslass wird ein Serviceablauf verstanden, über den beim Filterwechsel Rohfluid abgeführt werden kann, beispielsweise zu einem Ölsumpf und/oder einem Tank. Es kann bei dem Servicevorgang auch vorgesehen sein, dass eine reinseitige Fluidmenge der Rohseite zugeführt wird, sodass auch die Reinseite des Filters auch über den rohseitigen Fluidauslass abgeführt werden kann. Abdichtmittel kann synonym zum Begriff Endscheibe verwendet werden.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Es wird ein Filterelement für ein Filtersystem vorgeschlagen, welches Filterelement einen Filterbalg mit zentraler Öffnung und mit einem an einer ersten Stirnseite angeordneten ersten Abdichtmittel des Filterbalges, insbesondere einer ersten Endscheibe, und einem an einer axial gegenüber liegenden zweiten Stirnseite angeordneten zweiten, einteiligen oder mehrteiligen Abdichtmittel des Filterbalges, insbesondere einer zweiten Endscheibe, umfasst. Dabei weist wenigstens eines der beiden Abdichtmittel ein axial über das betreffende Abdichtmittel überstehendes umlaufendes hülsenförmiges Verschlusselement auf, das einstückig mit dem Abdichtmittel ausgebildet ist.
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Das Verschlusselement ist im bestimmungsgemäßen Betrieb des Filterelements zur Abdichtung zwischen einer Rohseite und einer Reinseite des Filtersystems sowie zum Verschließen eines rohseitigen Fluidauslasses des Filtersystems vorgesehen. Denkbar ist auch, dass beide Abdichtmittel mehrteilig ausgebildet sind. Ein hülsenförmiges Verschlusselement ist hierin klar in Abgrenzung zu bekannten pilz- oder pinförmigen punktuellen Verschlusselementen zu verstehen, die einen an einer diskreten Winkelposition vorliegenden Ablaufkanal verschließen. Über das hüslenförmige Verschlusselement kann besonders vorteilhaft ein ringförmiger Ablaufkanal seitens eines Filtergehäuses verschlossen werden. Eine einstückige Ausbildung mit dem Abdichtmittel, insbesondere der Endscheibe, hat den Vorteil, dass das Verschlusselement in einem Verfahrensschritt mit der Endscheibe hergestellt werden kann und keine Montage nötig ist.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass das hülsenförmige Verschlusselement koaxial zu dem Abdichtmittel vorliegt, bevorzugt an einem Innenumfang des Abdichtmittels.
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Die Stirnseiten eines Filterbalgs werden üblicherweise mit Endscheiben abgedichtet. Ablaufsteuerungen von Filtersystemen dienen üblicherweise dazu, beim Wechsel eines Filterelements das im Filterelement und Gehäuse des Filtersystems verbliebene Fluid zurück in den Tank oder Pumpensumpf abzulassen und werden üblicherweise mit Elastomerdichtungen verschlossen. Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung weist wenigstens eine Endscheibe eine weitere dichtende Anlagefläche in Form eines Verschlusselements auf, welches sowohl zwischen Rohseite und Reinseite des Filtersystems dichtet als auch die Rücklauföffnung der Ablaufsteuerung verschließt. Im einfachsten Fall kann die Endscheibe allein durch Verbreiterung bzw. ein zusätzliches Hochziehen der Endscheibe in Form eines Bundes die Ablauföffnung verschließen. Erforderlichenfalls kann dieses Hochziehen der Endscheibe als Bund durch ein um den Filter gelegtes Vliesband unterstützt werden. Durch etwaiges Anformen des Verschlusselements an die Endscheibe weist das Filterelement eine bevorzugte Einbaulage auf und kann nur noch in einer axialen Ausrichtung in das Gehäuse des Filtersystems eingebaut werden. So wird ein Vertauschen der Einbaurichtung des Filterelements verhindert.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die wenigstens eine Endscheibe radial eine größere Ausdehnung aufweisen als die zugehörige Stirnseite des Filterbalgs, auf der die wenigstens eine Endscheibe angeordnet ist. Die Endscheibe kann so vorteilhaft in den Innenbereich des Filterbalgs hineinragen, der als Reinseite des Filtersystems ausgebildet ist. Dadurch ist es möglich, dass die Endscheibe oder ein Teil der Endscheibe die Reinseite gegen die Rohseite abdichtet. Weiter kann dieser Teil der Endscheibe, der radial über die Stirnseite des Filterbalgs nach innen ragt, einen rohseitigen Fluidauslass, der als Ablaufkanal dienen kann, im eingebauten Zustand des Filterelements verschließen oder öffnen, wenn das Filterelement aus dem Gehäuse des Filtersystems entnommen wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die wenigstens eine Endscheibe radial und axial in die zentrale Öffnung ragen. Insbesondere kann die Endscheibe auf der radialen Innenseite des Filterbalgs, der zentralen Öffnung des Filterelements, sowohl radial nach innen als auch axial nach innen hochgezogen sein, um so eine besonders günstige Dichtfläche zur Abdichtung zwischen Rohseite und Reinseite, sowie zum Verschließen des rohseitigen Fluidauslasses darzustellen. Die Dichtfläche der Endscheibe kann so besonders vorteilhaft auch zur Abstützung des Filterelements im Gehäuse des Filtersystems, wie auch zur Abstützung eines Mittelrohrs, dienen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Verschlusselement an einem Bereich der wenigstens einen Endscheibe angeordnet sein, der radial über die zugehörige Stirnseite des Filterbalgs übersteht. Auf diese Weise ist das Verschlusselement des rohseitigen Fluidauslasses als Ablaufkanal radial innerhalb des Filterbalgs in der zentralen Öffnung des Filterelements angeordnet. Dadurch ist es möglich, die Trennung zwischen Reinseite und Rohseite konstruktiv besonders vorteilhaft zu gestalten und es kann beim Wechsel des Filterelements aus dem Gehäuse des Filtersystems ein Verschmutzen der Reinseite durch das Rohfluid, das noch im Filterelement bzw. dem Gehäuse verblieben ist, vermieden werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Verschlusselement radial innerhalb der zentralen Öffnung des Filterbalgs umlaufend ausgebildet sein und sich axial von dieser weg erstrecken. Ein Ausbilden des Verschlusselements als ringförmiger Bund, der in axialer Richtung von der Endscheibe absteht, ist besonders vorteilhaft, um einen als ringförmiger Ablaufkanal ausgebildeten rohseitiger Fluidauslass mit dem Verschlusselement zu verschließen. Auf diese Weise ist auch eine durchgehende Abdichtung zwischen der Reinseite innerhalb der zentralen Öffnung des Filterelements und der Rohseite des Filterelements günstig zu realisieren. Auch ist so eine Zentrierung des Filterelements beim Einbau in das Gehäuse des Filtersystems zweckmäßig umzusetzen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann als die wenigstens eine der beiden mit dem Verschlusselement versehenen Endscheiben eine Dichtmasse in die betreffende Stirnseite des Filterbalgs eingebracht sein. Die Dichtmasse bildet hierbei die Endscheibe sowie das Verschlusselement. Vorteilhaft wird das Verschlusselement beim Erzeugen der Endscheibe mit erhalten. Die Endscheibe mit daran vorliegendem Verschlusselement kann beispielsweise durch Gießen hergestellt werden. Alternativ kann die Endscheibe mit dem Verschlusselement als ein Vorformling bereitgestellt werden, der durch einen, beispielsweise thermisch induzierten, Aufschäumvorgang mit dem Filterbalg verbunden wird.
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Die Dichtmasse kann beispielsweise aus einer elastischen Masse bestehen, die nach einem Aushärtevorgang eine ausreichende Restelastizität aufweist. Die elastische Masse der Dichtung kann beispielsweise aus Nitrilkautschuk und Phenolharz gebildet sein, wobei das Mischungsverhältnis im Bereich von 1 : 0,8 bis 1 : 1,5 liegt. Dadurch lässt sich eine günstige Restelastizität der Endscheibe und des Verschlusselements erreichen. Besonders vorteilhaft ist, dass eine zusätzlich zur Abdichtung notwendige Maßnahme der Fixierung der zick-zack-förmigen Faltung des hohlzylindrischen Filterbalgs mit der Herstellung der Endscheiben als Abdichtflächen verbunden werden kann. Die nach einem Aushärteprozess verbleibende Restelastizität der elastischen Masse ist bestens geeignet, auch bei zu filternden Medien mit relativ hohen Temperaturen, beispielsweise Motoröl mit 170 °C, für einen langen Zeitraum eine ausreichende Dichtwirkung zu gewährleisten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtmasse thermisch aktivierbar und/oder anschmelzbar ausgebildet sein. Eine als Dichtmasse wirkende elastische Masse kann bei einer erhöhten Temperatur vor einem Aushärteprozess in die zick-zack-förmigen Falten des Filterbalgs hineinfließen und danach sowohl die Faltenstruktur des Filterbalgs fixieren als auch die gewünschte Form der Endscheibe sowie des Verschlusselements darstellen. Die elastische Masse aus Nitrilkautschuk und Phenolharz kann beispielsweise bei Temperaturen über 90 °C zunächst erweichen und anschließend verkleben (Schmelz-Reaktions- Kleber). Nach dem Aushärteprozess sind die Stirnseiten des Filterbalgs auf diese Weise abgedichtet, die Endscheibe und das Verschlusselement sind in ihrer endgültigen Form fixiert und funktionsbereit. Ebenso ist denkbar, eine Dichtmasse zu verwenden, welche durch entsprechende Wärmebehandlung anschmelzbar ist und dadurch im angeschmolzenen Zustand ihre Dichtfunktion ausüben kann, indem die Dichtmasse die Falten des Filterbalgs dicht umschließt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Dichtmasse eine Folienendscheibe bilden, an welche das Verschlusselement angeordnet, insbesondere angeformt, sein kann. Die elastische Masse der Dichtmasse kann zweckmäßigerweise in Form einer Folie auf den Filterbalg aufgebracht werden, um dann bei dem folgenden Vulkanisierungsprozess bei erhöhten Temperaturen in den Filterbalg einzudringen und anschließend die einzelnen Falten des Filterbalgs zu verkleben. Auf diese Weise wird der Filterbalg an seinen Stirnseiten abgedichtet. Weiter kann durch geeignete Ausbildung der Folie das Verschlusselement vorgeformt werden, indem die Folie mit der elastischen Masse entsprechend in axialer Richtung hochgezogen wird. Im erweichten Zustand der elastischen Masse kann die Dichtmasse auch geeignet geformt werden. So ist es möglich, nach Abschluss des Vulkanisierungsprozesses ein Verschlusselement zu erhalten, das an die Endscheibe in geeigneter Weise angeformt ist und damit eine günstige Verbindung mit der Endscheibe und Abdichtwirkung gewährleistet.
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In einer alternativen Ausgestaltung könnte die Endscheibe auch aus einem geschlossenporigen Schaum ausgebildet sein, an den auch ein entsprechendes Verschlusselement angeformt sein könnte. Vorteilhaft sollte das Material der Endscheibe kraftstoff- und ölfest sein, um eine Verwendung des Filterelements als Kraftstoff- oder Ölfilter zuzulassen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann an der wenigstens einen Endscheibe wenigstens ein Stabilisierungselement angeordnet sein, vorzugsweise das Stabilisierungselement ringförmig ausgebildet sein und das Verschlusselement umgeben. Günstigerweise kann ein Stabilisierungselement verwendet werden, um den Formierungsprozess der Endscheibe aus der Dichtmasse in geeigneter Weise zu gestalten sowie das Verschlusselement anzuformen. Das Stabilisierungselement wird dazu zweckmäßigerweise bei einem hohlzylinderförmigen Filterbalg ringförmig gestaltet, um so die Stirnfläche des Filterbalgs abzudecken. Außerdem wird das Stabilisierungselement günstigerweise so gestaltet, dass es das Verschlusselement umgibt. Dadurch ist es leichter möglich, das Verschlusselement als Bund hochzuziehen und so die gewünschte Form des Verschlusselements zum Zentrieren und Abdichten des Filterelements zu gestalten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Stabilisierungselement als ein Vliesring oder als Balgfortsatz oder als Mittelrohr ausgebildet sein. Ein Vliesring eignet sich günstigerweise als Stabilisierungselement, da die elastische Masse in geeigneter Weise in den Vliesstoff eindringen und sich mit diesem verbinden kann. Auf diese Weise wird die Endscheibe aus einer Art Verbundwerkstoff gebildet, welche der Endscheibe und damit dem Filterelement eine geeignete Stabilität verleiht. Auch bildet die Endscheibe so eine günstige Basis für das Verschlusselement, welches daran angeformt ist und kann so die nötige Stabilität und Kraft zum Abdichten und Verschließen des rohseitigen Fluidauslasses liefern. Das Stabilisierungselement kann ebenso als Fortsatz des Filterbalgs ausgebildet sein, da die elastische Masse auch in den Filterbalg eindringen kann. Das Verschlusselement lässt sich so in geeigneter Weise daran anformen und abstützen. Weiter ist denkbar, das Mittelrohr des Filterelements weiterzuführen und als Stabilisierungselement auszubilden, in dem das Mittelrohr mit der elastischen Masse umgeben oder umspritzt wird. Damit kann das so gebildete Stabilisierungselement eine geeignete Abstützung für das daran angeformte Verschlusselement bilden.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Filtersystem mit einem Gehäuse vorgeschlagen, in dem zwischen einer Rohseite und einer Reinseite ein auswechselbares Filterelement mit einem Filterbalg angeordnet ist, insbesondere ein auswechselbares Filterelement. Der Filterbalg weist eine an einer ersten Stirnseite angeordnete erste Endscheibe und eine an einer axial gegenüber liegenden zweiten Stirnseite angeordnete zweite Endscheibe auf, wobei wenigstens eine der beiden Endscheiben ein axial über die betreffende Endscheibe überstehendes Verschlusselement aufweist. Das Verschlusselement ist zur Abdichtung zwischen der Rohseite und der Reinseite des Filtersystems vorgesehen, und verschließt bei eingesetztem Filterelement einen rohseitigen Fluidauslass des Gehäuses und gibt bei Entfernen des Filterelements den rohseitigen Fluidauslass frei.
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Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung weist wenigstens eine Endscheibe des Filterelements eine weitere dichtende Anlagefläche in Form eines Verschlusselements auf, welches sowohl zwischen Rohseite und Reinseite des Filtersystems dichtet als auch die Rücklauföffnung der Ablaufsteuerung verschließt. Im einfachsten Fall kann die Endscheibe allein durch Verbreiterung bzw. ein zusätzliches Hochziehen der Endscheibe in Form eines Bundes die Ablauföffnung verschließen. Erforderlichenfalls kann dieses Hochziehen der Endscheibe als Bund durch ein um den Filter gelegtes Vliesband unterstützt werden. Durch Anformen des Verschlusselements an die Endscheibe weist das Filterelement eine bevorzugte Einbaulage auf und kann nur noch in einer axialen Ausrichtung in das Gehäuse des Filtersystems eingebaut werden. So wird ein Vertauschen der Einbaurichtung des Filterelements verhindert
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die wenigstens eine Endscheibe in einen Freiraum zwischen Filterbalg und einer reinseitigen Dichtfläche hineinragen. Der Teil der Endscheibe, der in diesen Freiraum hineinragt, kann in günstiger Weise zum zuverlässigen Abdichten zwischen Rohseite und Reinseite des Filtersystems dienen. Die Endscheibe dichtet so gegen den Filterbalg ab und auf der anderen Seite gegen die reinseitige Dichtfläche. Damit ist die Reinseite auf beiden Seiten gegen die Rohseite des Filtersystems abgedichtet, ohne dass eine zusätzliche Dichtung, wie etwa ein O-Ring verwendet werden müsste. Eine zusätzliche Dichtung kann auf diese Weise vorteilhaft eingespart werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der rohseitige Fluidauslass einen um einen Stutzen eines Gehäuseteils radial umlaufenden Ablaufkanal umfassen, welcher Stutzen zur Aufnahme des eingesetzten Filterelements ausgebildet ist, welcher Stutzen im Bereich einer Anlagefläche vorzugsweise konisch ausgebildet ist. Der Ablaufkanal ist als Ringspalt ausgebildet. Der Stutzen des Gehäuseteils des Filtersystems kann sinnvollerweise zur zentrierten Aufnahme des Filterelements dienen, bei dem eine Endscheibe so ausgeformt ist, dass das Filterelement dadurch einen stabilen Sitz auf dem Stutzen einnehmen kann. Dies ist insbesondere möglich, wenn der Stutzen konisch ausgebildet ist, so dass das Filterelement, wenn es darauf abgesetzt wird, sich selbst zentriert. Dadurch kann auch eine zuverlässige Abdichtung der Reinseite zur Rohseite erreicht werden, da das Filterelement durch das Eigengewicht oder durch Druck beim Schließen des Gehäuses des Filtersystems in den zentrierten Dichtsitz gepresst wird. Günstigerweise ist ein Ablaufkanal als rohseitiger Fluidauslass als radial umlaufende Nut um den Stutzen angeordnet, so dass das auf einer radial innen liegenden Seite angeordnete Verschlusselement den Ablaufkanal beim Aufsetzen des Filterelements auf den Stutzen in günstiger Weise verschließen kann. Der Sitz des Filterelements kann dabei in besonders günstiger Weise durch das radial nach unten gezogene Verschlusselement ausgebildet sein, welches so vorteilhaft beide Funktionen in einem Element ausfüllen kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Anlagefläche des Stutzens für das Filterelement als reinseitige Dichtfläche ausgelegt sein. Das als Bund ausgebildete Verschlusselement kann zum Abdichten der Reinseite gegen die Rohseite an die radiale Außenfläche des Stutzens angelegt werden. Dazu ist es zweckmäßig, wenn die Anlagefläche des Stutzens als reinseitige Dichtfläche ausgelegt ist. Damit dichtet das Verschlusselement das Filterelement auf der Reinseite zuverlässig gegen die Rohseite ab.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Außenkante des Ablaufkanals als rohseitige Dichtfläche ausgebildet sein. Das an die Endscheibe des Filterelements angeformte Verschlusselement verschließt den Ablaufkanal, indem es teilweise in den Ablaufkanal eingeführt wird. Günstigerweise ist dazu die radial außen liegende Kante des Ablaufkanals als rohseitige Dichtfläche ausgebildet, um so die eine mit dem Verschlusselement korrespondierende Dichtfläche zu bilden. Die andere, gegenüber liegende Dichtfläche für das Verschlusselement wird dabei durch die Dichtfläche an der radialen Außenfläche des Stutzens gebildet. Auf diese Weise kann das Verschlusselement den Ablaufkanal bei eingesetztem Filterelement zuverlässig abdichten.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann bei eingesetztem Filterelement das Verschlusselement in den Ablaufkanal eingreifen und an der Dichtfläche des Stutzens und der Dichtfläche der Außenkante anliegen. Durch eine konische Gestaltung der Außenfläche des Stutzens und/oder der radial außen liegenden Außenkante des Ablaufkanals wird das Eingreifen des Verschlusselements in den Ablaufkanal besonders unterstützt. Dadurch ist auch eine zuverlässige Abdichtung bei Eingreifen des Verschlusselements und damit Anliegen an die Dichtfläche des Stutzens und der Dichtfläche der Außenkante des Ablaufkanals günstig gegeben.
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Vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Filtersystem als Ölfilter oder Kraftstofffilter, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, Verwendung finden.
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Figurenliste
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen beispielhaft:
- 1 einen Längsschnitt durch ein Filtersystem mit einem eingesetzten Filterelement nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine Detailansicht des Abdichtungsbereichs des Filtersystems von 1 im Längsschnitt;
- 3 einen Längsschnitt durch das Filterelement von 1; und
- 4 eine Detailansicht des Bereichs von Endscheibe und Verschlusselement des Filterelements von 3 im Längsschnitt.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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Die Erfindung ist anhand eines Ölfilters dargestellt, kann jedoch auch für andere Filtersysteme mit entsprechender Anpassung der Konstruktion vorgesehen sein.
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1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Filtersystem 200 mit einem eingesetzten Filterelement 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Filtersystem 200 weist ein Gehäuse 210 mit einem Gehäuseteil 212 auf, in dem zwischen einer Rohseite 202 und einer Reinseite 204 ein auswechselbares Filterelement 100 mit einem Filterbalg 118 angeordnet ist. Der Filterbalg 118 des Filterelements 100 weist ein an einer ersten Stirnseite 15 angeordnetes erstes Abdichtmittel in Form einer Endscheibe 112 und ein an einer axial gegenüber liegenden zweiten Stirnseite 17 angeordnetes zweites Abdichtmittel, beispielhaft ebenfalls in Form einer Endscheibe 114, auf. Eine der beiden Endscheiben 112, 114, in der Figur die untere Endscheibe 112, weist ein axial über die betreffende Endscheibe 112 überstehendes Verschlusselement 12 auf. Das Verschlusselement 12 ist zur Abdichtung zwischen der Rohseite 202 und der Reinseite 204 des Filtersystems 200 vorgesehen, und verschließt bei eingesetztem Filterelement 100 einen rohseitigen Fluidauslass 250 des Gehäuses 210 und gibt bei Entfernen des Filterelements 100 den rohseitigen Fluidauslass 250 frei. Der Filterbalg 118 ist hohlzylinderförmig ausgebildet und weist eine zentrale Öffnung 110 auf. Der Filterbalg 118 wird von einer Innenseite durch ein Mittelrohr 116 mechanisch versteift, insbesondere gegen den Druck des zu filternden Fluids, das von einer radialen Außenseite des Filterbalgs 118, der Rohseite 202, durch den Filterbalg 118 in den Bereich der zentralen Öffnung 110 auf die Reinseite 204 strömt. Aus dieser zentralen Öffnung 110 wird das gefilterte Fluid aus dem Filtersystem 200 wieder nach außen geleitet. Sowohl Einlass als auch Auslass des Filtersystems 200 sind nicht dargestellt.
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Das Filterelement 100 ist in einer Längsachse L in das Gehäuseteil 212 eingesetzt und sitzt mit dem an die Endscheibe 112 beispielsweise angeformten Verschlusselement 12 auf dem konisch ausgebildeten Stutzen 20 des Gehäuseteils 212 auf. Das Verschlusselement 12 verschließt den ringförmig um den Stutzen 20 ausgebildeten Ablaufkanal 30 als rohseitigen Fluidauslass 250. Der Ablaufkanal 30 mündet im Gehäuseteil 212 in eine Ablauföffnung 38, durch welche das abfließende Rohfluid austreten kann. Wird das Filterelement 100 aus dem Gehäuseteil 212 in Längsrichtung L nach oben entfernt, gibt das Verschlusselement 12 den Ablaufkanal 30 wieder frei und eventuell im Filterelement 100 und/oder im Gehäuseteil 212 verbliebenes Rohfluid kann durch den Ablaufkanal 30 abfließen und durch die Ablauföffnung 38 austreten. Eine Verschmutzung der Reinfluidseite 204 durch Rohfluid wird so vermieden.
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In 2 ist eine Detailansicht des Abdichtungsbereichs des Filtersystems 200 von 1 im Längsschnitt dargestellt. Die Endscheibe 112, 114 weist radial eine größere Ausdehnung auf als die zugehörige Stirnseite 15 des Filterbalgs 118, so dass die Endscheibe 112 radial und axial in die zentrale Öffnung 110 ragt. Als die mit dem Verschlusselement 12 versehene Endscheibe 112 ist eine Dichtmasse 113 in die betreffende Stirnseite 15 des Filterbalgs 118 eingebracht. Die Dichtmasse 113 ist thermisch aktivierbar und/oder anschmelzbar ausgebildet, wie oben detailliert beschrieben und kann vor der Aushärtung in das Medium des Filterbalgs 118 eintreten. Nach der Ausvulkanisierung bildet die Endscheibe 112 eine zuverlässige Abdichtung des Filterbalgs 118 mit einer gewissen Restelastizität. Die Dichtmasse 113 bildet vorteilhaft eine Folienendscheibe, an welche das Verschlusselement 12 angeformt ist. An der Endscheibe 112 ist wenigstens ein Stabilisierungselement 36 angeordnet, wobei das Stabilisierungselement 36 ringförmig ausgebildet ist und das Verschlusselement 12 umgibt. Das Stabilisierungselement 36 ist beispielsweise ein Vliesring, in welchen die elastische Masse der Dichtmasse 113 eindringen kann, so dass die Endscheibe 112 in Form eines Verbundwerkstoffes gebildet ist. Anhand des schraffierten Bereichs, der von den Endscheiben 112, 114 (siehe auch 1) in axialer Richtung in den Filterbalg 118 in unregelmäßiger Form eingezeichnet ist, ist angedeutet, dass die elastische Masse der Dichtmasse 113 während der Vulkanisierung in den Filterbalg 118 eindringt, wodurch der Filterbalg 118 zuverlässig im Bereich der Stirnseiten 15, 17 abgedichtet ist und zugleich die Endscheiben 112, 114 mit dem Filterbalg 118 fest verbunden sind. Das Stabilisierungselement könnte ebenso als Fortsatz des Filterbalgs ausgebildet sein, da die elastische Masse auch in den Filterbalg eindringen kann. Das Verschlusselement ließe sich so in geeigneter Weise daran anformen und abstützen. Weiter ist denkbar, das Mittelrohr des Filterelements weiterzuführen und als Stabilisierungselement auszubilden, in dem das Mittelrohr mit der elastischen Masse umgeben oder umspritzt werden kann. Damit könnte das so gebildete Stabilisierungselement ebenso eine geeignete Abstützung für das daran angeformte Verschlusselement bilden.
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Das Verschlusselement 12 ist an einem Bereich 120 der Endscheibe 112 angeordnet, der radial über die zugehörige Stirnseite 15 des Filterbalgs 118 übersteht. Die Endscheibe 112 ragt dazu in den Freiraum 122 zwischen Filterbalg 118 und der reinseitigen Dichtfläche 24 des Stutzens 20 hinein. Das Verschlusselement 12 ist radial innerhalb der zentralen Öffnung 110 des Filterbalgs 118 umlaufend ausgebildet.
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Der rohseitige Fluidauslass 250 umfasst den um den Stutzen 20 des Gehäuseteils 212 radial umlaufenden Ablaufkanal 30, wobei der Stutzen 20 zur Aufnahme des eingesetzten Filterelements 100 im Bereich der Anlagefläche 22 konisch ausgebildet ist. Die Anlagefläche 22 des Stutzens 20 für das Filterelement 100 ist als reinseitige Dichtfläche 24 ausgelegt, während die Außenkante 32 des Ablaufkanals 30 als rohseitige Dichtfläche 34 ausgebildet ist. Bei eingesetztem Filterelement 100 greift das Verschlusselement 12 in den Ablaufkanal 30 ein und liegt an der Dichtfläche 24 des Stutzens 20 und der Dichtfläche 34 der Außenkante 32 an. So ist der Ablaufkanal 30 bei eingesetztem Filterelement 100 zuverlässig verschlossen und wird erst geöffnet, wenn das Filterelement 100 wieder aus dem Gehäuseteil 212 entnommen wird.
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3 zeigt einen Längsschnitt durch das Filterelement 100 von 1 und 2, während in 4 eine Detailansicht des Bereichs von Endscheibe 112 und Verschlusselement 10 des Filterelements 100 von 3 im Längsschnitt dargestellt ist. Das Filterelement 100 umfasst den Filterbalg 118, der an beiden Stirnseiten 15, 17 durch die Endscheiben 112, 114 abgedichtet und abgeschlossen wird. Die zentrale Öffnung 110 des Filterbalgs 100 ist auf der Innenseite des Filterbalgs 100 durch das Mittelrohr 116 versteift, um so den Filterbalg 118 gegen den hydraulischen Druck des strömenden Fluids zu stabilisieren.
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Die Endscheibe 112 ragt radial in die zentrale Öffnung 110 hinein und weist in diesem Bereich das axial abstehende Verschlusselement 12 auf, das mit Hilfe der Dichtmasse 113 an die Endscheibe 112 angeformt ist. Die Endscheibe 112 weist das Stabilisierungselement 36 auf, das in die elastische Masse der Dichtmasse 113 eingebettet ist und diese zusätzlich nach dem Aushärten versteift. Das Stabilisierungselement 36 kann beispielsweise ringförmig um das Verschlusselement 12 angeordnet sein und aus Vliesstoff bestehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 112007001880 T5 [0003]
