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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung mit einem in einem Filtergehäuse angeordneten Ringfilterelement, welches eine untere Endscheibe aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Ringfilterelement für eine solche Filtereinrichtung.
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Um eine langfristig zuverlässige Filtration gewährleisten und dadurch Schäden an einer Brennkraftmaschine vermeiden zu können, ist es wichtig, qualitativ hochwertige Filterelemente einzusetzen. Um hierbei die Verwendung geeigneter Ringfilterelemente beeinflussen zu können, werden zunehmend sogenannte Schlüssel-Schloss-Systeme angewandt, bei welchen das in eine Filtereinrichtung einzusetzende Ringfilterelement einen Schlüssel und ein das Ringfilterelement aufnehmende Filtergehäuse ein zugehöriges Schloss aufweisen, wobei eine einwandfreie Funktion der Filtereinrichtung ausschließlich dann gewährleistet werden kann, sofern das Ringfilterelement mit seinem Schlüssel exakt in das filtergehäuseseitige Schloss eingreift. Ein derartiges Schlüssel-Schloss-System kann beispielsweise durch einen axial von einem Ringfilterelement abstehenden Pin verwirklicht werden, der in einen komplementär dazu ausgebildeten Kanal im Filtergehäuse, beispielsweise einen Leerlaufkanal, eingreift und diesen im Betriebszustand verschließt. Weist das Ringfilterelement keinen derartigen Pin auf, so kann es zwar in das Filtergehäuse eingesetzt werden, ein Betrieb der Filtereinrichtung ist jedoch nicht möglich, da der Kanal, beispielsweise der Leerlaufkanal, offen bleibt und dadurch eine Filtration unterbleibt.
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Zum richtigen Einsetzen solcher Ringfilterelemente mit Pin sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
EP 2 477 711 B1 , Rampengeometrien bekannt, die unabhängig von einer Drehwinkelstellung des in das Filtergehäuse eingesetzten Ringfilterelements ein Verdrehen desselben bewirken, bis dieses mit seinem Pin in den filtergehäuseseitigen Kanal eingreift und diesen verschließt. Gerade beim Erreichen der Einbaulage ändert sich jedoch die Bewegung des Ringfilterelements von einer Drehbewegung in eine Axialbewegung, um den Pin in den Kanal einzustecken. Hierbei kann es zu einem Verklemmen kommen, insbesondere sofern das Ringfilterelement leicht gekippt im Filtergehäuse angeordnet ist. Dies erschwert den Einbau des Ringfilterelements oder macht diesen sogar unmöglich.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Filtereinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht dabei auf dem allgemeinen Gedanken, ein freies Ende eines exzentrisch und axial von einem Ringfilterelement abstehenden Pins in der Art einer Pfeilspitze auszubilden, um dadurch ein Einführen des Pins in einen filtergehäuseseitigen Kanal, beispielsweise einen Leerlaufkanal, zu erleichtern. Hierzu sind an dem Pin zumindest drei Stege mit jeweils einer zu einem freien Ende des Pins hin verlaufenden Schräge vorgesehen, wobei zugleich zumindest zwei Schrägen jeweils in einen achsparallelen Bereich übergehen. Durch die Schrägen kann dabei das Einfädeln des Pins in den filtergehäuseseitigen Kanal erleichtert werden, während die achsparallelen Bereiche an den Stegen des Pins ein paralleles Ausrichten desselben zu einer Achse der Filtereinrichtung erzwingen und dadurch den Einbau des Ringfilterelements, insbesondere des Einstecken des Pins in den filtergehäuseseitigen Kanal, erleichtern. „Achsparallel“ bedeutet dabei bezüglich der Bereiche am Pin, dass diese parallel zu einer Achse bzw. Längsachse des Pins bzw. des Ringfilterelements verlaufen. Die beiden Stege, an welchen die zugehörigen Schrägen in die jeweiligen achsparallelen Bereiche übergehen, das heißt diejenigen Stege mit achsparallelen Bereichen, sind vorzugsweise in Umfangsrichtung angeordnet und damit einander gegenüberliegend, während derjenige Steg ohne achsparallelen Bereich beispielsweise nach radial außen und/oder radial innen gerichtet sein kann. Die Schrägen der einzelnen Stege sollen dabei eine mögliche Schiefstellung des Pins in Bezug auf den filtergehäuseseitigen Kanal ausgleichen, so dass der Pin zuverlässig in diesen eingeführt werden kann. Die beiden achsparallelen Bereiche wiederum sollen den Pin anschließend in dem filtergehäuseseitigen Kanal zentrieren, wodurch eine an dem Pin angeordnete Dichtung eine gleichmäßige Flächenpressung in dem Kanal erfährt und dadurch eine zuverlässige Abdichtung ermöglicht. Zugleich bewirken die achsparallelen Bereiche ein achsparalleles Einführen des Pins in den filtergehäuseseitigen Kanal und damit ein Ausrichten des Ringfilterelements im Filtergehäuse.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist der Pin vier Stege mit jeweils einer zu einem freien Ende des Pins hin verlaufenden Schräge auf, wovon zumindest zwei gegenüberliegende Schrägen jeweils in einen achsparallelen Bereich übergehen. Die Stege bilden somit einen kreuzförmigen Querschnitt, wobei auch hier die beiden Stege mit ihrem achsparallelen Bereich vorzugsweise in Umfangsrichtung gerichtet sind. In Umfangsrichtung gerichtet bedeutet dabei nicht, dass die Stege an sich eine Krümmung aufweisen müssen, sondern dass sie abweichend von dem radial nach innen oder radial nach außen abstehenden Steg orthogonal dazu und damit in Umfangsrichtung ausgerichtet sind. Über einen Pin mit vier derartigen Stegen kann eine besonders zuverlässige Ausrichtung des Pins im filtergehäuseseitigen Kanal erreicht werden. Ob nun drei oder vier Stege angeordnet sind, lässt sich durch eine einfache Adaption eines Kunststoffspritzgießwerkzeugs, mittels welchem der Pin hergestellt wird, vorzugsweise zusammen mit einer unteren Endscheibe oder einem Schmutztopf des Ringfilterelements, entscheiden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Filtereinrichtung als Öl- oder als Kraftstofffilter ausgebildet. Besonders im Filterbereich eines Kraftfahrzeuges ist es für eine zuverlässige Funktion einer Brennkraftmaschine unerlässlich, dass die verwendeten Betriebsstoffe keine unerwünschten Bestandteile enthalten. Derartige unerwünschte Bestandteile können beispielsweise Wasser oder Schmutzpartikel sein. Aus diesem Grund ist es wichtig, für derartige Öl- oder Kraftstofffilter die ausschließliche Verwendung autorisierter Filtereinrichtungen bzw. Ringfilterelemente zu gewährleisten, um Schäden an der Brennkraftmaschine abwenden zu können.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weisen zumindest zwei Schrägen unterschiedliche Winkel zu einer Achse des Pins auf. So können beispielsweise die zumindest zwei Stege mit den achsparallelen Bereichen eine Schräge aufweisen, die einen deutlich stumpferen Winkel mit der Achse des Pins einschließen, als die Schräge an denjenigen Steg ohne achsparallelen Bereich. Durch die achsparallelen Bereiche des Pins wird der Pin beim Einführen in den Kanal zeitig mittig zentriert, so dass der Pin mit dem aufgesetzten Dichtelement nicht schräg in den Kanal eintaucht und das Dichtelement quetscht. Durch die achsparallelen Bereiche wird das Dichtelement im Umfang gleichmäßig belastet und es entsteht keine Beschädigung desselben.
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Zweckmäßig ist der Pin einstückig mit einem Schmutztopf oder einer unteren Endscheibe des Ringfilterelements ausgebildet. Zu denken ist hierbei insbesondere an ein einstückiges Kunststoffspritzgussteil, welches beispielsweise die untere Endscheibe und den Pin bzw. einen Schmutztopf und den Pin umfasst. Hierdurch kann eine kostengünstige Herstellung des Pins zusammen mit dem Schmutztopf bzw. der unteren Endscheibe des Ringfilterelements in einem gemeinsamen Kunststoffspritzgießvorgang erreicht werden. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass an dem Pin ein Dichtelement, insbesondere eine O-Ringdichtung, angeordnet ist, wobei die Schräge an dem Steg ohne achsparallelen Bereich vorzugsweise bis zum Dichtelement reicht. Das Dichtelement, welches vorzugsweise als O-Ringdichtung ausgebildet ist, ist dabei in einer Umfangsnut am Pin angeordnet und wird beim Einschieben des Pins in den filtergehäuseseitigen Kanal, beispielsweise den Leerlaufkanal, gegen eine Kanalwand verpresst. Durch die zumindest zwei Stege mit achsparallelen Bereichen kann dabei eine Zentrierung des Pins erreicht werden, so dass eine Achse des Pins vorzugsweise identisch ist mit einer Achse des filtergehäuseseitigen Kanals, wodurch wiederum eine gleichmäßige Flächenpressung des Dichtelements und damit eine hohe Dichtwirkung erzielt werden können.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Ringfilterelement für die zuvor beschriebene Filtereinrichtung anzugeben, an dem unten ein axial und insbesondere exzentrisch abstehender, stutzenförmiger Pin vorgesehen ist, der zumindest drei Stege mit jeweils einer zu einem freien Ende des Pins hin verlaufenden Schräge aufweist, wobei zumindest zwei Schrägen jeweils in einen achsparallelen Bereich übergehen. Mittels eines derartigen Ringfilterelements lässt sich eine einfache Montage desselben in einem Filtergehäuse erreichen, da durch die spitze Form des Pins ein vereinfachtes Zuführen bzw. Einstecken desselben in den filtergehäuseseitigen Kanal erreicht wird. Durch die beiden achsparallelen Bereiche an beiden Stegen erfolgt ein frühzeitiges Ausrichten bzw. Zentrieren des Pins im Kanal, wodurch eine gleichmäßige Flächenpressung und damit eine verbesserte Dichtwirkung erreicht werden können. Durch die achsparallelen Bereiche des Pins, wird dieser beim Einführen in den Kanal somit zeitig mittig zentriert, so dass er mit dem aufgesetzten Dichtelement nicht schräg in den Kanal eintaucht und das Dichtelement quetscht. Durch die achsparallelen Bereiche wird das Dichtelement im Umfang gleichmäßig belastet und es entsteht keine Beschädigung desselben. Durch die Zentrierung des Pins im filtergehäuseseitigen Kanal kann auch die Kraft reduziert werden, welche zum Einstecken des Pins in den Kanal erforderlich ist. Hierdurch vereinfacht und erleichtert sich der Montageaufwand des Ringfilterelements erheblich. Durch die spitze Ausführungsform des Pins kann ein Verdrehen des Ringfilterelements im Filtergehäuse zum Aufsuchen der zum Einstecken des Pins in den filtergehäuseseitigen Kanal richtigen Position erleichtert werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die zumindest zwei achsparallelen Bereiche an in Umfangsrichtung gerichteten Stegen angeordnet. Hierdurch lässt sich ein einfaches Einfahren des Pins in den filtergehäuseseitigen Kanal und ebenso ein kraftarmes Eindrücken desselben in den Kanal erreichen, da die beiden Stege mit achsparallelen Bereichen eine Zentrierung des Pins im Kanal und damit vergleichsweise geringe bzw. insbesondere gleichmäßige Flächenpresskräfte bedingen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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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.
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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.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung,
- 2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene D-D aus 1,
- 3 eine Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Pin.
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Entsprechend den 1 und 2, weist eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1, welche beispielsweise als Öl- oder Kraftstofffilter ausgebildet sein kann, ein in einem Filtergehäuse 1 angeordnetes Ringfilterelement 3 auf, an dem unten ein axial abstehender, stutzenförmiger Pin 4 vorgesehen ist. Im Filtergehäuse 2 ist dabei ein zu diesem Pin 4 komplementär ausgebildeter Kanal 5, beispielsweise ein Leerlaufkanal, vorgesehen. Ein Betrieb der Filtereinrichtung 1 ist dabei ausschließlich dann möglich, sofern der Pin 4 in den Kanal 5 eingreift und diesen dicht verschließt. Erfindungsgemäß weist nun der Pin 4 zumindest drei Stege 6 mit jeweils einer zu einem freien Ende des Pins 4 hin verlaufenden Schräge 7 auf, wovon zumindest zwei Schrägen 7 am jeweiligen Steg jeweils in einen achsparallelen Bereich 8 übergehen. Durch die pfeilförmige Kontur des Pins 4 ist ein vergleichsweise einfaches Verdrehen des Ringfilterelements 3 im Filtergehäuse 2 zum Aufsuchen der richtigen Position, in welcher der Pin 4 in den Kanal 5 eingreifen kann, möglich. Zudem erleichtert die pfeilartige Ausführungsform des Pins 4 ein Einführen desselben in den Kanal 5. Über die beiden Stege 6 mit ihren jeweiligen achsparallelen Bereichen 8 kann nach dem Einführen des Pins 4 in den Kanal 5 eine Zentrierung des Pins 4 relativ zum Kanal 5 erreicht werden, wodurch der Pin 4 insgesamt deutlich kraftärmer in den Kanal 5 eingesteckt werden kann. Durch die achsparallelen Bereiche 8 des Pins 4, wird der Pin 4 beim Einführen in den Kanal 5 auch bereits frühzeitig mittig zentriert, so dass der Pin 4 mit dem aufgesetzten Dichtelement 9 nicht schräg in den Kanal 5 eintaucht und das Dichtelement 9 quetscht. Durch die achsparallelen Bereiche 8 wird das Dichtelement 9 zudem im Umfang gleichmäßig belastet und es entsteht keine Beschädigung desselben. Durch die Zentrierung des Pins 4 im Kanal 5 kann eine gleichmäßige Flächenpressung eines Dichtelements 9 (vergleiche die 2 und 3) im Kanal 5 und damit auch ein optimales Abdichten erreichten werden.
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Betrachtet man die gemäß den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Pins 4, so weist dieser insgesamt vier Stege 6 mit jeweils einer zu einem freien Ende des Pins hin verlaufenden Schräge 7 auf, wovon zwei gegenüberliegende Schrägen 7 am jeweiligen Steg 6 jeweils in einen achsparallelen Bereich 8 übergehen. Die beiden Stege 6, mit den achsparallelen Bereichen 8, sind dabei in Umfangsrichtung ausgerichtet, während die beiden Stege 6 mit ausschließlich den Schrägen 7 gemäß den 1 bis 3 nach radial außen und radial innen zeigen. Sämtliche gezeigte Stege 6 sind dabei orthogonal zueinander angeordnet, wodurch sich ein kreuzförmiger Querschnitt des Pins 4 im Bereich der Stege 6 ergibt. Unter einem achsparallelen Bereich 8 wird dabei ein Bereich verstanden, dessen Außenkontur parallel zu einer Achse, das heißt einer Längsachse 10 (vergleiche 3) des Pins verläuft. In 3 ist dabei eine Außenkante des achsparallelen Bereichs 8 mit 10' bezeichnet, woraus ersichtlich wird, dass diese Außenkante parallel zur Längsachse 10 verläuft.
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Betrachtet man die 2 und 3 weiter, so kann man erkennen, dass zumindest zwei Schrägen 7 unterschiedliche Winkel zur Achse 10, das heißt zur Längsachse 10 des Pins 4 aufweisen. Die Schräge 7, an denjenigen Steg 6, der keinen achsparallelen Bereich 8 aufweist, nimmt dabei mit der Längsachse 10 des Pins 4 einen deutlich spitzeren Winkel ein, als die Schräge 7 an demjenigen Steg 6 mit achsparallelem Bereich 8.
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Generell kann der Pin 4 einstückig mit einem Schmutztopf 11 oder einer unteren Endscheibe 12 des Ringfilterelements 3 ausgebildet sein. Bei der gemäß der 2 gezeigten Ausführungsform ist dabei der Pin 4 einstückig mit dem Schmutztopf 11 ausgebildet, wodurch eine kostengünstige und zugleich qualitativ hochwertige Herstellung des Pins 4 in einem gemeinsamen Kunststoffspritzgießvorgang zusammen mit dem Schmutztopf 11 ermöglicht wird. An dem Pin 4 kann darüber hinaus das Dichtelement 9, welches beispielsweise als O-Ringdichtung ausgebildet ist, angeordnet sein, wobei die Schräge 7 an demjenigen Steg 6 ohne achsparallelen Bereich 8 vorzugsweise bis zum Dichtelement 9 reicht, wie dies gemäß der 2 und 3 deutlich zu erkennen ist. Das Dichtelement 9 ist dabei in einer Umfangsnut am Pin 4 angeordnet und bei in den Kanal 5 eingeführtem Pin 4 gegen eine Kanalinnenwand dicht verpresst.
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In dem Schmutztopf 11 kann darüber hinaus ein Wasserabscheider 13, beispielsweise ein Koaleszer, angeordnet sein.
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Unter Schutz gestellt werden soll mit der vorliegenden Erfindung nicht nur die Filtereinrichtung 1, sondern auch ein zugehöriges Ringfilterelement 3 mit einem solchen erfindungsgemäß ausgebildeten Pin 4, der zumindest drei Stege 6 mit jeweils einer zu einem freien Ende des Pins 4 hin verlaufenden Schräge aufweist, wovon zumindest zwei Schrägen 7 jeweils in einen achsparallelen Bereich 8 übergehen. Die zumindest zwei Stege mit den achsparallelen Bereichen 8 liegen dabei vorzugsweise einander gegenüberliegend in Umfangsrichtung.
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Sind lediglich drei Stege 6 vorgesehen, so sind diese ebenso wie bei dem Vorsehen von vier Stegen 6 orthogonal zueinander angeordnet. Die Schrägen 7 an den Stegen 6 mit achsparallelen Bereichen 8 nehmen dabei mit der Längsachse 10 des Pins 4 einen deutlich stumpferen Winkel ein als die Schrägen 7 an den Stegen 6 ohne achsparallele Bereiche.
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Mit dem erfindungsgemäßen Ringfilterelement 3 und der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 ist es möglich, einen Einbaukomfort des Ringfilterelements 3 deutlich zu erhöhen, da durch die spitze Ausführungsform des Pins 4 ein erleichtertes Verdrehen des Ringfilterelements 3 im Filtergehäuse 2, ein erleichtertes Zuführen des Pins 4 zum und in den Kanal 5 und ein verbessertes Zentrieren des Pins 4 im Kanal 5 erreicht werden können, wodurch eine Einpresskraft des Pins 4 in den Kanal 5 reduziert wird. Der Kanal 5 kann dabei selbstverständlich nicht nur im Filtergehäuse 2 angeordnet sein, sondern beispielsweise auch in einem separaten Funktionsträger.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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