DE102019125209A1 - Liquid filter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter (10) mit einem Filtergehäuse (12) und einem Filtereinsatz (14), welcher axial bewegbar innerhalb des Filtergehäuses (12) angeordnet ist und Filtermaterial (34) aufweist, wobei das Filtermaterial (34) von einer Rohseite (36) zu einer Reinseite (38) des Flüssigkeitsfilters (10) von einer zu filternden Flüssigkeit durchströmbar ist, wobei eine Axialbewegung des Filtereinsatzes (14) durch eine Druckdifferenz zwischen der Rohseite (36) und der Reinseite (38) verursachbar ist.The invention relates to a liquid filter (10) with a filter housing (12) and a filter insert (14) which is arranged axially movable within the filter housing (12) and has filter material (34), the filter material (34) from a raw side (36) ) a liquid to be filtered can flow through to a clean side (38) of the liquid filter (10), an axial movement of the filter insert (14) being able to be caused by a pressure difference between the raw side (36) and the clean side (38).
Description
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter mit einem Filtergehäuse und einem Filtereinsatz, welcher axial bewegbar innerhalb des Filtergehäuses angeordnet ist und Filtermaterial aufweist, wobei das Filtermaterial von einer Rohseite zu einer Reinseite des Flüssigkeitsfilters von einer zu filternden Flüssigkeit durchströmbar ist.The invention relates to a liquid filter with a filter housing and a filter insert, which is arranged axially movable within the filter housing and has filter material, the filter material being able to be flowed through by a liquid to be filtered from a raw side to a clean side of the liquid filter.
Das Filtermaterial eines Filtereinsatzes erfährt mit zunehmender Nutzungsdauer eine Alterung, welche insbesondere auf die Verschmutzung des Filtermaterials zurückzuführen ist. Aus diesem Grund sind Flüssigkeitsfilter bisher regelmäßig zu warten, wobei im Rahmen der Wartung der Filtereinsatz auszutauschen oder das Filtermaterial des Filtereinsatzes zu reinigen ist. Wenn die erforderliche Wartung nicht oder nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird, kann es beispielsweise zu einer erheblichen Beeinträchtigung des Flüssigkeitsdurchsatzes durch den Flüssigkeitsfilter kommen.The filter material of a filter insert experiences aging with increasing service life, which can be attributed in particular to the contamination of the filter material. For this reason, liquid filters have hitherto been regularly serviced, with the filter insert having to be replaced or the filter material of the filter insert cleaned as part of the maintenance. If the required maintenance is not carried out or is carried out incorrectly, the liquid throughput through the liquid filter can be significantly impaired, for example.
Bei Kraftstofffiltern kann dies zu einer spürbaren Verringerung der Motorleistung bis hin zu einer unzureichenden Kraftstoffversorgung für den Betrieb des Motors führen. Bei Ölfiltern führt die Überalterung des Filtereinsatzes häufig zur Öffnung eines Umgehungs- bzw. Bypassventils, wodurch der Flüssigkeitsfilter seine Filterfunktion verliert. Dies kann zu erheblichen Schäden an dem Aggregat führen, in welchem der Flüssigkeitsfilter eingesetzt wird.In the case of fuel filters, this can lead to a noticeable reduction in engine performance and even insufficient fuel supply to run the engine. In the case of oil filters, the aging of the filter insert often leads to the opening of a bypass or bypass valve, as a result of which the liquid filter loses its filter function. This can lead to considerable damage to the unit in which the liquid filter is used.
Zur Vermeidung der oben skizzierten alterungsbedingten Szenarien werden Filtereinsätze in der Praxis häufig zu früh ausgetauscht, sodass die Filtereinsätze nicht bis zum Ende der Lebensdauer verwendet werden. Die maximale Betriebszeit von Filtereinsätzen wird somit regelmäßig nicht ausgereizt, wodurch sich ein erhebliches Einsparpotential ergibt. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen würde die Ausreizung der Lebensdauer entsprechender Filtereinsätze zu einer beträchtlichen Senkung der Unterhaltskosten führen.To avoid the aging-related scenarios outlined above, filter cartridges are often replaced too early in practice, so that the filter cartridges are not used until the end of their service life. The maximum operating time of filter cartridges is therefore regularly not exhausted, which results in considerable savings potential. In the case of commercial vehicles in particular, the exhaustion of the service life of corresponding filter inserts would lead to a considerable reduction in maintenance costs.
Ferner werden für die in der Praxis verwendeten Flüssigkeitsfilter feste Wartungsintervalle vorgegeben, durch welche beispielsweise die Handlungsfreiheit von Betreibern großer Fahrzeugflotten erheblich eingeschränkt wird.Furthermore, fixed maintenance intervals are specified for the liquid filters used in practice, which, for example, considerably limit the freedom of action of operators of large vehicle fleets.
Um diesen Problemen zu begegnen, sind im Stand der Technik bereits Flüssigkeitsfilter mit einer Verschleißanzeige bekannt, bei welchen ein Benutzer den Verschleißzustand am Flüssigkeitsfilter ablesen kann. Aus der Druckschrift
Bei diesen und anderen bekannten Lösungen besteht das Problem, dass der Druck auf der Reinseite des Flüssigkeitsfilters keinen Einfluss auf die Axialverschiebung des Filtereinsatzes hat, sodass das Druckniveau auf der Reinseite bei der Bestimmung des Verschmutzungsgrades des Filtereinsatzes nicht berücksichtigt wird.The problem with these and other known solutions is that the pressure on the clean side of the liquid filter has no influence on the axial displacement of the filter insert, so that the pressure level on the clean side is not taken into account when determining the degree of contamination of the filter insert.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht folglich darin, einen Flüssigkeitsfilter bereitzustellen, bei welchem über eine Axialbewegung des Filtereinsatzes die Alterung bzw. der Verschmutzungszustand des Filtermaterials überwachbar ist, wobei im Rahmen dieser Überwachung sowohl der Druck auf der Rohseite als auch der Druck auf der Reinseite des Flüssigkeitsfilters berücksichtigt wird.The object on which the invention is based is therefore to provide a liquid filter in which the aging or the state of contamination of the filter material can be monitored via an axial movement of the filter insert, with both the pressure on the raw side and the pressure on the clean side of the Liquid filter is taken into account.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Flüssigkeitsfilter der eingangs genannten Art, wobei eine Axialbewegung des Filtereinsatzes des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters durch eine Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite verursachbar ist.The object is achieved by a liquid filter of the type mentioned at the beginning, wherein an axial movement of the filter insert of the liquid filter according to the invention can be caused by a pressure difference between the raw side and the clean side.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass die Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite aufgrund einer sich verringernden Durchlässigkeit des Filtermaterials mit zunehmender Verschmutzung des Filtermaterials ansteigt. Über die von der Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite des Flüssigkeitsfilters abhängige Axialbewegung des Filtereinsatzes kann eine Überwachung der Alterung bzw. des Verschmutzungszustands des Filtermaterials umgesetzt werden. Durch die Überwachung kann der Filtereinsatz bis zum Ende seiner Lebensdauer verwendet werden, sodass ein zu frühzeitiger Austausch des Filtereinsatzes effektiv vermieden wird. Durch die Ausnutzung der gesamten Lebensdauer des Filtereinsatzes können die Unterhaltskosten von Nutzfahrzeugen erheblich gesenkt werden. Darüber hinaus können an den Verschmutzungszustand angepasste flexible Wartungsintervalle realisiert werden.The invention makes use of the knowledge that the pressure difference between the raw side and the clean side increases with increasing contamination of the filter material due to a decreasing permeability of the filter material. The axial movement of the filter insert, which is dependent on the pressure difference between the raw side and the clean side of the liquid filter, can be used to monitor the aging or the state of contamination of the filter material. As a result of the monitoring, the filter insert can be used until the end of its service life, so that replacing the filter insert too early is effectively avoided. By utilizing the entire service life of the filter insert, the maintenance costs of commercial vehicles can be reduced considerably. In addition, flexible maintenance intervals that are adapted to the level of contamination can be implemented.
Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter ist also derart ausgestaltet, dass bei einem Differenzdruckanstieg zwischen der Rohseite und der Reinseite der Filtereinsatz aus seiner Ruheposition in Axialrichtung heraus bewegt wird. Der Filtereinsatz weist beispielsweise zwei gegenüberliegende Endscheiben auf, wobei das Filtermaterial zwischen den Endscheiben angeordnet ist. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite des Flüssigkeitsfilters ergeben sich an den Endscheiben Axialkräfte, welche in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet sind. Da eine Endscheibe auf der Reinseite eine Abführöffnung für die gefilterte Flüssigkeit aufweist, unterscheiden sich die auf die Endscheiben wirkenden Axialkräfte, sodass diese sich nicht gegenseitig aufheben bzw. kompensieren. Die Abführöffnung befindet sich beispielsweise im Innendombereich einer Endscheibe. Aufgrund der unterschiedlichen Axialkräfte an den Endscheiben verbleibt eine Auslenkkraft, welche eine Axialbewegung des Filtereinsatzes verursacht. Die verbleibende Auslenkkraft nimmt mit steigender Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite des Flüssigkeitsfilters zu. Der Flüssigkeitsfilter kann beispielsweise ein Kraftstofffilter oder ein Ölfilter eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, sein.The liquid filter according to the invention is thus designed in such a way that when the differential pressure increases between the raw side and the clean side, the filter insert is moved out of its rest position in the axial direction. The filter insert has, for example, two opposite end disks, the filter material being arranged between the end disks. Due to the pressure difference between the raw side and the clean side of the liquid filter, there are axial forces on the end plates, which are oriented in opposite directions. Since an end disk on the If the clean side has a discharge opening for the filtered liquid, the axial forces acting on the end disks differ so that they do not cancel out or compensate one another. The discharge opening is located, for example, in the inner dome area of an end disk. Due to the different axial forces on the end plates, a deflection force remains, which causes an axial movement of the filter insert. The remaining deflection force increases as the pressure difference between the raw side and the clean side of the liquid filter increases. The liquid filter can be, for example, a fuel filter or an oil filter of a vehicle, in particular a commercial vehicle.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter ein Federelement auf, welches der Axialbewegung des Filtereinsatzes entgegenwirkt. Das Federelement ist durch eine Axialbewegung des Filtereinsatzes vorzugsweise zusammenstauchbar und/oder auseinanderstreckbar. Das Federelement ist beispielsweise eine Schraubenfeder. Vorzugsweise ist das Federelement in dem Filtergehäuse des Flüssigkeitsfilters angeordnet. Das Federelement nimmt die auf den Filtereinsatz wirkende Axialkraft auf, sodass eine von den Federeigenschaften und der Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite abhängige Axialauslenkung des Filtereinsatzes umgesetzt wird. Über das Ausmaß der Axialauslenkung des Filtereinsatzes kann der Verschmutzungsgrad des Filtermaterials und somit der Alterungszustand des Filtereinsatzes ermittelt werden. Eine geringe Axialauslenkung des Filtereinsatzes zeigt eine geringe Verschmutzung des Filtermaterials an. Eine starke Axialauslenkung des Filtereinsatzes zeigt eine starke Verschmutzung des Filtermaterials an.In a preferred embodiment, the liquid filter according to the invention has a spring element which counteracts the axial movement of the filter insert. The spring element can preferably be compressed and / or extended apart by an axial movement of the filter insert. The spring element is, for example, a helical spring. The spring element is preferably arranged in the filter housing of the liquid filter. The spring element absorbs the axial force acting on the filter insert, so that an axial deflection of the filter insert that is dependent on the spring properties and the pressure difference between the raw side and the clean side is implemented. The degree of contamination of the filter material and thus the state of aging of the filter insert can be determined via the extent of the axial deflection of the filter insert. A small axial deflection of the filter insert indicates a low level of contamination of the filter material. A strong axial deflection of the filter insert indicates that the filter material is very dirty.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter eine, insbesondere elektrische, Erfassungseinrichtung auf, mittels welcher eine Position und/oder die Axialbewegung des Filtereinsatzes erfassbar und/oder bestimmbar ist. Die Erfassungseinrichtung kann einen Näherungssensor oder einen Abstandssensor umfassen, mittels welchem die Annäherung des Filtereinsatzes oder der Abstand zu dem Filtereinsatz erfassbar und/oder bestimmbar ist. Die Position und/oder die Axialbewegung des Filtereinsatzes kann durch die Erfassungseinrichtung beispielsweise kapazitiv und/oder induktiv erfasst werden. Die Erfassungseinrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, eine Wechselposition des Filtereinsatzes zu erfassen, welche auf einen Verschmutzungszustand hinweist, welcher einen Wechsel des Filtereinsatzes erforderlich macht. Der Wechsel eines Filtereinsatzes ist üblicherweise dann erforderlich, wenn der Filtereinsatz einen End-of-Lifetime-Zustand erreicht hat. Dieser Zustand gilt typischerweise als erreicht, wenn der Verschmutzungszustand des Filtereinsatzes gerade noch für eine bestimmte als Sicherheit dienende Betriebszeit ohne Beeinträchtigung ausreichend ist. Beim parallelen Betrieb mehrerer Filter kann der Zustand aber auch so gewählt sein, dass der Verschmutzungszustand bereits einen Betrieb des Filters beeinträchtigen würde. Die Wechselposition des Filtereinsatzes kann eine Endposition sein, sodass keine Axialbewegung des Filtereinsatzes über die Wechselposition hinaus möglich ist. Die Erfassungseinrichtung kann eine Kontaktiermechanik aufweisen, über welche ein elektrisch leitender Dauerkontakt hergestellt wird, wenn der Filtereinsatz eine spezifische Position, beispielsweise die Wechselposition, einnimmt. Vorzugsweise wird durch die Kontaktiermechanik ein Axialanschlag für den Filtereinsatz umgesetzt, sodass nach Herstellung des Dauerkontakts keine weitere Axialverschiebung des Filtereinsatzes über die spezifische Position hinaus möglich ist.In another preferred embodiment, the liquid filter according to the invention has a detection device, in particular an electrical one, by means of which a position and / or the axial movement of the filter insert can be detected and / or determined. The detection device can comprise a proximity sensor or a distance sensor, by means of which the approach of the filter insert or the distance to the filter insert can be detected and / or determined. The position and / or the axial movement of the filter insert can be detected capacitively and / or inductively by the detection device, for example. The detection device can be set up, for example, to detect a change position of the filter insert, which indicates a state of contamination which makes it necessary to change the filter insert. Changing a filter element is usually necessary when the filter element has reached an end-of-lifetime status. This state is typically considered to have been reached when the state of contamination of the filter insert is just sufficient for a certain operating time serving as safety without impairment. In the case of parallel operation of several filters, however, the condition can also be selected in such a way that the contamination condition would already impair operation of the filter. The change position of the filter insert can be an end position, so that no axial movement of the filter insert beyond the change position is possible. The detection device can have a contacting mechanism by means of which an electrically conductive permanent contact is established when the filter insert assumes a specific position, for example the changing position. An axial stop for the filter insert is preferably implemented by the contacting mechanism, so that no further axial displacement of the filter insert beyond the specific position is possible after the permanent contact has been established.
Es ist außerdem ein erfindungsgemäßer Flüssigkeitsfilter bevorzugt, welcher eine Anzeigeeinrichtung aufweist. Mittels der Anzeigeeinrichtung ist ein auf der Axialauslenkung des Filtereinsatzes basierender Verschmutzungszustand des Filtermaterials optisch anzeigbar. Die Anzeigeeinrichtung des Flüssigkeitsfilters dient somit als Alterungsindikator für den Filtereinsatz. Da die Axialauslenkung des Filtereinsatzes von der Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite des Flüssigkeitsfilters abhängig ist, basiert der durch die Anzeigeeinrichtung optisch anzeigbare Verschmutzungszustand des Filtermaterials ebenfalls auf der Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite des Flüssigkeitsfilters.In addition, a liquid filter according to the invention is preferred which has a display device. The state of contamination of the filter material based on the axial deflection of the filter insert can be optically displayed by means of the display device. The display device of the liquid filter thus serves as an aging indicator for the filter insert. Since the axial deflection of the filter element depends on the pressure difference between the raw side and the clean side of the liquid filter, the contamination status of the filter material that can be visually indicated by the display device is also based on the pressure difference between the raw side and the clean side of the liquid filter.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters weist die Anzeigeeinrichtung eine Rastmechanik auf, mittels welcher ein Verschmutzungszustand nach Auflösen einer Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite weiterhin optisch angezeigt bleibt. Die Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite des Flüssigkeitsfilters wird beispielsweise aufgelöst, wenn die Förderung der zu filternden Flüssigkeit unterbrochen wird. Eine entsprechende Unterbrechung der Förderung erfolgt beispielsweise bei Abschaltung einer Förderpumpe, wobei die Abschaltung der Förderpumpe mit dem Abstellen eines Motors einhergehen kann. Der Verschmutzungszustand kann somit auch abgelesen werden, wenn die Förderung der zu filternden Flüssigkeit unterbrochen ist, beispielsweise, weil der Motor des Fahrzeugs, in dem der Flüssigkeitsfilter verbaut ist, abgestellt ist. Die Rastmechanik kann mehrere Raststufen aufweisen. Die Beibehaltung der Anzeige des Verschmutzungszustands nach Auflösen der Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite erfolgt somit stufenweise. Alternativ kann die Rastmechanik auch stufenlos ausgebildet sein.In another preferred embodiment of the liquid filter according to the invention, the display device has a latching mechanism by means of which a contamination state remains optically displayed after a pressure difference between the raw side and the clean side has been resolved. The pressure difference between the raw side and the clean side of the liquid filter is dissolved, for example, when the delivery of the liquid to be filtered is interrupted. A corresponding interruption of the delivery occurs, for example, when a delivery pump is switched off, it being possible for the delivery pump to be switched off when an engine is switched off. The contamination status can thus also be read off when the delivery of the liquid to be filtered is interrupted, for example because the engine of the vehicle in which the liquid filter is installed has been switched off. The locking mechanism can have several locking steps. The display of the contamination status is maintained after the pressure difference between the raw side and the clean side has been resolved. Alternatively, the locking mechanism can also be designed continuously.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters weist die Anzeigeeinrichtung einen Blendenkörper auf, welcher dazu eingerichtet ist, einen Anzeigekörper der Anzeigeeinrichtung zu verdecken, wobei der Grad der Verdeckung des Anzeigekörpers durch den Blendenkörper von der Axialauslenkung des Filtereinsatzes abhängig ist. Der Blendenkörper und der Anzeigekörper sind also in Axialrichtung relativ zueinander beweglich. Der Blendenkörper und der Anzeigekörper weisen vorzugsweise unterschiedliche Farben auf, sodass der Grad der Verdeckung des Anzeigekörpers durch den Blendenkörper optisch klar wahrnehmbar ist. Der Blendenkörper ist vorzugsweise als Hülsenblende ausgebildet. Der Anzeigekörper ist vorzugsweise als farbige Anzeigehülse ausgebildet. Der als Hülsenblende ausgebildete Blendenkörper und der als Anzeigehülse ausgebildete Anzeigekörper sind vorzugsweise koaxial zueinander angeordnet.In a further development of the liquid filter according to the invention, the display device has a visor body which is designed to cover a display body of the display device, the degree to which the display body is covered by the visor body is dependent on the axial deflection of the filter insert. The visor body and the display body are therefore movable relative to one another in the axial direction. The visor body and the display body preferably have different colors, so that the degree of obscuration of the display body by the visor body can be clearly perceived. The diaphragm body is preferably designed as a sleeve diaphragm. The display body is preferably designed as a colored display sleeve. The visor body designed as a sleeve diaphragm and the display body embodied as a display sleeve are preferably arranged coaxially to one another.
Es ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßer Flüssigkeitsfilter bevorzugt, bei welchem der Blendenkörper derart mit dem Filtereinsatz gekoppelt ist, dass der Blendenkörper bei einer Axialauslenkung des Filtereinsatzes von dem Filtereinsatz in Axialrichtung bewegt wird. Die Kopplung des Blendenkörpers und des Filtereinsatzes weist vorzugsweise ein Axialspiel auf, welches ein Zurückbewegen des Blendenkörpers durch den Filtereinsatz bei einer entgegengesetzten Axialbewegung des Filtereinsatzes nach Auflösen einer Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite verhindert. Wenn es zum Auflösen der Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite kommt, beispielsweise aufgrund einer Unterbrechung der Flüssigkeitsförderung, bewegt sich der Filtereinsatz zurück in seine Ruheposition, wobei der Blendenkörper in seiner axial ausgelenkten Position verbleibt. Der Blendenkörper weist vorzugsweise eine, insbesondere umlaufende, Gleitfläche auf, an welcher ein Befestigungsabschnitt des Filtereinsatzes bei Inanspruchnahme des Axialspiels entlanggleitet. Der Blendenkörper ist beispielsweise an einer Endscheibe des Filtereinsatzes befestigt, wobei die Befestigung das Axialspiel aufweist. Der Blendenkörper ist vorzugsweise in den Filtereinsatz eingeklipst. Alternativ ist aber auch eine andere Befestigung oder eine am Filtereinsatz einstückig ausgebildete Blende möglich. Der Anzeigekörper ist beispielsweise an dem Filtergehäuse des Flüssigkeitsfilters befestigt, sodass dieser durch eine Axialbewegung des Filtereinsatzes und/oder des Blendenkörpers nicht ausgelenkt werden kann. In einer anderen Ausführungsform kann der Anzeigekörper auch axial bewegbar und durch eine Axialbewegung des Filtereinsatzes und/oder des Blendenkörpers axial auslenkbar sein. Alternativ ist es auch möglich, dass der Anzeigekörper am Filtereinsatz befestigt ist, und der Blendenkörper am Filtergehäuse. In diesem Fall wird der Anzeigekörper mit dem Filtereinsatz bewegt. Bei entsprechender Ausgestaltung des Filtergehäuses kann ein Blendenköper auch entfallen, bzw. durch das Filtergehäuse ausgebildet sein.In addition, a liquid filter according to the invention is preferred in which the diaphragm body is coupled to the filter insert in such a way that the diaphragm body is moved in the axial direction by the filter insert when the filter insert is axially deflected. The coupling of the diaphragm body and the filter insert preferably has an axial play which prevents the diaphragm body from moving back through the filter insert in the event of an opposing axial movement of the filter insert after a pressure difference between the raw side and the clean side has been resolved. If the pressure difference between the raw side and the clean side is dissolved, for example due to an interruption in the delivery of liquid, the filter insert moves back into its rest position, with the diaphragm body remaining in its axially deflected position. The diaphragm body preferably has a sliding surface, in particular a circumferential sliding surface, on which a fastening section of the filter insert slides when the axial play is used. The diaphragm body is fastened, for example, to an end disk of the filter insert, the fastening having the axial play. The diaphragm body is preferably clipped into the filter insert. Alternatively, however, a different fastening or a diaphragm formed in one piece on the filter insert is also possible. The display body is attached, for example, to the filter housing of the liquid filter so that it cannot be deflected by an axial movement of the filter insert and / or the visor body. In another embodiment, the display body can also be axially movable and axially deflectable by an axial movement of the filter insert and / or the diaphragm body. Alternatively, it is also possible for the display body to be attached to the filter insert and the diaphragm body to be attached to the filter housing. In this case, the display body is moved with the filter insert. With a corresponding configuration of the filter housing, a diaphragm body can also be omitted or formed by the filter housing.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters sind der Blendenkörper und der Anzeigekörper Bestandteile der Rastmechanik, wobei der Blendenkörper und der Anzeigekörper korrespondierende Rastabschnitte aufweisen, welche über eine Relativbewegung des Blendenkörpers und des Anzeigekörpers in Axialrichtung in unterschiedlichen Raststufen in Eingriff bringbar sind. Ein Außer-Eingriff-Bringen der Rastabschnitte erfordert einen erhöhten Kraftaufwand, sodass ein Rasteffekt umgesetzt wird. Kommt es also zum Auflösen der Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite, beispielsweise bei einer Unterbrechung der Flüssigkeitsförderung, verbleiben die korrespondierenden Rastabschnitte des Blendenkörpers und des Anzeigekörpers in Eingriff, sodass der im Betrieb vorhandene Verdeckungsgrad auch nach Auflösen der Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite beibehalten wird. Wenn es zu einem Wechsel des Filtereinsatzes kommt, kann der zum Außer-Eingriff-Bringen der Rastabschnitte erforderliche erhöhte Kraftaufwand manuell auf den Blendenkörper oder den Anzeigekörper aufgebracht werden, sodass die Rastmechanik manuell in ihren Ursprungszustand zurückgestellt wird, wobei dieser Zustand auf ein unverschmutztes Filtermaterial hinweist.In a further preferred embodiment of the liquid filter according to the invention, the visor body and the display body are components of the latching mechanism, the visor body and the display body having corresponding latching sections which can be brought into engagement in different locking stages via a relative movement of the visor body and the display body in the axial direction. Disengaging the latching sections requires increased effort so that a latching effect is implemented. If the pressure difference between the raw side and the clean side is dissolved, for example if the liquid feed is interrupted, the corresponding latching sections of the visor body and the display body remain in engagement, so that the degree of concealment that exists during operation even after the pressure difference between the raw side and the clean side has been dissolved is retained. If the filter insert needs to be changed, the increased effort required to disengage the latching sections can be applied manually to the visor body or the display body, so that the latching mechanism is manually reset to its original state, this state indicating an unpolluted filter material .
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters umfasst die Anzeigeeinrichtung ein Sichtfenster in dem Filtergehäuse, durch welches der Grad der Verdeckung des Anzeigekörpers durch den Blendenkörper optisch wahrnehmbar, insbesondere optisch ablesbar, ist. Vorzugsweise ist der Grad der Verdeckung durch das Sichtfenster von außen durch eine Person optisch wahrnehmbar. Auf dem Sichtfenster oder im Nahbereich des Sichtfensters können Markierungen angeordnet sein, welche unterschiedliche Grade der Verdeckung des Anzeigekörpers durch den Blendenkörper kennzeichnen. Über die Markierungen kann dann der Verschmutzungszustand des Filtermaterials abgelesen werden.In an advantageous development of the liquid filter according to the invention, the display device comprises a viewing window in the filter housing, through which the degree of obscuration of the display body by the visor body is optically perceptible, in particular optically readable. The degree of obscuration by the viewing window can preferably be visually perceived by a person from the outside. On the viewing window or markings can be arranged in the vicinity of the viewing window, which mark different degrees of covering of the display body by the visor body. The contamination status of the filter material can then be read from the markings.
Es ist darüber hinaus ein erfindungsgemäßer Flüssigkeitsfilter bevorzugt, welcher eine Wasserabscheideeinrichtung zum Abscheiden von Wasser aus der Flüssigkeit aufweist. Die Wasserabscheideeinrichtung weist eine Sammelkammer für das abgeschiedene Wasser auf. Der Füllstand der Sammelkammer ist über das Sichtfenster optisch wahrnehmbar, insbesondere optisch ablesbar. Das Sichtfenster erlaubt somit eine kombinierte Anzeige des Alterungszustands des Filtereinsatzes und des Füllstands der Sammelkammer. Vorzugsweise sind der Blendenkörper und/oder der Anzeigekörper in der Sammelkammer angeordnet. Auf dem Sichtfenster oder im Nahbereich des Sichtfensters können Markierungen angeordnet sein, welche unterschiedliche Füllstände der Sammelkammer kennzeichnen. Über die Markierungen kann somit der Füllzustand der Sammelkammer abgelesen werden.In addition, a liquid filter according to the invention is preferred which has a water separation device for separating water from the liquid. The water separation device has a collection chamber for the separated water. The filling level of the collecting chamber can be visually perceived, in particular optically read, via the viewing window. The viewing window thus allows a combined display of the aging condition of the filter insert and the filling level of the collecting chamber. The diaphragm body and / or the display body are preferably arranged in the collecting chamber. Markings which indicate different filling levels of the collecting chamber can be arranged on the viewing window or in the vicinity of the viewing window. The filling level of the collecting chamber can thus be read from the markings.
In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters weist die Anzeigeeinrichtung einen temperaturabhängigen Sperrmechanismus auf, mittels welchem eine Relativbewegung zwischen dem Anzeigekörper und dem Blendenkörper bei einer Axialauslenkung des Filtereinsatzes verhinderbar ist. Bei einem Kaltstart kommt es aufgrund der temperaturbedingten erhöhten Viskosität der zu filternden Flüssigkeit temporär zu einer vergleichsweise hohen Druckdifferenz zwischen der Rohseite und der Reinseite des Flüssigkeitsfilters. Damit es beim Kaltstart nicht zu einer Fehlanzeige des Verschmutzungszustandes durch die Anzeigeeinrichtung und/oder zu einer unbeabsichtigten Verstellung des Rastmechanismus kommt, ist eine Relativbewegung zwischen dem Anzeigekörper und dem Blendenkörper bei einer Axialauslenkung des Filtereinsatzes während eines Kaltstarts grundsätzlich zu verhindern. Sobald die Flüssigkeit sich im Betriebstemperaturbereich befindet und somit eine im Vergleich zum Kaltstartzustand verringerte Viskosität aufweist, gibt der Sperrmechanismus die Relativbewegung zwischen dem Anzeigekörper und dem Blendenkörper bei einer Axialauslenkung des Filtereinsatzes wieder frei. Somit ist die Funktion der Anzeigeeinrichtung wiederhergestellt, sobald die zu filternde Flüssigkeit eine Betriebstemperatur erreicht hat. Alternativ kann auch durch einen temperaturgesteuerten Sperrmechanismus bei kalten Temperaturen die Relativbewegung des Filtereinsatzes selbst verhindert werden.In another embodiment of the liquid filter according to the invention, the display device has a temperature-dependent locking mechanism, by means of which a relative movement between the display body and the diaphragm body can be prevented when the filter insert is axially deflected. During a cold start, the temperature-related increased viscosity of the liquid to be filtered temporarily leads to a comparatively high pressure difference between the raw side and the clean side of the liquid filter. So that the display device does not display the contamination status incorrectly and / or the locking mechanism is unintentionally adjusted during a cold start, a relative movement between the display body and the visor body in the event of an axial deflection of the filter element during a cold start must be fundamentally prevented. As soon as the liquid is in the operating temperature range and thus has a reduced viscosity compared to the cold start state, the locking mechanism releases the relative movement between the display body and the diaphragm body again when the filter insert is axially deflected. The function of the display device is thus restored as soon as the liquid to be filtered has reached an operating temperature. Alternatively, the relative movement of the filter insert itself can also be prevented by a temperature-controlled locking mechanism at cold temperatures.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters ist der Anzeigekörper axial beweglich, wobei der Blendenkörper bei einer Axialauslenkung des Filtereinsatzes eine Mitnahmekraft auf den Anzeigekörper ausübt und der Anzeigekörper von einem temperaturgesteuerten Aktor, wie bspw. einer Haltefeder mit temperaturabhängigen Federeigenschaften, einem Dehnstoffelement oder einem Bimetallelement, in einer Ruheposition gehalten wird, bis die Mitnahmekraft die den Anzeigekörper in der Ruheposition haltende Haltekraft der Haltefeder übersteigt. Vorzugsweise ist der Aktor eine Haltefeder und Bestandteil des temperaturabhängigen Sperrmechanismus. Abhängig von den Federeigenschaften der Haltefeder kommt es bei einer Axialauslenkung des Filtereinsatzes entweder zu einer gemeinsamen Axialauslenkung von Anzeigekörper und Blendenkörper oder zu einer Relativbewegung von Anzeigekörper und Blendenkörper in Axialrichtung. Wenn eine gemeinsame Axialbewegung von Anzeigekörper und Blendenkörper erfolgt, wird der Grad der Verdeckung des Anzeigekörpers durch den Blendenkörper nicht verändert. Wenn eine Relativbewegung von Anzeigekörper und Blendenkörper in Axialrichtung erfolgt, wird der Grad der Verdeckung des Anzeigekörpers durch den Blendenkörper verändert. Ob es zu einer Relativbewegung von Anzeigekörper und Blendenkörper kommt, ist somit von der Temperatur der Haltefeder abhängig. Somit kann die Axialbewegung von Anzeigekörper und Blendenkörper beim Kaltstart vermieden werden, sodass es nicht zu einer Fehlanzeige des Verschmutzungszustands und/oder einer Fehlbetätigung der Rastmechanik aufgrund der erhöhten Viskosität der zu filternden Flüssigkeit beim Kaltstart kommt. Eine Erhöhung der Temperatur der zu filternden Flüssigkeit führt zu einem Temperaturanstieg an der Haltefeder, sodass die Federeigenschaften der Haltefeder derart verändert werden, dass eine Relativbewegung von Anzeigekörper und Blendenkörper in Axialrichtung wieder möglich ist.In another preferred embodiment of the liquid filter according to the invention, the display body is axially movable, the diaphragm body exerting a drag force on the display body when the filter insert is axially deflected and the display body is controlled by a temperature-controlled actuator, such as a retaining spring with temperature-dependent spring properties, an expansion element or a bimetal element , is held in a rest position until the entrainment force exceeds the holding force of the retaining spring holding the display body in the rest position. The actuator is preferably a retaining spring and part of the temperature-dependent locking mechanism. Depending on the spring properties of the retaining spring, an axial deflection of the filter insert results either in a common axial deflection of the display body and the diaphragm body or in a relative movement of the display body and the diaphragm body in the axial direction. If there is a common axial movement of the display body and the visor body, the degree to which the display body is covered by the visor body is not changed. If there is a relative movement of the display body and the visor body in the axial direction, the degree to which the display body is covered by the visor body is changed. Whether there is a relative movement between the display body and the visor body is therefore dependent on the temperature of the retaining spring. The axial movement of the display body and visor body during a cold start can thus be avoided, so that there is no false indication of the state of contamination and / or incorrect actuation of the locking mechanism due to the increased viscosity of the liquid to be filtered during a cold start. An increase in the temperature of the liquid to be filtered leads to an increase in temperature at the retaining spring, so that the spring properties of the retaining spring are changed in such a way that a relative movement of the display body and the diaphragm body in the axial direction is possible again.
Es ist außerdem ein erfindungsgemäßer Flüssigkeitsfilter vorteilhaft, bei welchem die Haltefeder aus einer Formgedächtnislegierung ausgebildet ist. Bei hohen Temperaturen ist die Formgedächtnislegierung vorzugsweise austenitisch. Bei geringen Temperaturen ist die Formgedächtnislegierung vorzugsweise martensitisch. Bei hohen Temperaturen ist die Haltefeder also wesentlich steifer als bei geringen Temperaturen. Bei geringen Temperaturen ist Haltekraft der Haltefeder also vergleichsweise klein. Somit kommt es bei geringen Temperaturen zu einer gemeinsamen Axialbewegung von Anzeigekörper und Blendenkörper, wobei eine Relativbewegung von Anzeigekörper und Blendenkörper in Axialrichtung verhindert wird. Bei hohen Temperaturen ist die Haltekraft der Haltefeder vergleichsweise groß. Bei hohen Temperaturen ist also eine Relativbewegung zwischen dem Anzeigekörper und dem Blendenkörper in Axialrichtung wieder möglich.In addition, a liquid filter according to the invention is advantageous in which the retaining spring is formed from a shape memory alloy. At high temperatures, the shape memory alloy is preferably austenitic. At low temperatures, the shape memory alloy is preferably martensitic. At high temperatures, the retaining spring is much more rigid than at low temperatures. At low temperatures, the retaining force of the retaining spring is therefore comparatively small. Thus, at low temperatures, there is a common axial movement of the display body and the visor body, a relative movement of the display body and the visor body in the axial direction being prevented. At high temperatures, the holding force of the holding spring is comparatively great. At high temperatures, a relative movement between the display body and the visor body is again possible in the axial direction.
Es ist ferner ein erfindungsgemäßer Flüssigkeitsfilter vorteilhaft, bei welchem die Anzeigeeinrichtung einen Sperrkörper aufweist, welcher von einer Sperrposition in eine Freigabeposition zu bewegen ist, um eine Kopplung des Filtereinsatzes mit der Anzeigeeinrichtung zu ermöglichen. Der Filtereinsatz weist vorzugsweise ein Entriegelungselement auf, mittels welchem der Sperrkörper von der Sperrposition in die Freigabeposition bewegbar ist. Über den Sperrkörper wird ein Verbauschutz umgesetzt, mittels welchem der Einbau ungeeigneter Filtereinsätze verhindert wird. Der Sperrkörper wird von einer Rückstellfeder mit einer Rückstellkraft beaufschlagt, welche den Sperrkörper in der Sperrposition hält. Die Rückstellfeder ist dazu eingerichtet, den Sperrkörper von der Freigabeposition wieder zurück in die Sperrposition zu verbringen, wenn der Sperrkörper in die Freigabeposition ausgelenkt wurde. Wenn sich der Sperrkörper in der Sperrposition befindet, ist die Kopplung des Filtereinsatzes mit der Anzeigeeinrichtung nicht möglich. Wenn das Entriegelungselement an dem Filtereinsatz angeordnet ist, kann das Entriegelungselement während des Kopplungsvorgangs mit dem Sperrkörper in Anschlag gebracht werden, sodass der Sperrkörper während des Kopplungsvorgangs von dem Entriegelungselement von der Sperrposition in die Freigabeposition bewegt wird und somit eine Kopplung des Filtereinsatzes mit der Anzeigeeinrichtung ermöglicht.A liquid filter according to the invention is also advantageous in which the display device has a locking body which is to be moved from a locked position into a release position in order to enable the filter insert to be coupled to the display device. The filter insert preferably has an unlocking element, by means of which the blocking body can be moved from the blocking position into the release position. Shoring protection is implemented via the blocking body, by means of which the installation of unsuitable filter inserts is prevented. The locking body is acted upon by a return spring with a restoring force which holds the locking body in the locking position. The return spring is designed to bring the locking body from the release position back into the locking position when the locking body has been deflected into the release position. When the locking body is in the locking position, the coupling of the filter element with the Display device not possible. When the unlocking element is arranged on the filter insert, the unlocking element can be brought into abutment with the locking body during the coupling process, so that the locking body is moved from the locking position to the unlocking position during the coupling process, thus enabling the filter insert to be coupled to the display device .
Es ist ferner ein erfindungsgemäßer Flüssigkeitsfilter vorteilhaft, bei welchem der Sperrkörper in der Sperrposition eine elastische Verformung eines Materialabschnitts der Anzeigeeinrichtung durch den Filtereinsatz verhindert, welche zur Kopplung des Filtereinsatzes mit der Anzeigeeinrichtung erforderlich ist. Vorzugsweise befindet sich der Sperrkörper in der Sperrposition in einem Bereich, welcher von dem Materialabschnitt der Anzeigeeinrichtung zur Verformung benötigt wird. Solange sich der Sperrkörper in diesem Bereich befindet, ist eine Verformung des Materialabschnitts also nicht möglich. Vorzugsweise gibt der Sperrkörper in der Freigabeposition die zur Kopplung des Filtereinsatzes mit der Anzeigeeinrichtung erforderliche elastische Verformung des Materialabschnitts der Anzeigeeinrichtung durch den Filtereinsatz frei. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, dass der für die Verformung erforderliche Bereich nicht länger durch das Sperrelement besetzt wird.A liquid filter according to the invention is also advantageous in which the blocking body in the blocking position prevents elastic deformation of a material section of the display device by the filter insert, which is necessary for coupling the filter insert to the display device. The blocking body is preferably located in the blocking position in an area which is required by the material section of the display device for deformation. As long as the locking body is in this area, deformation of the material section is therefore not possible. In the release position, the blocking body preferably releases the elastic deformation of the material section of the display device by the filter insert, which is necessary for coupling the filter insert to the display device. This is preferably done in that the area required for the deformation is no longer occupied by the blocking element.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigen:
-
1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters in einer perspektivischen Darstellung; -
2 einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter mit einem nichtausgelenkten Filtereinsatz in einer seitlichen Schnittdarstellung; -
3 einzelne Bestandteile des in der2 abgebildeten Flüssigkeitsfilters in einer perspektivischen Explosionsdarstellung; -
4 einen Abschnitt des in der2 abgebildeten Flüssigkeitsfilters in einer perspektivischen Schnittdarstellung; -
5 einen Abschnitt des in der2 abgebildeten Flüssigkeitsfilters in einer seitlichen Schnittdarstellung; -
6 einen Abschnitt des in der2 abgebildeten Flüssigkeitsfilters in einer weiteren seitlichen Schnittdarstellung; -
7 den in der2 dargestellten Flüssigkeitsfilter mit einem axial ausgelenkten Filtereinsatz in einer seitlichen Schnittdarstellung; -
8 einen Abschnitt des in der7 abgebildeten Flüssigkeitsfilters in einer seitlichen Schnittdarstellung; -
9 einen Abschnitt des in der7 abgebildeten Flüssigkeitsfilters in einer weiteren seitlichen Schnittdarstellung; -
10 einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters mit einem Sperrmechanismus in zwei unterschiedlichen Zuständen während eines Kaltstarts in einer seitlichen Schnittdarstellung; -
11 einen Abschnitt des inder 10 abgebildeten Flüssigkeitsfilters in zwei unterschiedlichen Alterungszuständen in einer seitlichen Sch nittdarstell u ng; -
12 einen Teilbereich eines Filtergehäuses eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters in einer Seitenansicht; -
13 einzelne Bestandteile eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters mit einem Verbauschutz in einem ersten Montagezustand in einer Schnittdarstellung; -
14 die in der13 abgebildeten Teile eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters in einem zweiten Montagezustand in einer Schnittdarstellung; und -
15 die in der13 abgebildeten Teile eines erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters in einem dritten Montagezustand in einer Schnittdarstellung.
-
1 an embodiment of the liquid filter according to the invention in a perspective view; -
2 a liquid filter according to the invention with a non-deflected filter insert in a lateral sectional view; -
3rd individual components of the2 liquid filter shown in a perspective exploded view; -
4th a section of the2 liquid filter shown in a perspective sectional view; -
5 a section of the2 liquid filter shown in a side sectional view; -
6th a section of the2 liquid filter shown in a further lateral sectional view; -
7th in the2 shown liquid filter with an axially deflected filter insert in a lateral sectional view; -
8th a section of the7th liquid filter shown in a side sectional view; -
9 a section of the7th liquid filter shown in a further lateral sectional view; -
10 a section of a liquid filter according to the invention with a locking mechanism in two different states during a cold start in a sectional side view; -
11 a section of the10 liquid filter shown in two different aging conditions in a lateral sectional representation; -
12th a partial area of a filter housing of a liquid filter according to the invention in a side view; -
13th individual components of a liquid filter according to the invention with an installation protection in a first assembly state in a sectional view; -
14th those in the13th depicted parts of a liquid filter according to the invention in a second assembly state in a sectional view; and -
15th those in the13th depicted parts of a liquid filter according to the invention in a third assembly state in a sectional view.
Die
Der Flüssigkeitsfilter
In dem Teilbereich
Ferner weist der Flüssigkeitsfilter
Eine Auslassöffnung des Filtergehäuses
Die
Der Filtereinsatz
Im Bereich des Sockels
Das Federelement
Der Flüssigkeitsfilter
Die
Der Blendenkörper
Die
Die Anzeigeeinrichtung
Der Anzeigekörper
Die
Aufgrund der Verschmutzung des Filtermaterials
Durch den Differenzdruckanstieg zwischen der Rohseite
Durch die Axialauslenkung des Blendenkörpers
Bei einem Wechsel des Filtereinsatzes
Die
Die Kaltstartsituation ist in der
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Anzeigekörper
Die
Ferner weist der dargestellte Flüssigkeitsfilter
Die
Über die Markierungen
Die
In der
In den
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- FlüssigkeitsfilterLiquid filter
- 1212th
- FiltergehäuseFilter housing
- 1414th
- FiltereinsatzFilter insert
- 16a, 16b16a, 16b
- TeilbereicheSub-areas
- 1818th
- AnzeigeeinrichtungDisplay device
- 20a, 20b20a, 20b
- SichtfensterViewing window
- 2222nd
- AnzeigekörperDisplay body
- 2424
- BlendenkörperVisor body
- 26a-26c26a-26c
- MarkierungenMarkings
- 2828
- VerschlusselementClosure element
- 3030th
- Sockelbase
- 32a, 32b32a, 32b
- GewindeabschnitteThreaded sections
- 3434
- FiltermaterialFilter material
- 3636
- RohseiteRaw side
- 3838
- ReinseiteClean side
- 4040
- TrägerstrukturSupport structure
- 4242
- InnendomInterior dome
- 44a, 44b44a, 44b
- EndscheibenEnd plates
- 4646
- VerschlussaufnahmeLock mount
- 4848
- InnenschaleInner shell
- 5050
- GleitflächeSliding surface
- 5252
- BefestigungsabschnittFastening section
- 5454
- Dichtungpoetry
- 5656
- FederelementSpring element
- 5858
- AuslasskanalExhaust duct
- 6060
- AuslasskanalExhaust duct
- 62a, 62b62a, 62b
- RastmechanikLocking mechanism
- 64a-64d64a-64d
- StützelementeSupport elements
- 6666
- AbstützflächeSupport surface
- 6868
- EinlasskanalInlet port
- 7070
- HaltefederRetaining spring
- 7272
- KontaktflächeContact area
- 7474
- KontaktflächeContact area
- 7676
- WassersensorWater sensor
- 78a-78d78a-78d
- MarkierungenMarkings
- 8080
- SperrmechanismusLocking mechanism
- 8282
- SperrkörperLocking body
- 8484
- EntriegelungselementUnlocking element
- 8686
- RückstellfederReturn spring
- 8888
- SammelkammerCollection chamber
- 9090
- MaterialvorsprungMaterial protrusion
- 9292
- MaterialvorsprungMaterial protrusion
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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WO2021052746A1 (en) | 2021-03-25 |
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