DE102021003162B3 - Filtersystem, Positioniermittel, Filterelement und Verfahren zum Einsetzen und Positionieren eines Filterelements - Google Patents

Filtersystem, Positioniermittel, Filterelement und Verfahren zum Einsetzen und Positionieren eines Filterelements Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filtersystem mit einem Gehäuse aufweisend eine dezentrale Ablassöffnung und mindestens eine an der Außenfläche des Gehäuses nach aussen abstehende Kontur, und ein Filterelement mit einer ersten Endscheibe, einer zweiten Endscheibe und einem zwischen der ersten und zweiten Endscheibe angeordneten Filtermaterial, wobei die erste Endscheibe eine radial nach aussen abstehende Kontur aufweist und die zweite Endscheibe eine mittige Öffnung und einen exzentrisch abstehenden Verschlusspin aufweist, und das Filtersystem des Weiteren ein separates Positioniermittel mit einer ersten Aussparung am Aussenumfang und mindestens einer zweiten Aussparung am Innenumfang aufweist, die derart ausgelegt sind, dass das Filterelement im Gehäuse derart ausgerichtet wird, dass der Verschlusspin des Filterelements in die Ablassöffnung des Gehäuses eingreift.Durch den Einsatz eines separaten Positioniermittels ist es erstmals möglich ein Filterelement in einem Filtergehäuse zu positionieren, ohne eine Positioniereinrichtung innerhalb des Filtersystems realisieren zu müssen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Filtersystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Positioniermittel nach Anspruch 10 und ein Filterelement nach Anspruch 12. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Einsetzen und Positionieren eines Filterelements nach Anspruch 15.
  • Die EP 2 490 786 B1 offenbart eine Filtereinrichtung mit einem Filtergehäusetopf, in welchen ein rohrförmiger Dom eingesetzt ist. Der Dom weist am oberen Ende eine Führungskontur in Form einer Rampe und einer Nut auf. Die Filtereinrichtung weist indes weiter ein Ringfilterelement mit einem axial abstehenden Pin und ein Führungselement in Form eines nach innen gerichteten Führungspins auf, welches beim Einbau mit der Führungskontur derart zusammenwirkt, dass der Pin in einen filtergehäusetopfseitigen Kanal einführbar ist.
  • Nachteilig bei einer derartigen Lösung ist, dass das Filtersystem eine Positioniereinrichtung in Form einer Führungskontur im Gehäuse aufweisen muss, welche mit dem Filterelement zusammenwirkt, womit die Herstellung der Filtereinrichtung kompliziert und aufwendig wird.
  • Die US 2018 / 0 257 011 A1 offenbart einen Filtereinsatz der in ein Filtergehäuse einsetzbar ist. Das Filtergehäuse ist mittels eines Filtergehäusedeckels verschließbar. Der Filtereinsatz verfügt über ein erstes Betätigungsmittel, welches am ersten Ende angeordnet ist. Dieses erste Betätigungsmittel wirkt mit einem zweiten Betätigungsmittel zusammen, welches am Filtergehäusedeckel angeordnet ist. Dieses Zusammenwirken der Betätigungsmittel führt zur Umwandlung der Drehbewegung des Filtergehäusedeckels in eine lineare Bewegung des Filtereinsatzes. Zusätzlich umfasst der Filtereinsatz ein Schließmittel oder Blockierelement am zweiten Ende, welches das Öffnen bzw. Schließen einer Öffnung im Bodenbereich des Filtergehäuses steuert. Zwischen den beiden Enden des Filtereinsatzes ist ein erstes Führungsmittel angeordnet. Dieses erste Führungsmittel wirkt mit einem, am Filtergehäuse angeordneten zweiten Führungsmittel beim Einsetzen des Filtereinsatzes in das Filtergehäuse zusammen.
  • Weiterhin offenbart die WO 2018/108 802 A1 eine Positioniervorrichtung mit einem Positionierführungselement für eine Positionierung eines ersten Bauteils relativ zu einem damit zu verbindenden zweiten Bauteil in dessen Umfangsrichtung. Bei einem Verbinden der beiden Bauteile wirkt das Positionierführungselement mit einer Positionierführungsbahn am zweiten Bauteil positionierend zusammen.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Filtersystem der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, insbesondere einen vereinfachten Aufbau eines Filterelements welches mit einem separaten Positioniermittel in einem Filtergehäuse positioniert wird.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 bzw. 10, 12 und 15 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Filtersystem mit einem Gehäuse und einem Filterelement bereitzustellen, wobei das Filterelement mittels eines separaten Positioniermittels im Gehäuse derart positioniert wird, dass ein exzentrischer Verschlusspin des Filterelements bei eingesetztem Element die dezentrale Ablassöffnung verschließt, um einen Druckaufbau in der Filterkammer des Filtergehäuses zu ermöglichen. Das erfindungsgemäße Filtersystem weist hierfür ein Gehäuse mit einer Öffnung auf. In einer bevorzugten Ausführung besteht das Gehäuse aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium. Das Gehäuse weist ferne einen eingesetzten mittig ausgerichteten Funktionsträger und eine dezentrale Ablassöffnung im Bodenbereich der Filterkammer auf. Zudem kann das Gehäuse in einer bevorzugten Ausführung eine zentral angeordnete Entlüftungsleitung im Funktionsträger aufweisen, welche derart ausgelegt ist, dass diese mit einem eingesetzten Filterelement derart zusammenwirkt, dass die Entlüftungsleitung durch das Filterelement führt und die Öffnungsbohrung der Entlüftungsleitung im Filterrohraum der Filterkammer des Filtersystems liegt.
  • Das Filtersystem weist zudem ein Filterelement auf. Das Filterelement umfasst eine erste Endscheibe mit einer mittigen Öffnung und einer radial nach aussen abstehenden Kontur, welche in einer bevorzugten Ausführung als Rippe ausgeführt ist. In einer alternativen Ausführung besteht die radial nach aussen abstehende Kontur aus mehreren Rippen womit zusätzliche eine Kodierung zum Positioniermittel realisiert werden kann. Das Filterelement weist ferner eine zweite Endscheibe und ein zwischen der ersten und zweiten Endscheibe vorgesehenes Filtermaterial auf. Die zweite Endscheibe weist einen axial exzentrisch abstehenden Verschlusspin auf, welcher mit der dezentralen Ablassöffnung im Bodenbereich der Filterkammer derart zusammenwirkt, dass wenn das Filterelement ordnungsgemäß positioniert ist, der Verschlusspin die Ablassöffnung verschließt. In einer bevorzugten Ausführung weist das Filterelement zudem einen mittig angeordneten Stützkörper auf, der derart im Filterelement positioniert ist, um das Filtermaterial vor einem kollabieren, insbesondere bei Druckpulsationen vor Zerstörung zu schützen. Hierfür liegt der Stützkörper bevorzugt direkt am Filtermaterial an.
  • Um das Filterelement im Gehäuse des Filtersystems zu positionieren ist ein separates Positioniermittel vorgesehen. Das Positionierelement weist einen zylindrischen Körper mit mindestens einer Öffnung auf. Es hat eine erste Öffnung die derart ausgestaltet ist, dass es die Außenfläche des Gehäuses des Filtersystems umgreift und über das Gehäuse geschoben werden kann. Der Körper des Positionierelements weist eine aussenumfängliche Wand und einen Anschlagskragen auf, der derart ausgestaltet ist, dass der Kragen am Gehäuse des Filtersystems aufliegt, wenn das Filterelement positioniert ist. Die aussenumfängliche Wand weist eine erste Aussparung auf, welche derart ausgestaltet ist, dass diese mit der Rippe der ersten Endscheibe zusammenwirkt. Die Aussparung kann für eine bessere Führung zusätzlich mindestens einen Führungssteg, in einer besonders bevorzugten Ausführung mit zwei Führungsstegen, aufweisen. In einer bevorzugten Ausführung ist die Aussparung als Nut ausgebildet. Des Weiteren kann in einer bevorzugten Ausführung die Nut zusätzlich durch den Anschlagskragen ragen, um eine optische Überprüfung zu ermöglichen, dass das Filterelement richtig mit dem Positioniermittel gekoppelt ist.
  • Das Positioniermittel weist an der aussenumfänglichen Wand eine zweite Aussparung auf, welche derart ausgelegt ist, um mit mindestens einer abstehenden Kontur des Gehäuses zusammenzuwirken. In einer bevorzugten Ausführung ist die zweite Aussparung in der Form einer Nut dargestellt.
  • Beide Aussparungen des Positioniermittels sind derart zueinander angeordnet, dass ein in das Gehäuse des Filtersystems einzusetzendes Filterelement im Gehäuse derart positioniert wird, dass der exzentrische Verschlusspin des Filterelements in die Ablassöffnung des Filtergehäuses eingreift. In ordnungsgemäß eingebauter Lage trennt das Filterelement die Filterkammer in eine Filterrein- und eine Filterrohseite. Die Filterrohseite weist das zu reinigende Fluid auf und ist mit einem Zulauf des Gehäuses derart verbunden, dass das zu reinigende Fluid über den Zulauf auf die Filterrohseite der Filterkammer strömen kann. Die Filterreinseite ist strömungstechnisch hinter dem Filterelement angeordnet und weist das durch das Filterelement gereinigte Fluid auf. Die Filterreinseite der Filterkammer ist mit einem Ablauf des Gehäuses verbunden, um das Fluid aus der Filterkammer zu einem Verbraucher weiterzuleiten.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
  • Es zeigt, jeweils schematisch
    • 1 eine Ansicht des Filtersystems mit dem verwendeten Positioniermittel
    • 2 eine Ansicht des erfindungsgemäßen Positioniermittels
  • Entsprechend der 1, weist das erfindungsgemäße Filtersystem 1 ein Gehäuse 2 mit einer Öffnung auf. In einer bevorzugten Ausführung besteht das Gehäuse 2 aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium. Das Gehäuse 2 weist ferner eine dezentrale Ablassöffnung im Bodenbereich der Filterkammer auf. Zudem kann das Gehäuse 2 in einer bevorzugten Ausführung eine Entlüftungsleitung 10 aufweisen.
  • Das Filtersystem 1 weist ein Filterelement 3 auf. Das Filterelement 3 umfasst eine erste Endscheibe 4 mit einer mittigen Öffnung 5 und einer radial nach aussen abstehenden Kontur 4.1, welche in einer bevorzugten Ausführung als Rippe 4.1 ausgeführt ist. Das Filterelement 3 weist ferner eine in der Figur nicht gezeigten zweite Endscheibe und eine zwischen der ersten und zweiten Endscheibe 4 vorgesehenes Filtermaterial auf. Die zweite Endscheibe weist einen axial exzentrisch abstehenden Verschlusspin auf, welcher mit der dezentralen Ablassöffnung im Bodenbereich der Filterkammer derart zusammenwirkt, dass wenn das Filterelement 3 ordnungsgemäß positioniert ist, der Verschlusspin die Ablassöffnung verschließt.
  • Um das Filterelement 3 im Gehäuse 2 des Filtersystems 1 zu positionieren ist, ein separates Positioniermittel 6 vorgesehen. Das Positioniermittel 6 weist eine zylindrische Form auf. Es hat eine erste Öffnung, die derart ausgestaltet ist, dass es die Außenfläche des Gehäuses 2 umgreift und über das Gehäuse 2 geschoben werden kann. Des Weiteren weist das Positioniermittel 6 einen Anschlagskragen 9 auf, der derart ausgestaltet ist, dass der Kragen 9 am Gehäuse 2 des Filtersystems 1aufliegt, wenn das Filterelement 3 positioniert ist
    Das Positioniermittel 6 weist ferner eine erste Ausnehmung 7, in einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausnehmung 7 als Nut ausgebildet, auf, welche mit der radial nach aussen abstehenden Rippe 4.1 zusammenwirkt. Neben der ersten Ausnehmung 7 weist das Positioniermittel 6 eine zweite Ausnehmung 8 auf. Die zweite Ausnehmung 8 ist in einer bevorzugten Ausgestaltung in der Form eine Nut in derart ausgebildet, dass die Nut 8 mit einer radial nach aussen abstehenden Kontur 2.1, vorzugsweise einer Rippe 2.1, des Gehäuses 2 zusammenwirkt. Das Positioniermittel 6 ist derart ausgelegt das beim Austausch und/oder dem neu Einsetzen eines Filterelements 3, das Filterelement 3 mit Hilfe des Positioniermittels 6 derart im Gehäuse 2 des Filtersystems 1 positioniert wird, dass der exzentrische Verschlusspin des Filterelements 3 in die dezentrale Ablassöffnung im Bodenbereich der Filterkammer des Gehäuses 2 eingreift und diese verschließt.
  • 2 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Positioniermittels 6 zur Positionierung des Filterelements 3 im Gehäuse 2 des Filtersystems 1.
  • Das Positionierelement 6 weist einen zylindrischen Körper auf. Der Körper weist eine aussenumfängliche Wand und einen Anschlagskragen 9 auf. Die aussenumfängliche Wand weist eine erste Aussparung 7 auf, welche derart ausgestaltet ist, dass diese mit der Rippe 4.1 der ersten Endscheibe zusammenwirkt. Die Aussparung 7 kann für eine bessere Führung zusätzlich Führungsstege 7.1 an den Rändern der Aussparung 7 aufweisen. In einer bevorzugten Ausführung ist die Aussparung 7 als Nut ausgebildet. Des Weiteren kann in einer bevorzugten Ausführung die Nut 7 zusätzlich durch den Anschlagskragen 9 ragen.
  • Das Positioniermittel 6 weist an der aussenumfänglichen Wand eine zweite Aussparung 8 auf, welche derart ausgelegt ist, um mit einer abstehenden Kontur 2.1 des Gehäuses 2 zusammenzuwirken. In einer bevorzugten Ausführung ist die zweite Aussparung 8 in der Form einer Nut dargestellt.
  • Beide Aussparungen 7,8 sind derart zueinander angeordnet, dass ein in das Gehäuse 2 des Filtersystems 1 einzusetzendes Filterelement 3 im Gehäuse 2 derart positioniert wird, dass der exzentrische Verschlusspin des Filterelements 3 in die Ablassöffnung des Filtergehäuses 2 eingreift.
  • 2 zeigt außerdem exemplarisch wie die erste Endscheibe 4 des Filterelements 3 über die Rippe 4.1 mit Hilfe der Nut 7 und der Führungsstege 7.1 des Positioniermittels 6 im Positioniermittel 6 geführt ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Filtersystem
    2
    Gehäuse
    2.1
    radial abstehende Kontur des Gehäuses
    3
    Filterelement
    4
    erste Endscheibe
    4.1
    Kontur an erster Endscheibe
    5
    Öffnung in erster Endscheibe
    6
    Positioniermittel
    7
    erste Aussparung an Positioniermittel
    7.1
    Führungsstege an erster Aussparung Positioniermittel
    8
    zweite Aussparung an Positioniermittel
    9
    Anschlagkragen des Positioniermittels
    10
    gehäusefeste Entlüftungsleitung

Claims (15)

  1. Filtersystem (1), insbesondere ein Kraftstofffiltersystem, aufweisend - ein Gehäuse (2) mit einer Öffnung umfassend einen Funktionsträger, eine Ablassöffnung und mindestens eine an der Außenfläche des Gehäuses (2) radial abstehende Kontur (2.1), - ein Filterelement (3) mit einer ersten Endscheibe (4), einer zweiten Endscheibe und einem zwischen der ersten und zweiten Endscheibe (4) angeordneten Filtermaterial, wobei die erste Endscheibe (4) mindestens eine radial abstehende Kontur (4.1) oder eine nach innen ragende Aussparung aufweist und die zweite Endscheibe eine mittige Öffnung und einen exzentrisch abstehenden Verschlusspin aufweist, wobei die Öffnung ausgelegt ist, um mit dem Funktionsträger des Gehäuses derart zusammenzuwirken, dass in einer eingebauter Lage das Filterelement eine Filterrein- von einer Filterrohseite trennt, - ein separates Positioniermittel (6) aufweisend einen Körper mit einer ersten Aussparung (7) am Innenumfang und mindestens einer zweiten Aussparung (8) am Aussenumfang, die derart ausgelegt sind, dass das Filterelement (3) im Gehäuse (2) derart ausgerichtet wird, dass der Verschlusspin des Filterelements (3) in die Ablassöffnung des Gehäuses (2) eingreift.
  2. Filtersystem (1) nach Anspruch 1, wobei die radial abstehende Kontur (2.1) des Gehäuses (2) eine radial abstehende Rippe (2.1) ist.
  3. Filtersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Gehäuse (2) des Filtersystems (1) aus Metall, insbesondere aus Aluminium besteht.
  4. Filtersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Funktionsträger aus Kunststoff, insbesondere aus Polyamid besteht.
  5. Filtersystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Positioniermittel (6) als zylindrischer Körper ausgeformt ist.
  6. Filtersystem (1) nach Anspruch 5, wobei der zylindrische Körper des Positioniermittels (6) eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung aufweist, wobei die erste Öffnung einen kleineren Durchmesser als die zweite Öffnung hat.
  7. Filtersystem (1) nach Anspruch 6, wobei die erste Öffnung derart ausgestaltet ist, dass die Öffnung mit der ersten Endscheibe (4) des Filterelements (3) zusammenwirkt und die zweite Öffnung derart ausgelegt ist, dass diese mit dem Außendurchmessers des Gehäuses (2) zusammenwirkt.
  8. Filtersystem (1) nach einem der Ansprüche 5-7, wobei die erste und die zweite Aussparung (7,8) des Positioniermittels (6) jeweils eine Nut ist.
  9. Filtersystem (1) nach Anspruch 8, wobei die Nut (7) am Innenumfang des Positioniermittels (6) zwei Führungsstege (7.1) aufweist.
  10. Positioniermittel (6) für ein Filtersystem nach einem der vorherigen Ansprüche.
  11. Positioniermittel (6) nach Anspruch 10, wobei das Positioniermittel (6) einen Anschlagskragen (9) aufweist.
  12. Filterelement (3) für ein Filtersystem (1) nach einem der Ansprüche 1-9.
  13. Filterelement (3) nach Anspruch 12, wobei das Filterelement (3) einen Stützkörper, insbesondere einen Kunststoffstützkörper, aufweist.
  14. Filterelement (3) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die erste Endscheibe (4) des Filterelements (3) eine Öffnung aufweist, die derart ausgelegt ist, um mit einer gehäusefesten Entlüftungsleitung (10) zusammenzuwirken.
  15. Verfahren zum Einsetzen und Positionieren eines Filterelements (3) in ein Filtersystem (1) nach einem der Ansprüche 1-9 aufweisend, folgende Schritte: - bereitstellen eines Filterelements (3) nach einem der Ansprüche 12-14, - bereitstellen eines Positioniermittels (6) nach Anspruch 10-11 - einsetzten des Filterelements (3) in ein Gehäuse (2) eines Filtersystems (1), wobei das Filterelement (3) derart in das Gehäuse (2) eingesetzt wird, dass der exzentrisch abstehende Verschlusspin der zweiten Endscheibe mit der Ablassöffnung des Gehäuses (2) zusammenwirkt, - koppeln des Positioniermittels (6) mit dem Filterelement (3) derart, dass die Aussparung (7) am Innenumfang des Positioniermittels (6) mit der Kontur (4.1) der ersten Endscheibe (4) des Filterelements (3) zusammenwirkt, - drehen der gekoppelten Einheit aus Positioniermittel (6) und Filterelement (3) derart, dass die Aussparung (8) am Außenumfang des Positioniermittels (6) mit der Kontur (2.1) am Aussenumfang des Gehäuses (2) des Filtersystems (1) zusammenwirkt in derart, dass der Verschlusspin der zweiten Endscheibe des Filterelements (3) mit der Ablassöffnung des Gehäuses (2) derart zusammenwirkt, dass in der Filterkammer des Gehäuses (2) des Filtersystems (1) ein Druckaufbau realisiert wird.
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