DE10248907A1 - Filtereinrichtung, insbesondere zur Flüssigkeitsfilterung in Brennkraftmaschinen - Google Patents

Filtereinrichtung, insbesondere zur Flüssigkeitsfilterung in Brennkraftmaschinen Download PDF

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Abstract

Eine Filtereinrichtung, insbesondere zur Flüssigkeitsfilterung in Brennkraftmaschinen, weist ein in ein Filtergehäuse einsetzbares Filterelement auf, das über eine Klemmeinrichtung im Filtergehäuse zu arretieren ist. Die Klemmeinrichtung umfasst ein Federelement, das das Filterelement mit einer arretierenden Klemmkraft beaufschlagt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung, insbesondere zur Flüssigkeitsfilterung in Brennkraftmaschinen, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Ein Flüssigkeitsfilter wird in der Druckschrift DE 198 52 587 A1 beschrieben. Dieser Flüssigkeitsfilter, der für die Filterung von Öl oder Kraftstoff von Brennkraftmaschinen eingesetzt wird, umfasst eine auswechselbare Filterpatrone, die in ein von einem Deckel zu verschließendes Filtergehäuse einsetzbar ist. Die Filterpatrone ist hohlzylindrisch ausgebildet und liegt mit einer Stirnseite auf einem dem Boden des Filtergehäuses benachbarten Absatz auf und wird an der gegenüberliegenden Stirnseite von dem Gehäusedeckel festgeklemmt, der auf das Filtergehäuse aufschraubbar ist. Zum Auswechseln der Filterpatrone wird der Schraubverschluss gelöst und der Gehäusedeckel abgenommen.
  • Filtergehäuse, Gehäusedeckel und die einzusetzende Filterpatrone sind im Hinblick auf ihre Funktion und ihre Dimensionierung aufeinander abgestimmt. Aus diesem Grund können nur Filterpatronen der gleichen Bauart in das Filtergehäuse eingesetzt werden.
    •
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Filtereinrichtung der gattungsgemäßen Art variabel auszubilden. Es soll insbesondere die Einbautoleranz gegenüber unterschiedliche axiale Längen des Filterelementes bei zugleich guter Klemmwirkung verbessert werden.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
  • Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung, welche insbesondere zur Flüssigkeitsfilterung in Brennkraftmaschinen eingesetzt wird, beispielsweise zur Filterung von Öl oder Kraftstoff, weist im oder am Filtergehäuse eine das Filterelement beaufschlagende Klemmeinrichtung mit einem Federelement auf, das auf das Filterelement wirkt und dieses mit einer Klemmkraft arretiert. Auf diese Weise ist ein kraftschlüssiges Festklemmen des Filterelementes im Filtergehäuse realisierbar, wodurch im Gegensatz zu bisher üblichen, formschlüssigen Klemmeinrichtungen Unterschiede in der axialen Länge des Filterelementes über den Federweg des Federelementes kompensiert werden können. Eine derartige Kompensation ist im Rahmen des maximalen Federweges des Federelementes möglich, wobei sich je nach Länge des Filterelementes eine unterschiedliche Federkraft einstellt, die als Klemmkraft axial auf das Filterelement wirkt. Üblicherweise reicht eine verhältnismäßig geringe Klemmkraft, erzeugt durch einen entsprechend geringen Federweg und/oder eine kleine Federkonstante des Federelements, zum sicheren Arretieren des Filterelementes im Filtergehäuse aus.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ist das Federelement an dem Gehäusedeckel abgestützt, insbesondere mit diesem verbunden, so dass beim Aufsetzen des Gehäusedeckels auf das Filtergehäuse das Federelement automatisch und zwangsläufig das eingesetzte Filterelement im Filtergehäuse mit der erforderlichen axialen Klemmkraft beaufschlagt. Der Klemmeinrichtung kann ein Arretierteller zugeordnet sein, der auf der Stirnseite des Filterelementes aufliegt und auf seiner dem Filterelement abgewandten Seite von der Feder beaufschlagt wird. Der Arretierteller dient zugleich zur druck- und flüssigkeitsdichten Separierung der Rohseite von der Reinseite des Filterelementes. Hierfür können außerdem ein oder mehrere Dichtringe zwischen dem Arretierteller und dem angrenzenden Filtergehäuse bzw. Gehäusedeckel vorgesehen sein.
  • Des Weiteren kann in den Arretierteller ein Überdruckventil integriert sein, das gemäß einer ersten vorteilhaften Ausführung als ein vom Arretierteller separates Bauteil ausgeführt ist, welches jedoch fest mit dem Arretierteller verbunden ist. Das Überdruckventil wird von dem Druck des zu reinigenden Mediums auf der Rohseite des Filterelementes beaufschlagt und bei Überschreiten eines Grenzdruckwertes zur Druckentlastung der Rohseite in seine Öffnungsstellung versetzt. In Öffnungsstellung ist zweckmäßig die Rohseite unmittelbar mit der Reinseite des Filterelementes verbunden.
  • Gemäß einer alternativen Ausführung kann es aber auch zweckmäßig sein, kein separat ausgebildetes Überdruckventil vorzusehen, sondern den Arretierteller selbst als Überdruckventil zu nutzen. In dieser Ausführung wird der Arretierteller unmittelbar von dem zu reinigenden Medium auf der Filterrohseite beaufschlagt, wobei der Druck des Mediums gegen die Kraft des an dem Filterelement angreifenden Federelementes wirkt. Übersteigt der auf den Arretierteller wirkende Druck des Mediums die Federkraft, so wird der gesamte Arretierteller angehoben, und das Medium auf der Filterrohseite kann unmittelbar unter Umgehung des Filterelementes zur Filterreinseite übertreten. Diese Ausführung zeichnet sich durch eine besonders einfache Konstrukti on aus. Damit der Druck des Mediums auf der Filterrohseite am Arretierteller angreifen kann, kann dieser einen umlaufenden Kragen aufweisen, der auf der Rohseite von dem Medium beaufschlagt wird.
    •
  • Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
  • 1 einen Schnitt durch eine Filtereinrichtung zur Flüssigkeitsfilterung in Brennkraftmaschinen mit einem in ein Filtergehäuse eingesetzten Filterelement, das von einer federbelasteten Klemmeinrichtung beaufschlagt wird, die an einem Gehäusedeckel abgestützt ist,
  • 2 ein auf eine Stirnseite des Filterelementes zur Abstützung gegenüber dem Gehäusedeckel aufzusetzender Arretierteller,
  • 3 einen Schnitt durch eine weitere Filtereinrichtung mit einem Arretierteller in einer alternativen Ausführung.
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die in 1 dargestellte Filtereinrichtung 1 wird insbesondere zur Filterung von Öl oder Brennstoff in Brennkraftmaschinen eingesetzt und besteht aus einem Filtergehäuse 2, das von einem Gehäusedeckel 3 zu verschließen ist, und einem in das Filtergehäuse eingesetzten Filterelement 4, das hohlzylindrisch ausgebildet ist und radial von außen nach innen von dem zu reinigenden Medium durchströmt wird. Die radial außen liegende Seite des Filterelementes 4 bildet die Filterrohseite, der zylindri sche Innenraum auf der radialen Innenseite bildet die Filterreinseite, über die das gereinigte Medium axial abgeleitet wird.
  • Filterrohseite und Filterreinseite sind im Bereich beider axialer Stirnseiten des Filterelementes 4 über axiale Dichtstellen 5 und 6 separiert, die beispielsweise als im Querschnitt spitz zulaufender Ring, gegebenenfalls mit einem aufgesetzten Dichtring, zwischen den Stirnseiten des Filterelementes und angrenzenden gehäusefesten bzw. deckelseitigen Bauteilen ausgebildet sind.
  • Das Filterelement 4 wird in seiner Einbaulage von einer Klemmeinrichtung 7 festgesetzt, die am Gehäusedeckel 3 gehalten ist und das Filterelement 4 axial beaufschlagt. Die Klemmeinrichtung 7 umfasst einen Arretierteller 8, welcher unmittelbar die axiale Stirnseite des Filterelementes 4 beaufschlagt, und ein Federelement 9, das als Druck- bzw. Schraubenfeder ausgeführt ist, sich am Gehäusedeckel 3 abstützt und den Arretierteller 8 mit einer Feder- bzw. Klemmkraft axial gegen das Filterelement 4 drückt. Im Rahmen des Federweges des Federelementes 9 können Filterelemente 4 mit unterschiedlicher axialer Länge in das Filtergehäuse 2 eingesetzt werden. Am Arretierteller 8 sind über den Umfang verteilt eine Mehrzahl von Klemmhaken 10 angeordnet, die von zugeordneten Haken 11 auf der Innenseite des Gehäusedeckels 3 formschlüssig hintergriffen werden, wodurch die gesamte Klemmeinrichtung 7 am Gehäusedeckel 3 gehalten wird. Trotz der formschlüssigen Halterung der Klemmeinrichtung 7 am Gehäusedeckel 3 besitzt der Arretierteller 8 noch genügend axialen Spielraum, dass die Kraft des Federelementes 9 den Arretierteller gegen das in das Filtergehäuse 2 eingesetzte Filterelement drückt und hierbei auch Filterelemente unterschiedlicher axialer Länge festgesetzt werden können. Über einen weiteren Haken 12, welcher im Bereich der axialen Stirnseite des Filterelementes 4 ausgeführt und fest mit diesem verbunden ist, kann der Arretierteller 8 mit axialem Bewegungsspielraum formschlüssig mit dem Filterelement 4 verbunden werden, indem der Haken 12 den Tellerrand des Arretiertellers 8 formschlüssig übergreift.
  • Der Arretierteller 8 ist Träger eines Überdruckventiles 13, das im Falle eines unzulässig hohen Druckes des Mediums auf der Filterrohseite in Öffnungsstellung versetzt wird und die Filterrohseite unmittelbar unter Umgehung des Filterelementes mit der Filterreinseite verbindet. In diesem Fall kann das Medium gemäß den gestrichelten Pfeilen von der Filterrohseite unmittelbar auf die Filterreinseite übertreten. Das Überdruckventil 13 umfasst einen Ventilträger 14, der fest bzw. über eine Schnappverbindung 14a mit dem Arretierteller 8 verbunden ist, ein Ventilglied 15, das in Schließstellung des Überdruckventiles eine zentrale Öffnung 17 im Arretierteller verschließt, und eine Ventilfeder 16, die am Boden des topfförmigen Ventilträgers 14 abgestützt ist und das Ventilglied 15 in seine Schließposition drückt. Die der zentralen Ausnehmung 17 im Arretierteller 8 zugewandte Seite des Ventilgliedes 15 wird von dem Medium auf der Filterrohseite beaufschlagt und wird durch den Druck dieses Mediums in Richtung seiner Öffnungsposition gedrückt. Falls der Druck die Schließkraft der Ventilfeder 16 übersteigt, wird das Ventilglied 15 gegen die Kraft der Ventilfeder 16 in seine Öffnungsstellung versetzt, woraufhin die zentrale Ausnehmung im Arretierteller 8 freigegeben wird und das Medium im Filtergehäuse gemäß den strichlierten Pfeilen unmittelbar auf die Filterreinseite überströmen kann.
  • In die Ausnehmung 17 ist ein hülsenförmiger Gegenring 20 eingesetzt, über dessen axiale Öffnung die dem Arretierteller 8 zugewandte Seite des Ventilgliedes 15 von dem Medium auf der Filterrohseite zu beaufschlagen ist. Auf der Umfangsseite des Ge genringes 20 können Dichtringe angeordnet sein, die den Gegenring 20 gegen die die Ausnehmung 17 begrenzende Innenwand des Arretiertellers 8 abdichten. Axial nach unten erstrecken sich einteilig mit dem Gegenring 20 ausgebildete Schnapphaken 21, welche in Einbaulage in Rastöffnungen am Ventilträger 14 einrasten. Das Ventilglied 15 wird durch die Kraft der Ventilfeder 16 gegen die Unterseite des Gegenringes 20 gedrückt.
  • In 2 ist der Arretierteller 8 einschließlich Überdruckventil 13 in einer vergrößerten, perspektivischen Darstellung gezeigt. Das Überdruckventil 13 befindet sich auf der Unterseite des Arretiertellers 8; dementsprechend wird das Ventilglied 15 durch die Kraft der Ventilfeder 16 von unten gegen den Gegenring 20 gedrückt, der in die Ausnehmung 17 im Arretierteller 8 eingeklemmt ist, und in Schließposition beaufschlagt. Auf der Oberseite des Arretiertellers 8 sind die Klemmhaken 10 dargestellt, welche nach Art eines Widerhakens in die zugeordneten Haken 11 (siehe 1) am Gehäusedeckel einrasten, wodurch der Arretierteller 8 einschließlich Überdruckventil 13 am Gehäusedeckel gehalten ist. Des Weiteren sind auf der Oberseite Aufnahmeeinrichtungen 18 angeordnet, welche zur Aufnahme des Federelementes 9 dienen, über das der Arretierteller 8 gegen das Filterelement gedrückt wird.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist der Arretierteller 8 im Wesentlichen gleich ausgebildet wie im ersten Ausführungsbeispiel, jedoch mit dem Unterschied, dass an dem Arretierteller 8 ein umlaufender Kragen 19 ausgebildet ist, der von den nach innen weisenden Haken 11 am Gehäusedeckel 3 formschlüssig hintergriffen wird. Der Kragen 19 wird durch die Kraft des Federelementes 9 axial nach unten gegen die Haken 11 am Gehäusedeckel 3 gedrückt. In Gegenrichtung wird die axiale Beweglichkeit nach oben durch einen Anschlag am Gehäusedeckel begrenzt, wodurch auch der maximale axiale Spalt zwischen dem Filterelement und dem angehobenen Arretierteller 8 begrenzt wird.
  • Der Kragen 19 bietet eine axiale Angriffsfläche für das Medium auf der Filterrohseite, das von unten – wie mit dem strichlierten Pfeil dargestellt – gegen den Kragen 19 drückt und hierdurch den gesamten Arretierteller 8 gegen die Kraft des Federelementes 9 sowie des axial in Gegenrichtung wirkenden, von dem Medium auf der Reinseite ausgeübten Druckes anhebt, wodurch die Abdichtung zwischen Rohseite und Reinseite über die Dichtstelle 6 zwischen axialer Stirnseite des Filterelementes 4 und Arretierteller 8 aufgehoben wird und ein unmittelbarer Übertritt des Mediums von Roh- zur Reinseite ermöglicht wird. In dieser Ausführung übernimmt der Arretierteller die Zusatzfunktion eines Überdruckventiles, indem bei Überschreiten eines zulässigen Druckgrenzwertes auf der Filterrohseite der Arretierteller gegen die Kraft des Federelementes sowie des Druckes auf der Reinseite angehoben und hierdurch eine Entlastung des Drucks auf der Filterrohseite ermöglicht wird. Ein separates Überdruckventil kann entfallen.
  • In den Arretierteller 8 können Durchbrüche 22 eingebracht sein, welche ein Überprüfen des Druckniveaus zwischen Rohseite und Reinseite ermöglichen.

Claims (7)

  1. Filtereinrichtung, insbesondere zur Flüssigkeitsfilterung in Brennkraftmaschinen, mit einem in ein Filtergehäuse (2) einsetzbaren Filterelement (4), das über eine Klemmeinrichtung (7) im Filtergehäuse (2) zu arretieren ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (7) ein Federelement (9) umfasst, dass das Filterelement (4) mit einer arretierenden Klemmkraft beaufschlagt.
  2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (9) auf seiner dem Filterelement (4) abgewandten Seite an einem Gehäusedeckel (3) abgestützt ist, der auf das Filtergehäuse (2) aufsetzbar ist.
  3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung (7) ein mit der Rohseite des Filterelements (4) kommunizierendes Überdruckventil (13) umfasst.
  4. Filtereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (13) in einen Arretierteller (8) integriert ist, der von dem Federelement (9) beaufschlagt wird und der an dem Filterelement (4) anliegt.
  5. Filtereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (13) als vom Arretierteller (8) separates Bauteil ausgeführt ist.
  6. Filtereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Überdruckventil (13) mit dem Arretierteller (8) identisch ist, wobei der Arretierteller (8) vom Druck des zu reinigenden Mediums auf der Filterrohseite gegen die Kraft des das Filterelement (4) beaufschlagenden Federelements (9) in seine Öffnungsstellung beaufschlagt wird.
  7. Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (4) zylindrisch ausgebildet ist und die Klemmeinrichtung (7) eine Stirnseite des Filterelements (4) beaufschlagt.
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