DE10317500B4

DE10317500B4 - Flüssigkeitsfilter mit einem teilbaren Gehäuse

Info

Publication number: DE10317500B4
Application number: DE10317500A
Authority: DE
Inventors: Monzie Benoit; Michael Brodt; Gregory Deschamps
Original assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2007-02-15
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: DE10317500A1

Abstract

Flüssigkeitsfilter mit einem in ein oberes und unteres Gehäuseteil (1, 2) teilbaren Gehäuse, bei dem
– die beiden Gehäuseteile (1, 2) über sich gegenseitig dicht abdeckende Öffnungen lösbar miteinander verbindbar ausgeführt sind,
– in geschlossenem Zustand das Filtergehäuse einen austauschbaren, radial durchströmbaren, in einer gemeinsamen Achse beider Gehäuseteile (1, 2) gelagerten Ringfiltereinsatz (4) umschließt,
– zur Ausbildung eines Rein- und Rohraumes (16, 15) innerhalb des Filters der Ringfiltereinsatz (4) ringförmige, undurchlässige Endscheiben (12, 13) besitzt,
– in dem Boden des oberen Gehäuseteils (1) ein undurchlässig schaltbares Aufnahmeelement in der Form eines Trägers (10) vorgesehen ist, auf das der Ringfiltereinsatz (4) mit seiner oberen Endscheibe (12) dicht aufschiebbar ist,
– in dem Boden des unteren Gehäuseteils (2) ein nach außen führendes Aufnahmeelement (14) vorgesehen ist, auf das der Ringfiltereinsatz (4) mit seiner unteren Endscheibe (13) dicht aufschiebbar ist,
– der Ringfiltereinsatz (4) an dem...

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter.

Bei einem aus WO 99/11356 A1 bekannten Filter beschäftigt sich die Erfindung mit dem Problem, beim Teilen des Gehäuses, das beispielsweise durch Abschrauben des oberen Gehäuseteils erfolgen kann, einerseits sicherzustellen, dass der lösbar in dem oberen Gehäuseteil gelagerte Ringfiltereinsatz sich nicht aus seinem Schnappverschluss gegenüber dem oberen Gehäusedeckel löst und dass andererseits bei abgenommenem oberen Gehäuseteil der Ringfiltereinsatz mit einem möglichst geringen Kraftaufwand aus dem Schnappverschluss gelöst und damit aus dem oberen Gehäuseteil einfach herausnehmbar ist.

Gelöst wird dieses Problem durch eine Ausbildung nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in dem Gehäuseunterteil Spannmittel als Lösesicherung für den Schnappverschluss zwischen Ringfiltereinsatz und oberen Gehäuseteil vorzusehen, die lediglich dann lösesichernd wirksam sind, wenn beim Abtrennen des oberen Gehäuseteiles Haltekräfte auf den Ringfiltereinsatz einwirken, durch die dieser an dem Gehäuseunterteil gehalten wird. Solche Haltekräfte können von der Dichtung an der unteren ringförmigen Endscheibe des Filtereinsatzes gegenüber dem zugeordneten Aufnahmeelement für die Endscheibe an dem Gehäuseunterteil auftreten. Bei abgetrenntem Gehäuseoberteil sollen die auf den Schnappverschluss lösesichernd einwirkenden Spannmittel automatisch wirkungslos werden.

Diese Funktion wird erfindungsgemäß ganz einfach dadurch erreicht, dass die Spannmittel in dem unteren Gehäuseteil beispielsweise in der Form eines mit diesem fest verbundenen Dornes ausgebildet sind, auf den die Federzungen des Schnappverschlusses derart beim Aufsitzen des oberen Gehäuseteils in das untere Gehäuseteil aufgeschoben werden, dass diese Federzungen gegen ein den Schnappverschluss öffnendes Verformen gesichert sind.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung sind die Spannmittel des unteren Gehäuseteiles Bestandteil eines eine Leerlauföffnung in dem Boden des Gehäuseunterteiles verschließenden Stopfens. Durch Vorsehen eines zweiten Schnappverschlusses, mit dem die Spannmittel in dem Kontaktbereich zu dem ersten Schnappverschluss zwischen Ringfilterelement und Federzungen des oberen Gehäuseteiles ist es möglich, beim Abtrennen des oberen Gehäuseteiles den ein gemeinsames Teil mit den Spannmitteln bildenden Stopfen aus der Leerlauföffnung herauszuziehen und damit automatisch einen Abfluss durch diese Öffnung herbeizuführen. Die Auslegung ist dabei derart, dass bereits bei einem lediglich teilweise abgetrennten Gehäuseoberteil, – beispielsweise bei einer Schraubverbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen bereits nach einigen Drehungen innerhalb des Schraubgewindes – der Abfluss freigegeben wird.

Bei abgetrenntem Gehäuseoberteil ist dann zunächst der Schnappverschluss zwischen Spannmitteln und Federzungen des ersten Schnappverschlusses zu lösen, um dadurch eine sonst gegebene Lösesicherung des ersten Schnappverschlusses aufzuheben. Der Ringfiltereinsatz kann dann unter äußerst geringer Kraftanwendung aus dem oberen Gehäuseteil herausgenommen werden.

Damit die mit dem Verschlussstopfen ein gemeinsames Bauteil bildenden Spannmittel nach einem Lösen des Schnappverschlusses gegenüber den Federzungen nicht vollständig aus dem oberen Gehäuseteil herausfallen können, ist der Schnappverschluss zwischen Spannmitteln und Federzungen mit einer Verliersicherung versehen.

Die Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen wird zweckmäßigerweise durch eine Schraubverbindung realisiert.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus gezeichneten und nachfolgend noch näher beschriebenen Ausführungsbeispielen.
In der Zeichnung zeigen
1A bis 1E jeweils einen Längsschnitt durch ein Filtergehäuse mit eingesetztem Ringfiltereinsatz mit verschiedenen Einsatzpositionen des Ringfiltereinsatzes,
2A bis 2C jeweils einen Längsschnitt durch ein Filtergehäuse mit wiederum unterschiedlichen Einsatzpositionen des Ringfiltereinsatzes und einem lösbar mit dem Gehäuseunterteil verbindbaren Spannmittel für den Schnappverschluss zwischen Federzungen des Gehäuseoberteils und dem Ringfiltereinsatz (bei nicht gezeichnetem Gehäuseunterteil).
Das Flüssigkeitsfilter, das in der gezeichneten Ausführungsform ein Ölfilter eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges ist, umfasst ein Gehäuse mit einem oberen und unteren Gehäuseteil 1 bzw. 2, die durch einen lösbaren Schraubverschluss 3 miteinander verbunden sind. Dabei ist das obere Gehäuseteil 1 mit einem Außen- und das untere Gehäuseteil 2 mit einem Innengewinde versehen, so dass das obere Gehäuse teil 1 in das untere Gehäuseteil 2 einschraubbar ist. Das derart aufgebaute Filter wird stehend angeordnet, so dass das untere Gehäuseteil 2 unten und das obere Gehäuseteil oben liegt.
In dem oberen Gehäuseteil 1 ist lösbar herausnehmbar ein Ringfiltereinsatz 4 gelagert. Die Lagerung ist durch einen ersten axiales Spiel aufweisenden Schnappverschluss 5 gegeben. Dieser erste Schnappverschluss 5 besteht aus radial federnden Federzungen 6, die mit Widerhaken 7 in Aufnahmen 8 des Ringfiltereinsatzes 4 eingreifen. Die Aufnahmen 8 befinden sich in einer zentralen Rohrzarge 9 des Ringiltereinsatzes 4.
Die Federzungen 6 sind Bestandteil eines Trägers 10, der über einen zweiten Schnappverschluss 11 am geschlossenen Boden des oberen Gehäuseteiles 1 mit Spiel gelagert ist. In dem Träger 10 kann ein Überströmventil zur Verbindung der Roh- und Reinseite des Filters vorgesehen sein.
Der Ringfiltereinsatz 4 besitzt an seinen Stirnseiten je eine ringförmige Endscheibe, nämlich eine obere Endscheibe 12 sowie eine untere Endscheibe 13. Über mit den beiden Endscheiben 12, 13 zusammenwirkende Dichtungen ist der Ringfiltereinsatz 4 einerseits gegenüber dem Träger 10 und andererseits gegenüber einem Aufnahmeelement 14 am Boden des unteren Gehäuseteils 2 bei geschlossenem Filtergehäuse gedichtet. Durch den Ringfiltereinsatz 4 ist das geschlossene Filter im Inneren aufgeteilt in einen äußeren Rohraum 15 und einen inneren Rinraum 16. Zu filternde Flüssigkeit, das heißt speziell Motoröl, durchströmt den Ringfiltereinsatz 4 von radial außen nach innen, wozu die Flüssigkeit durch eine Öffnung 17 in das untere Gehäuseteil eintritt und das Filter durch eine ebenfalls im Boden des unteren Gehäuseteils 2 vorgesehene Abflussöffnung 18 verlässt.
Das Aufnahmeelement 14 des unteren Gehäuseteils 1 ist rohrförmig ausgebildet und erstreckt sich bei geschlossenem Filter bis in den Bereich des ersten Schnappverschlusses 5. Dort endet dieses hohle Aufnahmeelement 14 mit einem Ringbund 19, der ein lösesicherndes Widerlager für die Federzungen 6 des ersten Schnappverschlusses bei geschlossenem Filter bildet. An diesem das Widerlager darstellenden Ringbund 19 liegen die Federzungen 6 in einem nach radial außen gespanntem Zustand an.
Was bei einem Öffnen des Filters durch Abschrauben des oberen Gehäuseteils mit Bezug auf die bei geschlossenem Filter gegebene Lösesicherung bei dem ersten Schnappverschluss 5 geschieht, zeigen die in den 1B bis 1E dargestellten unterschiedlichen Zuordnungen von Gehäuseober- und Gehäuseunterteil 1 bzw. 2.
Bei dem Trennzustand nach 1B ist das obere Gehäuseteil 1 bereits um ein geringes Maß aus dem unteren Gehäuseteil 2 herausgeschraubt und zwar um ein derartiges axiales Maß, das dem axialen Spiel des ersten Schnappverschlusses 5 in geschlossenem Zustand entspricht. Dieses axiale Spiel des ersten Schnappverschlusses 5 bewirkt, dass ein axiales Anheben des Ringfiltereinsatzes 4 erst nach einem vorbestimmbaren axialen Löseweg erfolgt. Hierdurch ist es möglich, die beim Herausdrehen des oberen Gehäuseteils 1 aufzubringende Drehkraft auf ein Maß zu beschränken, das erforderlich ist, um eine Ringdichtung 20 in dem Schraubgewinde 3 außer Eingriff zu bringen. Danach kann die Lösedrehkraft, die auf das obere Gehäuseteil 1 von einer Bedienungsperson aufzubringen ist, praktisch in vollem Umfang auf das Lösen der Dichtung zwischen unterer Endscheibe 13 und zugeordnetem Aufnahmeelement 14 des unteren Gehäuseteils 2 einwirken.
1C zeigt einen Trennzustand, bei dem der Ringbund 19 als Bestandteil des unteren Gehäuseteils 2 einen axial größeren Abstand von dem Boden des oberen Gehäuseteils 1 aufweist als in 1B.
Bei dem Trennzustand nach 1D befinden sich die Federzungen 6 gegenüber dem Ringbund 19 bereits in einem Zustand, in dem sie praktisch nicht mehr lösegesichert sind.
1E zeigt das obere Gehäuseteil in vollständig von dem unteren Gehäuseteil abgetrenntem Zustand. In diesem Zustand kann der Ringfiltereinsatz 4 unter einem äußerst geringen Kraftaufwand aus dem oberen Gehäuseteil 1 herausgezogen werden. Die Federzungen 6 besitzen für sich genommen lediglich eine radiale Spannkraft, die gerade noch ausreicht, um ein ungewolltes Herausfallen des Ringfiltereinsatzes 4 aus dem oberen Gehäuseteil 1 zu verhindern. Ein Heraustrennen des Ringfiltereinsatzes 4 aus dem oberen Gehäuseteil 1 ist beispielsweise bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung des ersten Schnappverschlusses 5 allein durch ein kräftiges Rütteln an dem Gehäuseoberteil 1 möglich. Bei einem Ringfiltereinsatz 4, der gegenüber dem Öffnungsrand des oberen Gehäuseteils 1 zurückgesetzt ist, kann das Lösen beispielsweise dadurch geschehen, dass das obere Gehäuseteil 1 mit seinem Öffnungsrand auf eine Unterlage senkrecht aufgestoßen wird.
Die Filterausbildung nach den 2A bis 2C zeigt eine Variante, bei der die mit dem unteren Gehäuseteil 2 verbundenen Spannmittel, die den als Widerlager für den ersten Schnappverschluss dienenden Ringbund 19 enthalten, lösbar in dem Boden des unteren Gehäuseteils 2 angeordnet sind. Mit Teilen der Ausführung nach der 1 funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszahlen belegt.
Der Ringbund 19 ist Bestandteil eines rohrförmigen Aufnahmeteiles 14 des unteren Gehäuseteils 2. Das rohrförmige Aufnahmeteil 14 dient zum einen zum Ableiten der gefilterten Flüssigkeit durch die Abflussöffnung 18 und zum anderen dazu, einen nicht gezeichneten Leerlaufabfluss bei geschlossenem Filter geschlossen und bei geöffnetem Filter offen zu halten. Diese Funktion als Verschlussmittel für eine solche Leerlauföffnung wird von dem unteren Dichtbereich 21 erfüllt, mit dem das Aufnahmeelement 14 lösbar in einer Öffnung des unteren Gehäuseteils 2 angeordnet ist.
Um beim Herausschrauben des oberen Gehäuseteils 1 das lösbar in dem Boden des unteren Gehäuseteils 2 gelagerte Aufnahmeteil 14 aus der Aufnahme in dem unteren Gehäuseteil 2 automatisch herausziehen zu können, ist zwischen den Federzungen 6 des ersten Schnappverschlusses 5 und dem Ringbund 19 ein dritter Schnappverschluss 22 vorgesehen. Dieser dritte Schnappverschluss setzt sich zusammen aus einer Umfangsrille 23 in dem Ringbund 19 und an die Federzungen 6 angeformten dritten Widerhaken 24. Die Federzungen 6 wirken an ihren freien axialen Enden mit dem lösbaren Aufnahmeelement 14 in zweifacher Hinsicht zusammen, wozu an dem Aufnahmeelement 14 einerseits im Bereich des Ringbundes 19 ein erster axialer Anschlag 25 und andererseits mit Abstand zu diesem in Richtung des unteren Gehäuseteils ein zweiter axialer Anschlag 26 vorgesehen ist. Dem ersten axialen Anschlag 25 ist an dem jeweils freien Ende der Federzungen 6 ein vierter Widerhaken 27 zugeordnet.
Beim Einschrauben des oberen Gehäuseteils 2 erfolgt die axiale Fixierung des Aufnahmeelementes 14 durch ein Zusammenspiel der freien Enden der Federzungen 6 mit dem zweiten axialen Anschlag 26 des Aufnahmeelementes 14.
Durch ein Zusammenspiel des ersten axialen Anschlages 25 des Aufnahmeelementes 14 mit den vierten Widerhaken 27 der Federzungen 6 ist eine Verliersicherung für das Aufnahmeelement 14 innerhalb des oberen Gehäuseteils 1 gegeben. Hierzu wird auf die Darstellung in 2C verwiesen, in der diese Verliersicherung in der vorbeschriebenen Form wirksam ist.
Für ein Lösen des Ringfiltereinsatzes 4 aus dem oberen Gehäuseteil 2 sind weitere Anschläge an dem Aufnahmeteil 14 und dem Ringfilterelement 4 von Bedeutung, nämlich ein dritter axialer Anschlag 28 an dem Aufnahmeelement 14 sowie ein vierter axialer Anschlag 29 an dem Ringfiltereinsatz 4. Diese beiden Anschläge 28 und 29 sind lagemäßig derart zugeordnet, dass durch ein Herausziehen des Aufnahmeelementes 14 innerhalb deren Verliersicherungsspiel eine Mitnahme des Ringfiltereinsatzes 4 gegeben ist. Hierdurch kann der Ringfiltereinsatz 4 mit Hilfe des Aufnahmeelementes 14 aus dem Dichtbereich zwischen der oberen Endscheibe 12 und dem Träger 10 herausgezogen werden. Bei innerhalb des Verliersicherungsspieles vollständig aus dem oberen Gehäuseteil 1 herausgezogenem Aufnahmeelement 14 besitzen die Federzungen 6 mit Bezug auf den Ringfiltereinsatz 4 nur noch eine äußerst geringe Lösesicherungskraft, die lediglich noch eine Größe besitzt, um ein zufälliges Herausfallen des Ringfiltereinsatzes 4 aus dem oberen Gehäuseteil 1 gerade noch zu verhindern.

Claims

Flüssigkeitsfilter mit einem in ein oberes und unteres Gehäuseteil (1, 2) teilbaren Gehäuse, bei dem – die beiden Gehäuseteile (1, 2) über sich gegenseitig dicht abdeckende Öffnungen lösbar miteinander verbindbar ausgeführt sind, – in geschlossenem Zustand das Filtergehäuse einen austauschbaren, radial durchströmbaren, in einer gemeinsamen Achse beider Gehäuseteile (1, 2) gelagerten Ringfiltereinsatz (4) umschließt, – zur Ausbildung eines Rein- und Rohraumes (16, 15) innerhalb des Filters der Ringfiltereinsatz (4) ringförmige, undurchlässige Endscheiben (12, 13) besitzt, – in dem Boden des oberen Gehäuseteils (1) ein undurchlässig schaltbares Aufnahmeelement in der Form eines Trägers (10) vorgesehen ist, auf das der Ringfiltereinsatz (4) mit seiner oberen Endscheibe (12) dicht aufschiebbar ist, – in dem Boden des unteren Gehäuseteils (2) ein nach außen führendes Aufnahmeelement (14) vorgesehen ist, auf das der Ringfiltereinsatz (4) mit seiner unteren Endscheibe (13) dicht aufschiebbar ist, – der Ringfiltereinsatz (4) an dem Träger (10) über einen ersten Schnappverschluss (5) axial lösbar fixiert ist, – eine Lösesperre in Form eines Spannmittels (19) für den ersten Schnappverschluss (5) in dem unteren Gehäuseteil (2) vorgesehen ist, die bei einem Schließen des Filtergehäuses wirksam wird.
Filter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Merkmale – die Schnappverschlussmittel des ersten Schnappverschlusses (5) bestehen aus einerseits von Aufnahmeteilen am Boden des oberen Gehäuseteils (1) axial abragenden, radial nach außen wirkenden, in den zentralen Hohlraum des Ringfiltereinsatzes (4) eingreifenden Federzungen (6) mit axial wirkenden ersten Widerhaken (7) und andererseits Aufnahmen (8) für diese ersten Widerhaken (7) am Innenumfang des Ringfiltereinsatzes (4), – das Spannmittel (19) ist ein mit dem Boden des unteren Gehäuseteils (2) verbundenes, von radial innen an die ersten Widerhaken (7) angreifendes Widerlager (19).
Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als Kontakt für die Federzungen (6) dienende Bereich des Widerlagers (19) als kreiszylindrischer Ring ausgebildet ist.
Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang des kreiszylindrischen Ringes (19) axial unterschiedliche Durchmesser aufweist.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schnappverschluss (5) axiales Spiel besitzt.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zum unteren Gehäuseteil (2) gehörende Spannmittel (19) lösbar mit dem oberen Gehäuseteil (1) verbunden ist.
Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Spannmittels (19) mit den Federzungen (6) des ersten Schnappverschlusses (5) als ein dritter Schnappverschluss (22) ausgebildet ist.
Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Schnappverschluss (22) mit einer Fangeinrichtung (25, 27) als Verliersicherung für das Spannmittel (19) innerhalb der Federzungen (6) ausgebildet ist.
Filter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (19) als ein Bestandteil eines Verschlussstopfens einer Leerlauföffnung im Boden des unteren Gehäuseteils (2) ausgebildet ist und beim Lösen des Schraubverschlusses (3) zwischen dem oberen und dem unteren Gehäuseteil (1, 2) eine Freigabe der Leerlauföffnung bewirkt.
Filter nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringfiltereinsatz (4) an seinem Innenumfang mit einem Anschlag (29) versehen ist, durch den er mittels eines Mitnehmers (28) an dem Spannmittel (19) durch Herausziehen des Spannmittels (19) aus dem oberen Gehäuseteil (1) aus seinem ersten Schnappverschluss (5) gelöst werden kann.
Filter nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannmittel (19) mit einem axialen Anschlag (26) versehen ist, der durch Anlage an den jeweils freien Enden der Federzungen (6) die maximale Eintauchtiefe in das Innere des oberen Gehäuseteils (1) bestimmt.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Merkmale, – das obere der beiden Gehäuseteile (1) ist in das untere Gehäuseteil (2) über ein Schraubgewinde zur Ausbildung eines Schraubverschlusses (3) einschraubbar ausgebildet, – der Schraubverschluss (3) besteht aus einem Innen- und einem Außengewindebereich, von denen der Innengewindebereich in dem Randbereich des unteren und der Außengewindebereich in dem Randbereich des oberen Gehäuseteiles (2, 1) vorgesehen sind.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als ein stehend angeordnetes Ölfilter eines Verbrennungsmotors eines insbesondere Kraftfahrzeuges ausgebildet ist.