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Querverweis auf verwandte
Anmeldungen
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Die
vorliegende Anmeldung ist eine „continuation-in-part" Patentanmeldung
der
US Patentanmeldung Nr. 10/778,694 ,
die von den Erfindern Ismail C. Bagci et. al am 16. Februar 2004
mit dem Titel "A DISPOSABLE,
SPIN-ON FILTER" angemeldet
wurde und die hierin ausdrücklich
und vollumfänglich durch
Bezugnahme enthalten ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fluidfilter und die gewählte Ausgestaltung
zum Anschließen
des Filters an einem Befestigungssockel oder -kopf. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung einen Aufschraubfilter, der so
konstruiert und angeordnet ist, dass er ohne Verwendung einer Gewindeplatte
mit einem Befestigungssockel oder -kopf verbunden werden kann. Durch
Weglassen der Gewindeplatte ist der sich ergebende Fluidfilter kostengünstiger
in der Herstellung, unter anderem durch Kosteneinsparungen durch
Weglassen eines der Bauteile. Ein damit einhergehender Vorteil ist
die Möglichkeit
eines im Wesentlichen nicht-metallischen Aufbaus des Fluidfilters,
was wiederum erlaubt, dass er als „entsorgbar" betrachtet werden kann,
da er zur Entsorgung oder zum Recyceln verbrannt werden kann. Durch
Vorsehen eines verbrennbaren Aufbaus lässt sich die körperliche
Masse des Filters auf ein geringes Aschevolumen verringern, und
dies bedeutet eine Verringerung dessen, was auf Deponien gelagert
werden muss. Die andere Option für „entsorgbar" besteht darin, den
beim Aufbau verwendeten Kunststoff zu recyceln. Ein vollständig aus
Kunststoff bestehender Aufbau des Filters wird derzeit allgemein
als „umweltverträgliches grünes Design" angesehen.
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Bei
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liegt der Schwerpunkt auf einem Fluidfilteraufbau,
der größtenteils
oder vorwiegend aus nicht-metallischen Bauteilen besteht und als
entsorgbar angesehen wird. Diese Ausführungsform umfasst keine herkömmliche
Gewindeplatte zur Schraubverbindung mit dem Kopf. Stattdessen weist
das offene Ende des Mantels ein Außengewinde zur Verbindung mit
dem Kopf auf, wodurch die Gewindeplatte weggelassen werden kann.
Bei einer verwandten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Filtergehäuse oder der Mantel ein „Hybrid" dahingehend, dass
es bzw. er sowohl Metall als auch Kunst stoff umfasst. Diese verwandte
Ausführungsform
umfasst ebenfalls keine herkömmliche
Gewindeplatte zur Schraubverbindung mit dem Kopf.
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Typische
Aufschraubfluidfilter gemäß den Ausgestaltungen
nach dem Stand der Technik werden an dem Kopf (Stutzen) mittels
einer metallischen Gewindeplatte mit einem Innengewinde angebracht. Die
Gewindeplatte ist an dem Fluidfiltertopf verankert und weist mindestens
einen Strömungseinlass
und einen Strömungsauslass
auf, die mit einem Zentralrohr zusammenwirken. Die Verbindung zwischen
Filter und Kopf umfasst eine Dichtung, die eine Leckage zwischen
dem Kopf und dem Filter verhindert. Eine Strömung zu dem Filter verläuft durch
den Kopf, und nach der Filterung tritt das Fluid durch den Kopf
wieder aus. Bei der Herstellung eines Fluidfilters mit einer Gewindeplatte
entstehen Kosten im Zusammenhang mit der Herstellung der Gewindeplatte
und Kosten beim Einbau der Gewindeplatte in den Fluidfilter. Wenn
ein Fluidfilter ohne diese Gewindeplatte vorgesehen werden könnte, würden diese
Kosten eingespart werden. Obgleich es auf eingeschränkter Basis andere
Maßnahmen
geben kann, die zur Verbindung eines Fluidfilters mit einem Befestigungssockel
verwendet werden, liegt ein zentraler Punkt der vorliegenden Erfindung
in der Eliminierung jeglicher Gewindeplatte aus dem Fluidfilter.
Eine Folge dieser Ausgestaltung besteht im Weglassen der Gewindeplatte
zur Verwendung bei der Verbindung mit dem Kopf.
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Die
vorliegende Erfindung sieht eine Fluidfilterkonstruktion vor, die
zur Aufschraubbefestigung an einem Kopf ohne Verwendung einer Gewindeplatte
geeignet ist. Ein typischer Befestigungskopf aus dem Stand der Technik
umfasst einen mit Außengewinde
versehenen Pfosten oder Abschnitt, der von der mit einem Innengewinde
versehenen Gewindeplatte aufgenommen wird. Bei einer gewindeplattenlosen
Konstruktion gemäß der vorliegenden
Erfindung wird der Aufschraubfluidfilter an dem Kopf durch das mit
einem Außengewinde
vorgesehene offene Ende des Fluidfiltermantels angebracht. Bei dem
in der
US Patentanmeldung Nr.
10/778,694 offenbarten Aufbau eines Fluidfilters ist ein
Gewindepfosten als Teil des geschlossenen Endes des Topfes ausgebildet
und steht mit einer Welle (mit Innengewinde) in Verbindung, welche
sich über
den Kopf hinaus in den Aufschraubfilter erstreckt. Wie dort beschrieben,
gibt es verschiedenartige alternative Ausführungsformen. Diese Ausführungsformen
umfassen – neben
anderen Merkmalen – das
Befestigen der Welle als Teil des Fluidfilters und das Verbinden der
Welle mit einem damit zusammenwirkenden Abschnitt des Kopfes. Es
versteht sich ferner, dass die Verwendung von „Aufschrauben" zur Beschreibung des
Fluidfilters der vorliegenden Erfindung beabsichtigt, nicht nur
einen Gewindeeingriff zu umfassen, sondern auch andere Verbindungs techniken,
beispielsweise die Verwendung einer Bajonettverbindung zwischen
dem Fluidfilter und dem Befestigungskopf. Mit Bajonettverbindungen
verwandt sind Vierteldrehungs- und Halbdrehungsverbindungen, die
eine Vielzahl von Ausgestaltungsformen annehmen können.
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Hinsichtlich
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit „Hybrid"-Mantel ist es angemessen, mögliche Bedenken
bezüglich
eines vollständig
aus Kunststoff bestehenden einteiligen Mantels oder Gehäuses zu
erörtern.
Es wird davon ausgegangen, dass sich ein nur aus Kunststoff bestehender
Aufbau, der Gewindegänge
am Außendurchmesser
des Mantels benachbart dem offenen Ende aufweist, für kleinere
Durchmesser und kürzere
Längen
gut eignet, beispielsweise Mäntel,
welche weniger als 7 Zoll hoch sind. Da Fluidfilter jedoch hinsichtlich
ihres Durchmessers und der Höhe
größer werden,
kann der einteilige und nur aus Kunststoff bestehende Aufbau in
technischer und/oder finanzieller Hinsicht beschränkt sein.
Zum Beispiel können
zusätzliche
Mengen an Kunststoff erforderlich sein, um die erforderliche Festigkeit
für die
höheren
Spannungsbeanspruchungen zu gewährleisten.
Das Spritzgießwerkzeug
wird teurer und das Spritzgießverfahren
erfordert eine Pressenkonstruktion mit größerem Druck. Einigen dieser
Bedenken wird dadurch Rechnung getragen, dass gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Hybrid-Mantel mit einem metallischen Korpus und einer Kunststoffhülse für das mit
einem Gewinde versehene Ende des metallischen Korpus verwendet wird.
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Kurze Zusammenfassung der
Erfindung
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Ein
Fluidfilter, der zum Gewindeeingriff mit einem Fluidabgabekopf gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut und angeordnet ist, weist einen
Fluidfiltermantel, der eine mit einer Halterippe ausgebildete Seitenwand
besitzt, und einen Fluidfiltermediumpacken auf, der in dem Fluidfiltermantel
montiert ist, wobei der Fluidfiltermediumpacken ein Filtermedium
und eine mit einem oberen Ende des Filtermediums verbundene obere Endplatte
umfasst, und wobei die obere Endplatte eine Umfangslippe umfasst,
die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie axial unterhalb der
Halterippe einschnappt.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Fluidfilter
bereitzustellen.
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Damit
im Zusammenhang stehende Aufgaben und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungsansichten
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1 ist
ein vollgeschnittener vorderer Aufriss eines Hybrid-Fluidfiltermantels
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein vorderer Aufriss einer mit einem Außengewinde versehenen Hülse, die
einen Abschnitt des Fluidfiltermantels der 1 umfasst.
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3 ist
ein vollgeschnittener vorderer Aufriss der Hülse der 2.
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4 ist
ein auseinandergezogener vorderer Aufriss eines Fluidfilters, der
zum Gewindeeingriff mit einem Fluidabgabekopf aufgebaut und angeordnet
ist.
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5 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Kombination
aus Fluidfilter und Kopf der 4.
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6 ist
eine vergrößerte Draufsicht
des Fluidfiltermediumpackens der 4 gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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7 ist
ein vollgeschnittener seitlicher Aufriss des Fluidfilters der 4,
der mit dem Kopf der 4 über einen Gewindeeingriff zusammengebaut ist.
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8 ist
ein vergrößerter Ausschnitt
eines Abschnittes der Baueinheit der 7.
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9 ist
ein der Ansicht der 8 entsprechender vergrößerter Ausschnitt,
der eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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10 ist
ein der Ansicht der 8 entsprechender vergrößerter Ausschnitt,
der eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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11 ist
ein auf der 7 basierender seitlicher Aufriss
eines vergrößerten Ausschnittes,
der die Verwendung einer Dichtung illustriert.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Zum
Zwecke des besseren Verständnisses der
Grundsätze
der Erfindung erfolgt nun eine Bezugnahme auf in der Zeichnung dargestellte
Ausführungsformen,
wobei zu deren Beschreibung eine bestimmte Terminologie verwendet
wird. Es versteht sich gleichwohl, dass hierdurch keine Einschränkung des
Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, sondern dass Änderungen
und weitere Abwandlungen der dargestellten Vorrichtungen sowie weitere
Anwendungen der Grundsätze
der Erfindung, die im Rahmen dessen liegen, was ein Fachmann auf
dem Gebiet der Erfindung unternehmen würde, mitumfasst sind.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst, als ein Bauteil, einen Fluidfiltermantel,
der vorzugsweise ein einteiliges geformtes Kunststoffbauteil ist.
Dieser Aufbau stellt die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung dar, wenngleich hinsichtlich eines einteiligen Kunststoffaufbaus
für Fluidfiltermäntel, die
einen größeren Durchmesser
und Höhen
jenseits von ungefähr
7 oder 8 Zoll besitzen, gelegentlich Bedenken geäußert worden sind. Für diese
größeren Mantelgrößen umfasst
die vorliegende Erfindung einen Hybridaufbau mit einem metallischen Mantelkorpus
und einer geformten Kunststoffhülse, die
einen einsatz-geformten ("insert-molded") Metallring umfasst,
falls ein Wechsel von Kunststoff zu Metall erwünscht ist.
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Bezugnehmend
zunächst
auf die 1, 2 und 3 ist
dargestellt, was als Hybrid-Fluidfiltermantel 20 beschrieben
worden ist, der gelegentlich als Topf oder Gehäuse bezeichnet wird. Der Hybridmantel 20 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist als teils aus Kunststoff und teils aus Metall bestehende
Konstruktion ausgebildet und angeordnet. Genauer umfasst der Mantel 20 einen
metallischen Mantelkorpus 21 und eine damit zusammenwirkende
ringförmige
Hülse 22 (siehe 2 und 3).
Der Mantelkorpus 21 ist im Wesentlichen zylindrisch mit
einem geschlossenen Ende 23, das geringfügig abgerundet
oder kalottenförmig
ist, und einem offenen Ende 24, das die Hülse 22 aufnimmt.
Der Mantelkorpus 21 ist vorzugsweise aus Stahl hergestellt
und kann durch verschiedene Metallbearbeitungsverfahren, vorzugsweise
durch einen Tiefziehvorgang, hergestellt werden. Die Hülse 22 ist
ein einteiliges geformtes Kunststoffbauteil mit außenliegenden
Gewindegängen 25.
Von besonderer Bedeutung bei dieser ersten Ausführungsform ist, dass die Hülse 22 als
einen einteiligen geformten Kunststoffhülsenkorpus 22a und
einem einsatz-geformten ringförmigen
Metallring 22b umfassend ausgebildet ist. Durch das Einsatz-Formen
des Metallrings 22b als Teil des Hülsenkorpus 22a werden
die beiden Bauteile zuverlässig
zu einer einstückigen
Hülse 22 verbunden.
Eine ringförmige
Nut 27 ist in der Außenfläche 26 des
Hülsenkorpus 22a unterhalb
der Gewindegänge 25 gebildet,
um einen externen O-Ring aufzunehmen und zu halten. Ein ähnlicher
oder entsprechender O-Ring ist in den 7 und 8 dargestellt.
Diese spezielle Dichtstelle ist dazu bestimmt, den Mantel und den Kopf
bezüglich
eines eintretenden Fluidstroms abzudichten.
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Der
einsatz-geformte Metallring 22b ist vorzugsweise aus Stahl
hergestellt und wird dazu verwendet, die Hülse 22 und den tiefgezogenen
Mantelkorpus 21 aus Stahl miteinander zu verfalzen. Zur Durchführung dieses
Falzvorganges wird der Stahlmantelkorpus mit einem ringförmigen radialen Flansch 31 benachbart
dem offenen Ende 24 hergestellt (siehe 1).
Beim Einsetzen der Hülse 22 in das
offene Ende 24 wird der einsatz-geformte Ring 22b in
flächigen
Kontakt mit dem Flansch 31 gedrückt. Befinden sich diese beiden
Metallflansche in Kontakt miteinander, wird der Schichtaufbau über den
gesamten 360° Umfang
des Mantelkorpus 21 und der Hülse 22 fest aufgerollt
(entspricht dem Falzvorgang).
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Ist
vor dem Beginn des Falzvorgangs das untere Ende der Hülse 22 in
den Mantelkorpus eingesetzt worden, werden dann der Mantelkorpus 21 und die
Hülse 22 sicher
miteinander verbunden, um einen Hybrid-(Kunststoff und Metall) Fluidfilter-mantel 20 zu erzeugen.
Wie im Anschluss im Zusammenhang mit einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben werden wird, wird der bzw.
die mit dem ausgewählten
Mantel zu verwendende Fluidfiltermediumpacken oder Filterkartusche
durch einen Schnappverschluss oder alternativ durch eine Presspassung
befestigt. Diese beiden Ausführungsformen
gelten unabhängig
davon, ob der Hybrid-Mantel 20 benutzt
oder ein einteiliger geformter Kunststoffmantel verwendet wird.
Diese Montageoptionen werden genauer in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hinsichtlich eines einteiligen geformten
Kunststoffmantels beschrieben. Diese beiden Montageoptionen sind
allerdings gleichermaßen
auf die erste Ausführungsform
des Hybrid-Fiuidfiltermantels anwendbar.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst einen einteiligen geformten Kunststoffluidfiltermantel 34.
Ein repräsentativer Aufbau
dieser bevorzugten Ausgestaltung ist in den 4 und 5 zusammen
mit dem Fluidfilter 35 dargestellt. Der Fluidfilter 35 umfasst
einen geformten Kunststoffmantel 34 sowie einen Fluidfiltermediumpacken 36.
Mitumfasst als Teil der Darstellung in der 4 und der 5 ist
der Kopf 37, der das mit einem Außengewinde versehene Ende 38 des
Mantels 34 aufnimmt. Der Kopf 37 schafft die fluide
Verbindung für
den Fluidfilter 35, einschließlich des Führens von eintretendem Fluid
und des Abführens
des Fluids nach dem Durchlauf durch das Filtermedium.
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Da
die vorliegende Erfindung einen weitgeöffneten Mantel in Gestalt des
offenen Endes 39 und keine Gewindeplatte umfasst, ist der
spezielle Aufbau des Mediumpackens 36 und seine Beziehung zum
Mantel 34 von Bedeutung. Der Mediumpacken 36 umfasst
das Filtermedium 40, das in allgemein zylindrischer Form
aufgebaut und angeordnet ist, sowie eine damit zusammenwirkende
obere Endplatte 41, die fest mit dem Filtermedium 40 verbunden
ist. Wie es sich für
Filtermodule dieser Art versteht, besitzt die Mitte des Filtermediums
eine hohlzylindrische Form für
den nach oben verlaufenden Durchtritt des Fluids nach einem Passieren
des Filtermediums.
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Zwar
muss die gegenüberliegende
oder untere Fläche 45 des
Filtermediums 40 durch eine bestimmte Art von Endplatte 46 geschlossen
sein, um eine Umgehung des Filtermediums auszuschließen, jedoch
ist ihr Aufbau in Bezug auf die anderen Bauteile nicht kritisch,
da es in struktureller Hinsicht keine Grenzflächeneigenschaften bezüglich des
Fluidfiltermantels 34 besitzt. Obgleich die untere Fläche 45 des
Filtermediums 40 und die Endplatte 46 gewissermaßen im Inneren
des Fluidfiltermantels aufgehängt sind
und es keine Bedenken hinsichtlich eines möglichen Freiraums oder Stoßkontaktes
gibt, ist die diesen Aufhängezustand
ermöglichende
Anordnung für die
Art und Weise von Bedeutung, wie der Fluidfiltermediumpacken 36 grenzflächenmäßig dem
Fluidfiltermantel 34 entgegentritt, sobald der Mantel in
Eingriff mit dem Fluidabgabekopf 37 geschraubt wird. Es ist
ebenfalls von Bedeutung, die obere Endplatte 41 relativ
zum Inneren des Kopfes 37 korrekt zu positionieren, sobald
der Fluidfiltermantel 34 vollständig oder voll auf den Kopf 37 aufgeschraubt
ist.
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Bezugnehmend
nun auf die 6 ist die Fluidstromkonfiguration
der Endplatte 41 relativ zu dem Fluidfiltermantel 34 illustriert.
Wie dargestellt, hat die obere Endplatte 41 eine allgemein
kreisrunde oder ringförmige
Form mit einem Flansch 47 und einer nach oben verlaufenden
hohlen Hülse 48,
die konzentrisch zum Flansch 47 angeordnet ist. Die Endplatte 41 ist
ein einteiliges geformtes Kunststoffbauteil mit einer äußeren Umfangshaltelippe 49,
die den Flansch 47 umgibt und durch sechs gleichmäßig beabstandete
konkavförmige Öffnungen 50 unterteilt ist.
Diese Segmente oder bogenförmigen
Abschnitte 51 der Lippe 49 sind gleichmäßig zueinander
beabstandet und in wechselweiser Abfolge mit den Öffnungen 50 angeordnet.
Die Anzahl der Öffnungen, ihr
Abstand sowie ihre Form sind im Hinblick auf in Betracht gezogene
und zulässige
Alternativen variabel. Die Anzahl kann höher oder niedriger sein, der Abstand
kann ungleichmäßig sein
und die Form kann verändert
werden. Wie beschrieben werden wird, bilden die Öffnungen 50 Strömungslöcher für das aus dem
Kopf 37 eintretende Fluid. Die Hülse 48 ist mit dem
hohlen Inneren des zylindrischen Filtermediums 40 konzentrisch
und stellt den Auslassdurchgang für das zum Kopf 37 zurückkehrende
Fluid bereit, nachdem es das Filtermedium 40 durchlaufen
hat.
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Das
zu filternde und in den Fluidfilter 35 aus dem Kopf 37 strömende Fluid
gelangt zu den sechs gleichmäßig beabstandeten Öffnungen 50.
Dieses Fluid wird durch das Filtermedium 40 gesaugt, strömt durch
die Hülse 48 heraus
und zurück
in den Kopf 37. Um dieses Strömungsmuster auf gleichmäßige, zuverlässige und
leckagefreie Weise zu verwirklichen, ist die obere Endplatte 41 fest
mit dem oberen Ende oder der Fläche 52 des
Filtermediums 40 verbunden. Diese feste Verbindung zwischen
der Endplatte 41 und dem Filtermedium 40 ist auch
für die
Art und Weise von Bedeutung, wie der Fluidfiltermediumpacken 36 in
den Fluidfiltermantel 34 montiert ist und wie dieser Mediumpacken
in dem Mantel aufgehängt
ist, wie dies in 7 dargestellt ist.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schnappt der Fluidfiltermediumpacken 36 durch
Zusammenwirken mit der Lippe 49 der Endplatte 41 in
den Fluidfiltermantel 34 ein, insbesondere durch die Bereiche 51,
die unterhalb einer nach innen gerichteten, ringförmigen Halterippe 56 angeordnet
sind, die einteilig als Teil der inneren Oberfläche 57 des Fluidfiltermantels 34 geformt
ist (siehe 7 sowie den vergrößerten Ausschnitt
der 8). Jeder der Lippenbereiche 51 kann
sich einzeln nach oben verbiegen, wenn der Fluidfiltermediumpacken 36 in
das offene Ende 39 des Fluidfiltermantels 34 gedrückt wird
und auf die Halterippe 56 trifft. Diese Biegsamkeit ermöglicht es
jedem Bereich 51, sich auf und über die Halterippe 56 hinweg
zu bewegen, wenn der Mediumpacken 36 in den Fluidfiltermantel 34 eingesetzt
wird. Auf der Rückseite,
wo der aufgrund der Halterippe 56 verringerte Innendurchmesser
endet, kehren die Bereiche 51 in ihren normalen (ungebogenen)
Zustand zurück.
Die äußere Umfangsoberfläche (Außendurchmesser)
der Lippe 49 befindet sich unterhalb der Halterippe 56 und
in unmittelbarer Nachbarschaft zur Innenfläche des Fluidfiltermantels 34,
siehe 7 und 8. Wenngleich die einzelnen
Bereiche 51 in geringfügigem Ausmaß elastisch
sind, wie beschrieben worden ist, wird die Endplatte 41 dennoch
als im Wesentlichen starres Kunststoffbauteil betrachtet, und es
ist lediglich das Auskragen der Bereiche 51 und ihr individueller
Aufbau aufgrund der Öffnungen 50,
die eine hinreichende Flexibilität
gestatten, um über
die Halterippe 56 zu gelangen und dann dahinter einzuschnappen.
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Während die
Halterippe 56 vorzugsweise ringförmig ist, besteht eine Alternative
darin, die Rippe in Bereiche mit wechselndem Freiraum zwischen benachbarten
Bereichen auszubilden. Da der Mediumpacken 36 ungerichtet
ist im Hinblick darauf, wie er in den Fluidfiltermantel 34 hineinkommt,
besteht der einzige Vorbehalt hinsichtlich der Rippenbereiche darin,
dass sie den Mediumpacken halten müssen. Dies betrifft nur die
Umfangslängen
der Rippenbereiche und die Umfangslänge eines jeden Lip penbereichs 51.
In einer ungünstigsten
Ausrichtung muss es eine hinreichende Überlappung geben, um den Mediumpacken 36 sicher
in dem Fluidfiltermantel 34 halten zu können
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Im
auf diese Weise montierten Zustand bewirkt jeder Versuch, den Fluidfiltermediumpacken 36 aus
dem Fluidfiltermantel 34 herauszuziehen, dass der obere äußere Abschnitt
jedes Bereichs 51 gegen die unterseitige Fläche der
Halterippe 56 stößt, und dieser
Stoßkontakt
verhindert das Herausnehmen des Fluidfiltermediumpackens 36.
Dieses Ergebnis wird unabhängig
davon erzielt, ob die Halterippe 56 ringförmig oder
segmentiert ist. Wenngleich dies als ein Herausnehmen verhindernd
beschrieben wurde, so versteht sich, dass der Fluidfiltermediumpacken 36 womöglich dennoch
herausgenommen werden kann, falls der Fluidfiltermediumpacken 36 zusammengedrückt oder
auf irgendeine Weise zerstört wird,
so dass die einzelnen Bereiche 51 an der Halterippe 56 vorbeikommen.
Aufgrund dieser Einschnapp-Montagetechnik
und angesichts der Materialien und der Anordnung der verschiedenen
Bauteile relativ zueinander wird jedoch jeder Versuch, die einzelnen
Bereiche 51 oder andere Abschnitte des Mediumpackens 36 zu
schneiden, zu zerdrücken,
abzubrechen, zu verbiegen oder abzutrennen als sehr risikoreich
hinsichtlich einer möglichen
Beschädigung des
Mantels 34 angesehen und erfordert sehr viel Zeit. Teils
darum wird diese bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung als ein vollständig entsorgbarer bzw. Einwegfluidfilter
angesehen. Im Hinblick auf die vorliegende Erfindung umfasst das vollständige Einwegkonzept
einen Aufbau aus im Wesentlichen oder vorwiegend Kunststoff und
die Möglichkeit,
den benutzten Fluidfilter 35 zu verbrennen, sobald das
Filtermedium 40 mit gefiltertem partikelförmigem Material
zumindest soweit verstopft ist, dass sein Filtervermögen auf
ein unakzeptables Niveau gesunken ist. Ein weiterer Aspekt des vollständigen Einwegkonzeptes
im Hinblick auf den gesamten Fluidfilter 35 besteht darin,
dass der Kunststoffaufbau für
die Bauteile zu einer kostengünstigeren Konstruktion
beiträgt,
die zu entsorgen man sich leisten kann, sobald das Filtermedium
verstopft ist.
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Bezugnehmend
nunmehr auf die 9 ist eine Konstruktionsalternative
für den
Fluidfilter 35 gemäß der vorliegenden
Erfindung dargestellt. 9 stellt einen Teil eines Fluidfilters 58 dar,
der in jeglicher Hinsicht nahezu identisch mit dem Fluidfilter 35 ist,
abgesehen davon, dass die Halterippe 56 des Fluidfilters 35 entfernt
worden ist. An der Stelle der Halterippe 56 ist die innere
Oberfläche
des Fluidfiltermantels 59 als solche allgemein zylindrisch
ausgebildet. Bei dieser alternativen Ausführungsform des Fluidfilters 58 ist
die Endplatte 60 nahezu identisch mit der Endplatte 51,
außer
dass die Endplatte 60 einen geringfügig größeren Außendurchmesser besitzt, so dass
die äußere Umfangskante 61 der
sechs gleichmäßig beabstandeten
Lippenbereiche 62 eine sichere Presspassung zwischen der
Endplatte 60 und der innenseitigen zylindrischen Oberfläche des
Kunststofffluidfiltermantels 59 erzeugen. Ein Fluidfilter 58 mit
einer Presspassung für
den Fluidfiltermediumpacken 63 in dem Mantel 59 führt zu einem
vollständigen
Einwegdesign im Hinblick auf den vorwiegend aus Kunststoff bestehenden
Aufbau sowie die Kosten für
die Kunststoffbauteile. Ähnlich
der vorherigen Einschnapp-Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Fluidfiltermediumpacken 63 nicht
dazu aufgebaut und angeordnet, herausgezogen und ausgetauscht zu
werden und den Fluidfiltermantel 59 wiederzuverwenden.
Wie erwähnt
ist mit Ausnahme der Änderung
von einer Schnappeinheit zu einer Presspassung (mit festem Sitz)
der Fluidfilter 58 identisch zu dem Fluidfilter 35.
Beide sind überwiegend
aus Kunststoff und beide sind dazu vorgesehen, vollständig entsorgbar
zu sein, wobei der Fluidfiltermediumpacken zusammen mit dem Fluidfiltermantel
entsorgt wird.
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Eine
dritte Ausführungsform
(siehe 10) wird als Teil der vorliegenden
Erfindung in Betracht gezogen. Der Fluidfilter 66 gemäß dieser
dritten ist eine Kombination der ersten beiden Ausführungsformen
dahingehend, dass die Endplatte 67 identisch zu der Endplatte 41 und
der Fluidfiltermantel 68 identisch zu dem Fluidfiltermantel 59 ist.
Diese Kombination von Merkmalen bedeutet, dass es keine Halterippe 56 und
keine Presspassung gibt. Dadurch wird ein Austauschen des Fluidfiltermediumpacken 69 ermöglicht,
so dass der Mediumpacken 69, wenn er verstopft oder anderweitig
seine Gebrauchsdauer überschritten
ist, weggeworfen und das Gehäuse oder
der Mantel 68 behalten und weiterverwendet werden kann.
Wie im Anschluss beschrieben werden wird, ist der austauschbare
Fluidfiltermediumpacken durch axial verlaufende Leisten gehalten
und durch eine Dichtung in Stellung geklemmt, auf die der Kopf axial
drückt.
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Bei
jeder der hier beschriebenen drei Fluidfilterausführungsformen
besteht die Option, den Hybrid-Fluidfiltermantel 20 zu
verwenden. Es sollte jedoch erkannt werden, dass die Verwendung
von Metall (Stahl) für
den Mantelkorpus 21 Auswirkungen auf das Einwegkonzept
hat, da das Metall für
die Zwecke einer effektiven Entsorgung nicht verbrannt werden kann
und die Kosten höher
als bei Kunststoff sind. Dies führt
natürlich
zu einem gewissen Kompromiss im Hinblick auf die Kosten, abhängig von
dem zusätzlichen
Kunststoff, der möglicherweise
für die Zwecke
höherer
Spannungsbeanspruchungen verwendet werden muss. Da die dritte Ausführungsform (siehe 10)
nicht dazu gedacht ist, vollständig
entsorgbar zu sein, d. h. der Fluidfilter mantel wird behalten und
weiterverwendet, ist der Hybrid-Fluidfiltermantel 20 dennoch
eine gute Wahl für
den Fluidfilter 66.
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Bezugnehmend
auf die 7 und 11 ist ein
weiteres, auf alle drei Ausführungsformen – mit oder
ohne Hybrid-Fluidfiltermantel 20 – anwendbares Merkmal dargestellt.
Dieses Merkmal betrifft die ringförmige Dichtung 72,
die innerhalb des ringförmigen Kanals 73 der
Endplatte 41 angeordnet ist. Der Kanal 73 befindet
sich benachbart dem Flansch 47 und umgibt auf konzentrische
Weise die Hülse 48.
Dieser Teil der Endplatte 41 ist auf identische Art für die Endplatten 60 und 67 aufgebaut
und angeordnet. Da der einzige Unterschied der Endplatten ihr Außendurchmesser
ist, wobei die Endplatten 46 und 47 tatsächlich gleich
sind, sind sämtliche
dargestellten Endplatten hinsichtlich des ringförmigen Kanals 73 und
seiner Anordnung relativ zu dem Flansch 47 und der Hülse 48 identisch.
Bezugnehmend auf die 7 ist diese Beschreibung nicht
auf die erste Ausführungsform
beschränkt.
Diese Merkmale sind die gleichen für sämtliche Endplatten. Die erhabene
ringförmige Wand 74 legt
eine Seite des Kanals 73 und die zylindrische Wand der
Hülse 48 legt
die gegenüberliegende
Seite des Kanals 73 fest.
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Wird
der Fluidfilter in den Kopf 37 eingeschraubt (bei jeder
der beschriebenen Ausführungsformen),
nimmt die innere Hülse 77 des
Kopfes 37 das obere Ende der Hülse 48 auf und erstreckt
sich in Richtung des Kanals 73, um so die Dichtung 72 zusammenzudrücken. Die
Bewegung des Kopfes 37, der beim Gewindeeingriff auf die
Dichtung 72 drückt, presst
sowohl die Dichtung 72 zusammen und übt eine nach unten gerichtete
Axialkraft auf den Fluidfiltermediumpacken 36 aus. Um den
Fluidfiltermediumpacken 36 in einer fixierten Position
bezüglich
des Fluidfiltermantels 34 zu halten, so dass eine angemessene
Kompression der Dichtung erzielt wird, ist die Innenfläche 78 des
Fluidfiltermantels 34 mit in axialer Richtung verlaufenden
Rippen 79 ausgebildet (siehe 7 bis 10).
Wie in den 7 und 8 dargestellt,
ist das obere Ende 80 jeder Rippe 79 so aufgebaut
und angeordnet, dass es unterhalb der Halterippe 56 und
unterhalb der Lippe 59 angeordnet ist. Auf diese Weise
wird, während
der Fluidfiltermediumpacken 36 in den Mantel 34 gedrückt wird, ein
Anschlagpunkt zwischen den Rippen 79 und der Lippe 49 erreicht,
und dieser Anschlagpunkt legt die maximale Einführtiefe des Fluidfiltermediumpackens 36 in
den Mantel 34 fest. Dieser Aufbau ist der gleiche für sämtliche
Ausführungsformen,
die den Kunststoffmantel verwenden. Bei dem Hybridmantel 20 der 1 bis 3 sind
die Anschlagrippen 81 als Teil der Kunststoffhülse 22 geformt.
Das obere Ende 82 jeder Rippe 81 befindet sich
an der gleichen Stelle wie das obere Ende 80 jeder Rippe 79 relativ
zu dem Kopf 37. Dies bedeutet, dass der Fluidfiltermediumpacken
unabhängig
von der Art des ausgewählten Fluidfiltermantels
gleichermaßen
angeordnet ist.
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Wie
aus der 8 zu erkennen ist, ist die axiale
Abmessung zwischen der unteren Oberfläche der Halterippe 56 und
der oberen Oberfläche
des Endes 80 geringfügig
größer als
die Dicke der radialen Spitze 83 eines jeden Bereichs 51.
Es versteht sich, dass die Axialkraft der Kopfhülse 77 auf die Dichtung 72 den
Fluidfiltermediumpacken 36 sicher gegen die Enden 80 der
Rippen 79 hält,
wodurch eine axiale Hin- und Zurückbewegung
des Fluidfiltermediumpackens 36 verhindert wird. In der
Tat wirkt die Dichtung nicht nur als eine Auslassdichtung zwischen
dem Fluidfilter und dem Kopf, sondern die Dichtung wirkt auch als
Feder, um den Mediumpacken vorzuspannen. Die Abdichtung zwischen
dem Fluidfilter und dem Kopf für
das eintretende Fluid wird durch den O-Ring 87 erzielt,
der in der ringförmigen
Nut 88 angeordnet ist, siehe 8. Eine
auf ähnliche
Weise angeordnete Nut 27 ist als Teil der Hülse 22 enthalten und
hat eine nahezu identische positionsmäßige Beziehung relativ zu dem
Kopf.
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Obgleich
die Erfindung in den Zeichnungen und der voranstehenden Beschreibung
im Detail dargestellt und beschrieben worden ist, ist dies als darstellend
und nicht von einschränkendem
Charakter zu verstehen; es versteht sich, dass nur die bevorzugte
Ausführungsform
dargestellt und beschrieben worden ist und dass sämtliche Änderungen
und Abwandlungen, die unter den Geist der Erfindung fallen, geschützt sein
sollen.
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Zusammenfassung
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Ein
Fluidfilter, der zum Gewindeeingriff mit einem Fluidabgabekopf zur
Filtration eines eintretenden Fluids aufgebaut und angeordnet ist,
umfasst einen geformten Kunststoffmantel, der eine mit einer Halterippe
ausgebildete Seitenwand, ein geschlossenes Ende und ein von einer
Reihe außenliegender Gewindegänge umgebenes
offenes Ende aufweist, einen in den Fluidfiltermantel montierten
Fluidfiltermediumpacken, wobei der Mediumpacken ein Filtermedium
und eine mit dem oberen Ende des Filtermediums verbundene obere
Endplatte umfasst, und wobei die obere Endplatte eine Umfangslippe
umfasst, die aufgebaut und angeordnet ist, um axial hinter der Halterippe
einzuschnappen. Durch den Gewindeeingriff zwischen dem Fluidfiltermantel
und dem Fluidabgabekopf erübrigt
sich eine Gewindeplatte.