DE112008001318T5

DE112008001318T5 - Filteranordnung mit Ventil und Filter mit Vorsprung zum Eingreifen in das Ventil

Info

Publication number: DE112008001318T5
Application number: DE112008001318T
Authority: DE
Inventors: Charles W. Sparta Hawkins; Zemin Cookeville Jiang; Yiming Cookeville Jiang; Barry M. Stoughton Verdegan
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2007-05-15
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2010-05-12
Also published as: CN101743047B; CN103706153B; CN101743047A; BRPI0810307A2; CN103706153A; WO2008143930A1

Abstract

Vorrichtung aufweisend:
– einen Filterkopf mit einem Einlasskanal für ein Fluid und einen Auslasskanal,
– ein Ventil mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das Ventil mit dem Filterkopf so verbunden ist, dass sich wenigstens ein Teil des ersten Endes in dem Einlasskanal des Filterkopfes befindet, und wobei das Ventil einen ersten Modus hat, bei dem das Fluid im Wesentlichen in dem Ventil zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Ventils strömt, und einen zweiten Modus hat, bei dem das Fluid nicht im Wesentlichen in dem Ventil zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Ventils strömt,
– einen Behälter mit einer Wandung, die sich im Wesentlichen entlang einer Achse zwischen einem Kopfende und einem Fußende erstreckt, wobei eine Innenfläche der Wandung einen Innenhohlraum definiert, der an dem Kopfende offen ist, und wobei der Innenhohlraum mit dem Einlasskanal des Filterkopfes durch das...

Description

Bezugnahme auf andere Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf eine Anmeldung mit dem Titel „Filter With Protruding Member For Engaging Valve In Head”, die am 15. Mai 2007 angemeldet wurde und das US-Aktenzeichen 11/803,568 hat, sowie auf eine Anmeldung mit dem Titel „Filter Assembly with Valve Requiring Compliant Filter For Open Flow Path”, die am 15. Mai 2007 angemeldet wurde und das US-Aktenzeichen 11./803,588 hat.
Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Kombination aus einem Ventil und einer Filtereinheit, die z. B. bei Verbrennungsmotoren, wie z. B. diesel- oder benzinbetriebene Motoren, Anwendung finden. Derartige Filtereinheiten sind von Bedeutung, da verschiedene Fluide, einschließlich Brennstoffe, die in Fahrzeugmotoren zum Einsatz kommen, anfällig sind auf Kontaminierung durch Wasser, Sand, Schmutz und andere partikelförmige Materialien.
Die Originalhersteller von Verbrennungsmotoren, z. B. von Dieselmotoren, verkaufen diese Motoren mit Filterkomponenten, die optimal für die Verwendung mit solchen Motoren ausgelegt sind. Auf dem Nachrüstmarkt werden Austausch-Filterkomponenten geringerer und/oder minderwertiger Qualität möglicherweise versehentlich oder sogar bewusst eingesetzt.
Folglich besteht ein Bedarf an einer besonderen und neuartigen Vorrichtung aus einem Ventil und einem Filter gemäß der vorliegenden Erfindung.
Zusammenfassung
Bei einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Die Vorrichtung weist einen Filterkopf mit einem Einlasskanal für ein Fluid und einem Auslasskanal auf. Die Vorrichtung hat weiterhin ein Ventil mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende. Das Ventil ist an den Filterkopf so angeschlossen, dass sich wenigstens ein Teil des ersten Endes in dem Einlasskanal des Filterkopfes befindet. Das Ventil hat einen ersten Modus, bei dem das Fluid im Wesentlichen in dem Ventil zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Ventils strömt. Das Ventil hat einen zweiten Modus, bei dem das Fluid nicht im Wesentlichen in dem Ventil zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Ventils strömt. Die Vorrichtung umfasst darüber hinaus einen Behälter mit einer Wandung, die sich im Wesentlichen entlang einer Achse zwischen einem Kopfende und einem Fußende erstreckt. Eine Innenfläche der Wandung definiert einen Innenhohlraum, der am Kopfende offen ist. Der Innenhohlraum steht mit dem Einlasskanal des Filterkopfes durch das Ventil im ersten Modus in Fluidverbindung. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Filterpatrone auf, die im Wesentlichen in dem Innenhohlraum des Behälters angeordnet ist. Die Filterpatrone hat eine Endplatte, die an dem Kopfende des Behälters angeordnet ist. Die Endplatte hat ein oberes Ende, welches Mittel zum Eingreifen in einen Abschnitt des Ventils umfasst, um das Ventil von dem zweiten Modus in den ersten Modus zu wechseln, wenn wenigstens die Filterpatrone oder der Behälter an dem Filterkopf angeschlossen wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Ventil eine Halterung mit einem Schnappring. Der Schnappring greift in eine entsprechende Ausnehmung in dem Einlasskanal des Filterkopfes ein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung weiterhin eine Feder auf, die außen an wenigstens einem Abschnitt des Ventils angeordnet ist. Wenigstens ein Teil der Feder wird in wenigstens einem Abschnitt des Einlasskanals zwischen einem ersten Absatz und einem zweiten Absatz gehalten. Der erste Absatz wird von einem Abschnitt des Einlasskanals des Filterkopfes gebildet. Der zweite Absatz wird von einem Abschnitt des Ventils gebildet. Die Feder befindet sich in einem ersten komprimierten Zustand, wenn sich das Ventil im ersten Modus befindet. Die Feder befindet sich in einem zweiten Zustand, wenn sich das Ventil im zweiten Modus befindet. Der zweite Zustand ist weniger komprimiert als der erste Zustand.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Ventil um ein Strömungsregulierungsventil. Bei dem zweiten Modus wird das Strömungsregulierungsventil durch die Feder angehoben, so dass Kraftstoff am Regulierungsventil vorbeifließen kann. Im ersten Modus verschieben die Eingreifmittel einen Abschnitt des Regelungsventils, das bezüglich der Halterung beweglich ist, und komprimieren die Feder. Als eine Folge davon greift ein äußerer O-Ring, der einen Abschnitt des Ventils umgibt, leckdicht in einen Abschnitt des Einlasskanals des Filterkopfes ein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Ventil um ein Strömungsunterbrechungsventil. In dem ersten Modus stellt das Ventil eine Fluidverbindung zwischen dem Einlasskanal des Kopfes und der Filterpatrone her, und in dem zweiten Modus sperrt das Ventil das Fluid vom Einlasskanal des Filterkopfes.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Ventil eine Wandung, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende erstreckt. Die Wandung bildet einen ersten Durchgangskanal und einen zweiten Durchgangskanal in dem Ventil. Zwischen dem ersten Durchgangskanal und dem zweiten Durchgangskanal befindet sich eine interne Fluid-Sperrbarriere. Die Wandung des Ventils weist wenigstens eine Öffnung zwischen dem ersten Ende und der internen Barriere auf. Die Wandung des Ventils weist darüber hinaus wenigstens eine Durchtrittsöffnung zwischen dem zweiten Ende und der internen Barriere auf.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Ventil einen äußeren O-Ring zwischen der wenigstens einen Öffnung und dem wenigstens eine Durchtrittsöffnung. Die Halterung greift leckdicht in den O-Ring ein, wenn sich das Ventil in dem zweiten Modus befindet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Filterkopf eine abgewinkelte Einführfläche benachbart zur Ausnehmung. Der Filterkopf weist wenigstens zwei Zugangsöffnungen benachbart zur Ausnehmung für den Schnappring auf.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Filterkopf wenigstens einen Abstandsbolzen, der im Wesentlichen benachbart zu dem Einlasskanal vorgesehen ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Mittel zum Eingreifen einen axialen Vorsprung auf, der sich in Richtung auf den Filterkopf im Wesentlichen um einen Umfangsabschnitt des oberen Endes in einem ersten Radius, der wenigstens einen Abschnitt des zweiten Endes des Ventils überschneidet, erstreckt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel zum Eingreifen einen zweiten axialen Vorsprung, der sich in Richtung auf den Filterkopf im Wesentlichen um einen Umfangsabschnitt des oberen Endes in einem zweiten Radius erstreckt, der ebenfalls wenigstens einen Abschnitt des zweiten Endes des Ventils überschneidet. Der erste Radius ist kleiner als der zweite Radius.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Filterpatrone ein im Wesentlichen ringförmiges Filtermedium, das eine zentrale Säule umgibt, die mit einem Auslass für die Filterpatrone in Fluidverbindung steht. Die Säule weist mehrere Öffnungen auf. Die Filterpatrone hat einen Auslass, der mit einem Einlass der Filterpatrone durch die mehreren Öffnungen und anschließend über das Filtermedium in Fluidverbindung steht.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Ventil um ein Strömungsunterbrechungsventil. Im ersten Modus stellt das Ventil zwischen dem Einlasskanal des Kopfes und der Filterpatrone eine Fluidverbindung her. Im zweiten Modus unterbricht das Ventil die Fluidverbindung zwischen dem Einlasskanal des Filterkopfes und der Filterpatrone. Das Ventil weist einen Halteabschnitt mit einem Schnappring auf. Der Schnappring greift in eine entsprechende Ausnehmung in dem Einlasskanal des Filterkopfes ein. Die Vorrichtung weist darüber hinaus eine Feder auf, die außen an wenigsten einem Abschnitt des Ventils angeordnet ist. Wenigstens ein Teil der Feder wird in wenigstens einem Abschnitt des Einlasskanals zwischen einem ersten Absatz und einem zweiten Absatz gehalten. Der erste Absatz wird von einem Abschnitt des Einlasskanals des Filterkopfes gebildet und der zweite Absatz wird von einem Abschnitt des Ventils gebildet. Die Feder befindet sich in einem ersten komprimierten Zustand, wenn sich das Ventil im ersten Modus befindet, und die Feder befindet sich in einem zweiten Zustand, wenn sich das Ventil in dem zweiten Modus befindet. Der zweite Zustand ist weniger komprimiert als der erste Zustand.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Filterkopf eine schräge Einführfläche benachbart zur Ausnehmung. Der Filterkopf weist darüber hinaus wenigstens zwei Zugangsöffnungen benachbart zur Ausnehmung für den Schnappring auf. Der Filterkopf umfasst wenigs tens zwei Abstandsbolzen, die im Wesentlichen benachbart zum Einlasskanal vorgesehen sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Mittel zum Eingreifen in einen Abschnitt des Ventils an dem oberen Ende der Filterpatrone radial angeordnet, um das Ventil von dem zweiten Modus in den ersten Modus, ohne eine größere Beeinträchtigung durch die mehreren Abstandsbolzen, die von dem Filterkopf vorstehen, zu verschieben. Die mehreren Bolzen sind im Wesentlichen benachbart zu dem Einlasskanal angeordnet.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Kraftstoff-Filtriervorrichtung für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Die Kraftstoff-Filtriervorrichtung weist ein Unterbrechungsventil auf, das einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand hat. In dem ersten Zustand kann Kraftstoff im Wesentlichen durch das Ventil strömen. In dem zweiten Zustand wird der Kraftstoff daran gehindert, durch das Ventil zu strömen. Das Unterbrechungsventil stellt zwischen einer Kraftstoff-Einlassbohrung eines Filterkopfes und einer Filterpatrone in dem ersten Zustand eine Fluidverbindung her. Die Vorrichtung weist darüber hinaus eine Feder auf, die zwischen einem ersten Absatz und einem zweiten Absatz gehalten wird. Der erste Absatz wird von einem ersten Abschnitt des Unterbrechungsventils gebildet. Der zweite Absatz wird von einem Abschnitt der Kraftstoff-Einlassbohrung des Filterkopfes gebildet. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Filterpatrone auf, die ein oberes Ende mit einem Vorsprung hat, der in ein unteres Ende des Unterbrechungsventils eingreift und die Feder zusammendrückt, um das Ventil von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand zu verschieben, wenn die Filterpatrone an dem Filterkopf angeschlossen wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Unterbrechungsventil eine Halterung mit einem Schnappring. Der Schnappring greift in eine entsprechende Ausnehmung in der Kraftstoff-Einlassbohrung des Filterkopfes ein. Der Filterkopf umfasst eine schräge Einführfläche benachbart zur Ausnehmung. Der Filterkopf umfasst wenigstens einen Abstandsbolzen, der sich im Wesentlichen benachbart zur Kraftstoff-Einlassbohrung befindet. Der Filterkopf weist zudem wenigstens zwei Zugangsöffnungen benachbart zur Ausnehmung für den Schnappring auf.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Unterbrechungsventil eine Wandung, die sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt. Die Wandung weist einen ersten Durchgangskanal und einen zweiten Durchgangskanal in dem Ventil auf. Zwischen dem ersten Durchgangskanal und dem zweiten Durchgangskanal befindet sich eine interne Fluid-Sperrbarriere. Die Wandung des Ventils weist wenigstens eine Öffnung zwischen dem ersten Ende und der internen Barriere auf. Die Wandung des Ventils weist weiterhin wenigstens eine Durchtrittsöffnung zwischen dem zweiten Ende und der internen Barriere auf. Das Ventil umfasst einen äußeren O-Ring zwischen der wenigstens einen Öffnung und dem wenigstens eine Durchtrittsöffnung. Die Halterung greift leckdicht in den externen O-Ring ein, wenn sich das Ventil im zweiten Modus befindet.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Kraftstoff-Filtriervorrichtung für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Die Vorrichtung weist ein Unterbrechungsventil in einer Strömungsbahn von einer Einlassöffnung des Filterkopfes zu einem Spin-on-Filter. Das Unterbrechungsventil hat einen offenen Zustand. In dem offenen Zustand drückt ein vorstehendes Element des Filters ein unteres Ende des Ventils nach unten und öffnet die Strömungsbahn, wenn das Spin-on-Filter an dem Filterkopf angeschlossen ist. Das Unterbrechungsventil hat zudem einen geschlossenen Zustand, bei dem die Strömungsbahn bei einem Fehlen des vorstehenden Elements des Spin-on-Filters geschlossen ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Unterbrechungsventil bei einem Fehlen des vorstehenden Elementes des Spin-on-Filters von einer Feder, die zwischen einem ersten Absatz und einem zwei ten Absatz gehalten wird, in den zweiten Zustand gewechselt. Der erste Absatz wird von einem ersten Abschnitt des Unterbrechungsventils gebildet. Der zweite Absatz wird von einem Abschnitt der Kraftstoff-Einlassöffnung des Filterkopfes gebildet.
Bein einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Ventil um ein Sicherheitsventil. Das Sicherheitsventil wird bei einem Fehlen des vorstehenden Elementes des Spin-on-Filters durch die Strömungskraft des in der Einlassöffnung befindlichen Kraftstoffs in den zweiten Zustand gewechselt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das vorstehende Element im Wesentlichen ringförmig gebildet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Filterkopf wenigstens einen Abstandsbolzen, der sich im Wesentlichen benachbart zur Einlassöffnung des Filterkopfes befindet.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Filter zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Die Filtrieranordnung umfasst einen Kopf mit einem Auslass und einem Einlass und ein Ventil mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei wenigstens ein Abschnitt des Ventils in dem Einlass des Kopfes angeordnet ist. Das Ventil hat einen ersten Modus, bei dem ein Fluid im Wesentlichen durch das Innere des Ventils von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende strömt, und einen zweiten Modus, bei dem das Fluid nicht im Wesentlichen durch das Innere des Ventils von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende strömt. Das Filter weist einen Behälter auf, der an einem ersten Ende offen ist, wobei der Behälter eine Wandung hat, die einen Innenhohlraum definiert. Das Filter weist weiterhin eine Endplatte mit einem oberen Ende und einem unteren Ende auf. Die Endplatte hat einen Einlass und einen Auslass, die sich beide zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende erstrecken. Die Endplatte ist mit dem ersten Ende des Behälters verbunden. Der Endplatten-Einlass steht mit dem Endplatten-Auslass über ein Filtriermedium, das in dem Innenhohlraum angeordnet ist, in Fluidverbindung. Das obere Ende der Endplatte umfasst eine erste, nach außen vorstehende Rippe, die sich im Wesentlichen um einen Umfangsabschnitt des oberen Endes der Endplatte erstreckt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Filter ein im Wesentlichen ringförmiges Filtermedium, das eine zentrale Säule umgibt, die mit dem Auslass für das Filter in Fluidverbindung steht. Die Säule umfasst mehrere Öffnungen, wobei der Auslass des Filters mit dem Einlass des Filters über die mehreren Öffnungen und anschließend über das Filtermedium in Fluidverbindung steht.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Filter weiterhin eine zweite vorstehende Rippe auf, die sich im Wesentlichen um einen Umfangsabschnitt des oberen Endes der Endplatte erstreckt, wobei sich die erste Rippe in einem ersten Radius befindet und die zweite Rippe in einem zweiten Radius befindet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Filter durch ein Gewinde mit dem Kopf verbunden. Die vorstehenden Rippen greifen in ein unteres Ende des Ventils ein, um das Ventil von dem zweiten Modus in den ersten Modus zu wechseln, wenn das Filter an dem Kopf angeschlossen wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Kopf wenigstens einen Abstandshalter. Der erste Radius und der zweite Radius überschneiden sich nicht mit dem Abstandshalter des Kopfes.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Filter durch ein Gewinde mit dem Kopf verbunden. Die vorstehende Rippe greift in einen unteren Abschnitt des Ventils ein, um das Ventil von dem zweiten Mo dus in den ersten Modus zu wechseln, wenn das Filter mit dem Kopf verbunden wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die erste nach außen vorstehende Rippe im Wesentlichen um einen Umfangsabschnitt des oberen Endes der Endplatte in einem ersten Radius. Der Kopf umfasst wenigstens einen Abstandsbolzen. Der erste Radius überschneidet sich nicht mit dem Abstandsbolzen des Kopfes.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Filtriervorrichtung für die Verwendung in einem Verbrennungsmotor vorgesehen. Die Filtriervorrichtung hat eine Außenwandung auf, die sich von einem offenen Kopfende zu einem Fußende erstreckt. Die Wandung definiert einen Innenhohlraum. Das Kopfende umfasst eine Endplatte mit wenigstens einem Einlass und einem Auslass. Ein Filtriermedium ist in dem Innenhohlraum angeordnet. Das Filtriermedium stellt zwischen dem wenigstens einen Einlass und dem Auslass eine Fluidverbindung her. Die Endplatte umfasst weiterhin eine erste Vielzahl von nach außen vorstehenden bogenförmigen Elementen, wobei die erste Vielzahl von bogenförmigen Elementen im Wesentlichen einen Umfangsabschnitt des Kopfendes in einem ersten Radius umspannt. Die Endplatte umfasst weiterhin eine zweite Vielzahl von nach außen vorstehenden bogenförmigen Elementen, wobei die zweite Vielzahl von bogenförmigen Elementen im Wesentlichen einen Umfangsabschnitt des Kopfendes in einem zweiten Radius, der größer ist als der erste Radius, umspannt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung weiterhin einen Kopf auf, der im Wesentlichen benachbart zu dem Kopfende des Filters angeordnet ist. Der Kopf weist einen Auslass und einen Einlass und ein Ventil mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf, wobei wenigstens ein Abschnitt des Ventils in dem Einlass des Kopfes angeordnet ist. Das Ventil hat einen ersten Modus, bei dem ein Fluid im Wesentlichen durch dass Innere des Ventils von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende strömt, und einen zweiten Modus, bei dem das Fluid nicht im Wesentlichen durch das Innere des Ventils von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende strömt. Zwischen dem Filter und dem Kopf ist eine Spin-on-Verbindung vorgesehen. Wenigstens eines der ersten und zweiten Vielzahl von bogenförmigen Elementen drückt das zweite Ende des Ventils nach unten, um das Ventil von dem zweiten Modus in den ersten Modus zu wechseln.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung greift wenigstens ein bogenförmiges Element der ersten Vielzahl von bogenförmigen Elementen und wenigstens ein bogenförmiges Element der zweiten Vielzahl von bogenförmigen Elementen in das zweite Ende des Ventils ein, um das Ventil von dem zweiten Modus in den ersten Modus zu wechseln.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Auslass des Filters zentral angeordnet. Bei dem Filtriermedium handelt es sich um ein im Wesentlichen ringförmiges Medium, das eine zentrale Säule umgibt, wobei in der Säule mehrere Öffnungen gebildet sind, wobei das Filter eine Strömungsbahn von dem Filtereinlass zu dem Filterauslass hat, die durch das Filtriermedium und die mehreren Öffnungen in der zentralen Säule verläuft.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Kopf weiterhin eine Feder, die in dem Einlass zwischen einem ersten Absatz, der in dem Einlass gebildet ist, und einem zweiten Absatz, der von einem in dem Einlass angeordneten Abschnitt des Ventils gebildet wird, gehalten wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Abschnitt des Kopfes im Wesentlichen benachbart zum Einlass wenigstens einen Abstandsbolzen, wobei sich weder der erste Radius noch der zweite Radius mit dem Abstandsbolzen überschneidet.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Spin-on-Filter zum Eingreifen in den Kopf eines Ventils vorgehen, um es von dem gesperrten Zustand in den offenen Zustand zu wechseln. Das Spin-on-Filter weist eine Wandung auf, die sich von einem Kopfende zu einem unteren Ende erstreckt, wobei die Wandung einen Innenhohlraum definiert. Das Kopfende umfasst wenigstens einen Einlass und einen Auslass. Ein Filtriermedium ist in dem Innenhohlraum angeordnet, wobei das Filtriermedium eine Fluidverbindung zwischen dem wenigstens einen Einlass und dem Auslass herstellt. Das Kopfende umfasst ein nach außen vorstehendes Element, das sich über einer oberen Fläche einer Dichtung an dem Kopfende erstreckt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem nach außen vorstehenden Element um eines einer Vielzahl von nach außen vorstehenden Elementen.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei jedem vorstehenden Element um einen Finger, wobei die Vielzahl von Fingern im Wesentlichen einen Umfangsabschnitt des Kopfendes umspannt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Filter aus einem Verbundmaterial.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht das Filter aus Metall.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem vorstehenden Element um einen Ring, der sich durchgehend um einen Umfangsabschnitt des Kopfendes erstreckt.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Ring mehrere Öffnungen auf.
Selbstverständlich sind viele, wenn nicht alle, der zuvor beschriebenen Verbesserungen in den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch auf andere hierin beschriebene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung übertragbar.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform für ein Kraftstoff-Unterbrechungsventil im Durchlasszustand;
2 ist eine Seitenansicht der Ausführungsform eines Kraftstoff-Unterbrechungsventils im Sperrzustand;
3 ist eine Ansicht im Schnitt des Kraftstoff-Unterbrechungsventils in 1;
4 ist eine Ansicht im Schnitt des Kraftstoff-Unterbrechungsventils in 2;
5 ist eine Seitenansicht im Schnitt einer Ausführungsform eines installierten Kraftstoff-Regulierungsventils beim Fehlen eines passenden Filters;
6 ist eine Seitenansicht im Schnitt des installierten Kraftstoff-Regulierungsventils in 5 mit einem passenden Filter;
7 ist eine perspektivische Ansicht von unten einer Ausführungsform eines in dem Filterkopf installierten Ventils;
8 ist eine vergrößerte Seitenansicht im Schnitt eines Abschnitts in 7;
9 ist eine Seitenansicht im Schnitt eines Ventils der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem passenden Filter, das im Filterkopf installiert ist;
10 ist eine perspektivische Ansicht von unten eines Filterkopfes einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11 ist eine perspektivische Ansicht von oben eines Kopfendes einer Ausführungsform des Filters der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine Ansicht von unten, die weiterhin Details bezüglich der Schnittstelle zwischen dem Filterkopf in 10 und der Endplatte in 11 zeigt;
13 ist eine veranschaulichende Seitenansicht eines Sicherheitsventils der vorliegenden Erfindung beim Fehlen eines passenden Filters mit geschlossener Strömungsbahn;
14 ist eine veranschaulichende Seitenansicht eines Sicherheitsventils der vorliegenden Erfindung beim Vorhandensein eines passenden Filters mit geöffneter Strömungsbahn;
15 ist eine Seitenansicht im Schnitt eines Sicherheitsventils der vorliegenden Erfindung beim Fehlen eines im Filterkopf eingebauten passenden Filters;
16 ist eine Seitenansicht im Schnitt eines Sicherheitsventils der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem passenden Filter, welches im Filterkopf installiert ist;
17 ist eine perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Sicherheitsventils der vorliegenden Erfindung;
18 ist eine Ansicht von unten einer Ausführungsform eines Filterkopfes der vorliegenden Erfindung für die Verwendung mit dem Sicherheitsventil in 17;
19 ist eine Ansicht von oben einer Ausführungsform eines Spin-on-Filters mit einem Vorsprung am Kopfende; und
20 ist eine Seitenansicht im Schnitt eines Sicherheitsventils der vorliegenden Erfindung zusammen mit einem passenden Filter, welches im Filterkopf installiert ist.
Beschreibung der dargestellten Ausführungsformen
Die Prinzipien der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung der zeichnerisch dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Selbstverständlich wird der Schutzbereich der Erfindung hierdurch nicht eingeengt, wobei Änderungen und weitere Modifizierungen der dargestellten Vorrichtung sowie weitere Anwendungen der Prinzipien der dargestellten Erfindung im Lichte des allgemeinen Fachwissens des Fachmanns auf diesem Gebiet auszulegen sind.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft allgemein ein Ventil, das in dem Kopf installiert ist und verhindert, dass Kraftstoff zum Motor strömt, es sei denn, das passende Filter ist installiert. Ist nicht das passende Filter eingesetzt, wird das Ventil in einer normalerweise geschlossenen Stellung, z. B. mittels einer Feder, die den Kraftstoffkanal verschließt, gehalten. Wenn das passende Filter montiert wird, greift dieses in einen Abschnitt des Ventils ein, der die Feder zusammendrückt und somit den Kraftstoffkanal öffnet, um eine normale Kraftstoffströmung zu ermöglichen. Wird ein Filter verwendet, das diese Merkmale nicht hat, kann dieses Filter das Ventil nicht nach unten drücken, so dass kein Kraftstoff zum Motor strömen kann.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft allgemein ein Ventil, das in den Kopf eingebaut ist und das eine Kraftstoffströmungsdruckregulierung zum Motor ermöglicht, wenn das passende Filter verwendet wird. Ist nicht das passende Filter eingesetzt, wird das Ventil in einer normalerweise offenen Stellung gehalten, z. B. mittels einer Feder, die das Ventil anhebt und somit ermöglicht, dass der Kraftstoff am Regulierungsventil vorbeifließt. Wenn das passende Filter installiert wird, greift dieses in einen Abschnitt des Ventils ein, der die Feder zusammengedrückt und somit den Kraftstoffkanal schließt und die Strömung durch das Regulierungsventil leitet. Wird ein Filter verwendet, welches diese Merkmale nicht besitzt, so kann dieses Filter das Ventil nicht nach unten drücken, so dass eine Regulierung des Kraftstoffdrucks nicht möglich.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft allgemein ein Spin-on-Filter (einschließlich, jedoch nicht ausschließlich ein Spin-on-Filter aus Metall, ein Spin-on-Filter aus Verbundmaterial oder ein Spin-on-Filter, das aus anderen Materialien hergestellt ist), ein Strömungs-Absperrventil (einschließlich, jedoch nicht ausschließlich ein Sicherheitsventil oder ein federbelastetes Ventil) und einen Filterkopf. Das Spin-on-Filter weist einen Vorsprung auf, der sich über der oberen Fläche einer Dichtung erstreckt und dazu dient, die Flüssigkeitsströmungsbahn des Ventils in dem Filterkopf zu öffnen. Wenn ein passendes Filter mit dem Vorsprung an dem Filterkopf montiert wird, wird das Ventil nach oben geschoben, so dass die Strömungsbahn geöffnet wird. Wenn ein nicht passendes Filter an dem Filterkopf montiert wird, bleibt die Strömungsbahn (abhängig von dem verwendeten Ventil entweder durch die Strömungskraft oder durch eine Feder) geschlossen.
Der Ausdruck „passendes Filter” („compliant filter”) wird hierin mehrmals verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass sich der Begriff des „passenden Filters” nicht auf die Elastizität der Vorrichtung bezieht. Vielmehr handelt es sich bei einem „passenden Filter” um ein Filter mit einem oder mehreren Merkmalen, wie z. B. ein Mittel zum Eingreifen, das, wenn es im Filterkopf eingebaut ist, für eine offene Strömungsbahn im Wesentlichen durch ein Ventil in dem Kopf sorgt. D. h. ein nicht passendes Filter bewirkt einen Sperrzustand, bei dem keine Strömung im Wesentlichen durch ein Ventil in dem Kopf vorhanden ist. Oder anders ausgedrückt, bei einem Fehlen eines passenden Filters strömt kein Fluid (wie etwa Kraftstoff) im Wesentlichen durch ein Ventil in dem Kopf.
In den 1 bis 4 sind verschiedene Aspekte einer Ausführungsform eines Ventils der vorliegenden Erfindung gezeigt. Bei dem in den 1 bis 4 gezeigten Ventil handelt es sich um ein Strömungsunterbrechungsventil für die Verwendung in einer Filtriervorrichtung eines Verbrennungsmotors. Das Strömungsunterbrechungsventil 100 erstreckt sich zwischen einem ersten Ende 120 und einem zweiten Ende 130. Das erste Ende 120 wird mitunter auch als oberes Ende 120 bezeichnet, und das zweite Ende 130 wird mitunter auch als unteres Ende 130 bezeichnet. Die 1 und 3 zeigen das Strömungsunterbrechungsventil 100 im Durchlasszustand oder ersten Modus. Die 2 und 4 zeigen das Strömungsunterbrechungsventil 100 im Sperrzustand oder zweiten Modus. In dem Durchlasszustand kann, wie durch die Strömungspfeile 105, 106, 107, 108 und 109 dargestellt, ein Fluid am oberen Ende 120 des Ventils 100 eintreten und im Wesentlichen im Inneren des Ventils 100 strömen, bevor es am zweiten Ende 130 austritt, wie durch den Strömungspfeil 109 angegeben. Das Strömungsunterbrechungsventil 100 wird vorzugsweise zusammen mit der Feder 110 verwendet, die in der Filtriervorrichtung zwischen einem ersten Absatz, der in einem Einlass des (in den 1 bis 4 nicht gezeigten) Filterkopfes gebildet ist, und einem zweiten Absatz 140, der von einem Abschnitt des Strömungsunterbrechungsventils 100 gebildet wird, gehalten wird.
Zwischen dem ersten Ende 120 und dem zweiten Ende 130 weist das Ventil 100 eine Außenfläche 103 und eine Innenfläche 104 auf. Die Innenfläche 104 definiert einen ersten Durchgangskanal zwischen dem ersten Ende 120 und der oberen Fläche 124 der internen Fluid-Sperrbarriere 125. Die Innenwandung 104 definiert einen zweiten Durchgangskanal zwischen der unteren Fläche 126 der Fluid-Sperrbarriere 125 und dem zweiten Ende 130. Das Ventil 100 umfasst mehrere erste Öffnungen 145, die zwischen der Außenfläche 103 und der Innenfläche 104 gebildet sind. In ähnlicher Weise umfasst das Ventil 100 eine zweite Vielzahl von Durchtrittsöffnungen zwischen der Außenwand 103 und der Innenwand 104. Die erste Vielzahl von Öffnungen 145 ist zwischen dem ersten Ende 120 und der internen Sperrbarriere 125 angeordnet. Die zweite Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 155 ist zwischen der internen Sperrbarriere 125 und dem zweiten Ende 130 angeordnet. Das Ventil 100 umfasst vorzugsweise auch einen äußeren O-Ring 150, der zwischen der ersten Vielzahl von Öffnungen 145 und der zweiten Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 155 angeordnet ist. Wie im Folgenden näher beschrieben, fungiert der äußere O-Ring als ein Teil eines Strömungsbahn-Schließmechanismus, wenn sich das Ventil im zweiten Modus (der im Folgenden als Sperrzustand bezeichnet wird) befindet.
Das zweite Ende 130 des Ventils 100 umfasst einen ringförmigen Abschnitt 132 und einen Absatz 134. Im ersten Betriebsmodus ermöglicht das Ventil 100, dass das Fluid von dem ersten Ende 120 zum zweiten Ende 130 strömt, wie durch die Strömungspfeile 105–109 angegeben. Das Fluid tritt am ersten Ende 120 (Pfeil 105) ein und durchläuft den ersten Durchgangskanal, der von der Innenfläche 104 zwischen dem ersten Ende 120 und der internen Sperrbarriere 125 gebildet wird. Die Strömung tritt dann durch die erste Vielzahl von Öffnungen 145 aus (wie durch den Pfeil 106 angegeben). Im ersten Betriebsmodus, d. h. wenn die Strömungsbahn offen ist (der im Folgenden auch als Durchlasszustand bezeichnet wird), befindet sich die untere Fläche 194 des Halteabschnitts 190 des Ventils im Wesentlichen benachbart zum Absatz 134 des unteren Endes 130. Wenn der Halteabschnitt 190 so angeordnet ist, fließt die Strömung, die durch die erste Vielzahl von Öffnungen 145 austritt (wie durch die Pfeile 107 und 108 angegeben), zurück in das Innere des Ventils 100 durch die zweite Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 155. Das Fluid strömt dann von der unteren Fläche 126 der internen Sperrbarriere 125 durch den zweiten Durchgangskanal, der von der Innenfläche 104 des Ventils 100 gebildet wird, und tritt am zweiten Ende 130 aus (wie durch den Pfeil 109 angegeben). Folglich strömt das Fluid im ersten Modus im Wesentlichen in dem Ventil 100 zwischen dem ersten Ende 120 und dem zweiten Ende 130.
Bei einer Ausführungsform kann das Ventil 100 eine Aufpralleigenschaft besitzen. Wie zuvor angegeben, fließt im Durchlasszustand die Strömung einen zentralen Kanal des Ventils 100 hinunter, verlässt den zentralen Kanal durch die Öffnung 145, tritt wieder in den zentralen Kanal durch die Durchtrittsöffnungen 155 ein, und setzt sich in dem zentralen Kanal nach unten fort, bis sie das Ventil 100 verlässt. Um die Aufpralleigenschaft zu schaffen, kann die Strömung beschleunigt werden, wenn sie den zentralen Kanal verlässt. Die beschleunigte Strömung kann auf eine Fläche auftreffen, wie z. B. eine Gehäusewand oder eine Fläche, die ein Aufprallen begünstigt, nach dem Austreten aus den Öffnungen 145. Durch das Aufprallen können Partikel, wie z. B. Festkörper oder Tröpfchen, aus der Strömung entfernt werden. Es gibt eine Reihe von Techniken, die eine für das Aufprallen erforderliche Beschleunigen der Strömung bewirken, wie z. B. das Vergrößern oder Verkleinern der Größe der Öffnungen 145 und/oder 155 oder die Hinzufügung einer Scheibe oder anderer Konstruktionen über dem O-Ring 150 oder durch andere Techniken, die eine Beschleunigung der Strömung bewirken. Bei einer Ausführungsform, welche die Aufpralleigenschaft nutzt, handelt es sich um einen Kurbelgehäuseentlüftungs-Aufprallkörper. Die Aufpralleigenschaft kann auch bei anderen Ausführungsformen vorgesehen sein.
Wie zuvor angegeben, zeigen die 2 und 4 ein Strömungsunterbrechungsventil 100 im zweiten Modus oder Zustand, bei dem ein Fluid, das am ersten Ende 120 eintritt, nicht im Wesentlichen im Inneren des Ventils 100 strömt, um durch das zweite Ende oder das untere Ende 130 auszutreten. Vielmehr befindet sich im zweiten Modus oder Zustand der Halteabschnitt 190 (der sich relativ zur Außenfläche 103 des Ventils 100 verschieben kann) benachbart zum äußeren O-Ring 150. Folglich wird verhindert, dass die Strömung, die an der ersten Vielzahl von Öffnungen 145 austritt, die zweite Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 155 über eine Verbindung (in Form einer oberen Fläche 192 der Halterung 190 und des O-Rings 150) erreicht. Im zweiten Modus oder Zustand ist die untere Fläche 194 des Halteabschnitts 190 des Ventils 100 von dem Absatz 134 an dem unteren Ende 130 des Ventils 100 beabstandet. Der Halteabschnitt 190 des Ventils 100 ist in dem Kopf befestigt, wobei sich der verbleibende Teil des Ventils relativ zur Halterung 190 bewegt. Insbesondere umfasst, wie in den 1–4 gezeigt, der Halteabschnitt 190 eine Außenumfangsfläche 196, die eine Nut oder Ausnehmung 198 aufweist. In der Ausnehmung 198 ist ein Schnappring 195 angeordnet, der so dimensioniert und so gebildet ist, dass er in eine entsprechende Ausnehmung in dem Kopf einrastet.
In den 5 und 6 ist eine Ausführungsform eines montierten Ventils beim Fehlen eines passenden Filters (5) und beim Vorhandensein eines passenden Filters (6) dargestellt. Bei dem Ventil 200 handelt es sich um ein Kraftstoff-Regulierungsventil. Das Kraftstoff-Regulierungsventil 200 erstreckt sich zwischen dem ersten Ende 220 und dem zweiten Ende oder unteren Ende 230. Das Ventil 200 ist wenigstens teilweise in dem (nicht vollständig dargestellten) Einlasskanal eines Filterkopfes mit einem ersten Kanalabschnitt 302 und einem zweiten Kanalabschnitt 303 angeordnet. Die unterschiedlichen Durchmesser des ersten Abschnitts 302 und des zweiten Abschnitts 303 des Einlasskanals bilden einen ersten Absatz 306, der in eine Feder 210 eingreift. Die Feder 210 erstreckt sich zwischen dem ersten Absatz 306, der von dem Einlasskanal des Filterkopfes 300 (siehe 9) gebildet wird, und dem zweiten Absatz 240, der von einem Abschnitt des Ventils 200 gebildet wird.
Die Komponenten in dem Innenraum 212 des Kraftstoff-Regulierungsventils 200 sind in den Figuren nicht dargestellt, da sie für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich sind. Wenn jedoch ein passendes Filter eingebaut wird, greift dieses in das untere Ende 230 des Filters 200 ein und drückt die Feder 210 zusammen. Wenn die Feder 210 zusammengedrückt ist, wird Kraftstoff vom Einlasskanal 302 des Filterkopfes 300 durch den Innenraum 212 des Kraftstoff-Regulierungsventils 200 in Strömung versetzt.
Bei einem Fehlen des passenden Filters wird das untere Ende 230 von dem Halteabschnitt 290 des Kraftstoff-Regulierungsventils 200 durch die Feder 210 angehoben. Der Halteabschnitt 290 ist ähnlich dem Halteabschnitt 190 des Kraftstoff-Unterbrechungsventils 100. Der Halteabschnitt 290 weist einen Schnappring 295 auf, der in eine entsprechende Ausnehmung des Filterkopfes 300 (siehe 7 und 8 in der folgenden detaillierten Beschreibung) passt.
Wie in 5 gezeigt, wird bei einem Fehlen eines geeigneten Filters das Regulierungsventil 200 in einer normalerweise geöffneten Position mittels der Feder 210 gehalten, welche das Ventil 200 anhebt, so dass Kraftstoff oder andere Fluide am Regulierungsventil vorbeifließen können. Wie in 5 gezeigt, fließt Kraftstoff oder ein Fluid von dem Einlasskanal 302 an dem Regulierungsventil 200 an einer Position 201 vorbei und strömt um die Außenseite 203 des Ventils 200 und verlässt den zweiten Abschnitt 303 des Einlasskanals an der Position 202. Der Kraftstoff, der an der Position 202 austritt, fließt am verbleibenden Teil des Ventils vorbei, indem er durch die verschiedenen Öffnungen 206 strömt.
6 zeigt ein Kraftstoff-Regulierungsventil mit einem eingebauten passenden Filter, das Mittel zum Eingreifen (282, 284) in das unteren Ende 230 des Ventils 200 aufweist. Bei den in 6 gezeigten Mitteln zum Eingreifen handelt es sich um radiale Rippen 282 und 284, z. B. eines (nicht gezeigten) Spin-on-Filters oder einer (nicht gezeigten) Filterpatrone. Wenn das passende Filter montiert ist, greifen die Rippen 282 und 284 in das untere Ende 230 des Ventils 200 ein, so dass das Ventil zusammengedrückt wird. Dadurch wird die Feder 210 zusammengedrückt während das obere Ende 220 weiter in den Einlasskanal des Filterkopfes 300 verschoben wird. Als eine Folge davon, greift der äußere O-Ring 250 leckdicht in den zweiten Abschnitt 303 des Einlasskanals ein. Durch das leckdichte Eingreifen des äußeren O-Rings 250 in den zweiten Abschnitt 303 des Einlasskanals wird verhindert, dass ein Fluid am Innenraum 212 des Kraftstoff-Regulierungsventils 200 vorbeifließt. Folglich wird beim Einbau eines passenden Filters die Feder 210 zusam mengedrückt und die Umgehungsleitungsbahn geschlossen, so dass die Strömung durch das Regulierungsventil 200 geleitet wird.
In den 7 bis 8 sind weitere Details des Einbaus einer Ausführungsform des Ventils der vorliegenden Erfindung in einen Filterkopf gezeigt. Obgleich sich die Beschreibung und die Bezugszeichen bezüglich der 7 und 8 auf das Regulierungsventil 200 beziehen, ist klar, dass – im Rahmen des Schutzbereichs der Erfindung – die Beschreibung der 7 und 8 auch auf das Unterbrechungsventil 100 mit seinem Halteabschnitt 190 zutrifft. Der Halteabschnitt 290 weist eine untere Fläche 292 und eine obere Fläche 294 auf. Der Halteabschnitt 290 umfasst darüber hinaus einen ringförmigen Abschnitt 296, in welchem eine Ausnehmung 298 gebildet ist. Ein Schnappring 295 greift in die Ausnehmung 298 der Halterung 290 des Ventils 200 ein.
Wie in den 7 und 8 gezeigt, wird der Schnappring 295 in eine Öffnung des Filterkopfes 300 gedrückt, bis er in einer entsprechenden Ausnehmung 395 einrastet. Die Öffnung in dem Filterkopf 300 hat vorzugsweise eine schräge Oberfläche 385 zur einfacheren Montage des Halteabschnitts 290 des Ventils 200. Der Halteabschnitt 290 des Ventils 200 hält das Ventil 200 in dem Filterkopf 200 mittels eines Schnapprings 295, der in die entsprechende Ausnehmung 395 des Filterkopfes einrastet. Man beachte, dass das Regulierungsventil 200 (oder das Unterbrechungsventil 100) bei Bedarf entfernt werden kann, und zwar mittels zweier, in Öffnungen 317 und 318 einsetzbarer Stifte, die den Schnappring 295 zusammendrücken, so dass das Ventil 200 entfernt werden kann. Das Ventil 200 wird vorzugsweise in dem Filterkopf 300 eingebaut, indem zunächst die Feder 210 in den Einlasskanal eingelegt wird und anschließend das Ventil 200 angeordnet wird.
Wie zuvor angegeben, wird in den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung angestrebt, die Verwendung von Austauschfilterkomponenten geringerer und/oder minderwertiger Qualität zu verhindern. Um dies zu erreichen, umfasst der Filterkopf 300 vorzugsweise einen oder mehrere Abstandsbolzen 315. Die Abstandsbolzen 315 tragen dazu bei, die Verwen dung von nicht passenden Filtern zu verhindern. Dementsprechend sind die Mittel zum Eingreifen in das untere Ende 230 des Ventils 200 vorzugsweise ebenfalls so ausgebildet, dass sie durch die Abstandsbolzen 315 nicht beeinträchtigt werden. Während aufgrund der Abstandsbolzen 315 Probleme bei der Montage des Kraftstoff-Regulierungsventils 200 entstehen können, wird durch die Verwendung einer Einführschräge, wie sie durch die schräge Oberfläche 385 geschaffen wird, in vorteilhafter Weise die Montage des Ventils 200 durch Einstecken ermöglicht.
In 9 ist ein Filterkopf 300, der am Ventil 200 montiert ist, und ein Filter oder eine Filterpatrone der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie zuvor angegeben, umfasst der Filterkopf 300 eine Einlassöffnung 302 und vorzugsweise eine zentral angeordnete Auslassöffnung 304. Das Ventil 200 ist in dem ersten Modus gezeigt, bei dem die Feder 210 zwischen dem Absatz 306 des Filterkopfes und dem Absatz 240 des Ventils 200 zusammengedrückt wird. Folglich greift der äußere O-Ring 250 leckdicht in die Innenfläche 303 des Einlasskanals 302 ein. Das Ventil 200 wird von dem zweiten (Bypass-) Modus in den ersten Modus durch die Mittel zum Eingreifen (382, 384) in das untere Ende 230 des Ventils 200 zusammengedrückt. Die Mittel zum Eingreifen befinden sich an dem Kopfende 310 des Filters. Insbesondere erstreckt sich das Kopfende 310 (einschließlich jedoch nicht ausschließlich eine Endplatte 310) zwischen der oberen Fläche 315 und der unteren Fläche 320. Die obere Fläche 315 weist vorzugsweise Mittel zum Eingreifen in das untere Ende 230 des Ventils 200 auf. Wie in 9 gezeigt, können die Mittel zum Eingreifen eine erste, sich axial nach oben erstreckende Rippe 384 an einer ersten radialen Position aufweisen. Die Mittel zum Eingreifen weisen weiterhin vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, eine zweite, sich axial erstreckende Rippe 382 in einem zweiten Radius auf. Die zweite Rippe 382 ist an einem zweiten Radius angeordnet, der größer ist als der erste Radius der ersten Rippe 384.
Es sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen des Schutzbereichs der Erfindung das Ventil 200 durch ein Strömungs-Unterbrechungsventil 100 oder durch andere, dem Fachmann bekannte Ventile einschließlich der im Folgenden beschriebenen Ventile (wie z. B. ein Sicherheitsventil, das durch Strömungskräfte anstelle einer Feder geschlossen wird) ersetzt werden kann. In ähnlicher Weise beschränkt sich das Mittel zum Eingreifen nicht auf ein Paar sich von der oberen Fläche 315 der Endplatte 310 axial erstreckender Elemente. Jedes vorstehende Element, das in der Lage ist, das untere Ende 230 des Ventils 200 nach unten zu drücken und von einem zweiten Zustand in einen ersten Zustand zu bewegen, fällt in den Schutzbereich der Erfindung. Bei den Mitteln zum Eingreifen kann es sich um eine einzelne Umfangsrippe oder um ein Paar von Umfangsrippen handeln. Derartige Mittel zum Eingreifen sind vorzugsweise derart angepasst, dass sie jedweden Schutz gegen die Verwendung von minderwertigen Filtern in dem Kopf, wie z. B. die zuvor angegebenen Abstandsbolzen 315, umgehen können. Bei den Mitteln zum Eingreifen kann es sich um einen einzelnen kreisförmigen Ring handeln, der sich im Wesentlichen axial in Richtung weg von der oberen Fläche des Kopfendes erstreckt. Der Ring kann durchgehend gebildet sein oder er kann wie im Falle der in 11 dargestellten Ausführungsform Unterbrechungen aufweisen. Alternativ kann es sich bei dem Mittel zum Eingreifen um mehrere Fingerelemente handeln (siehe 20), die von der oberen Fläche 315 des Kopfendes 310 des Filters oder der Filterpatrone vorstehen. Die Filterpatrone besteht aus einem Kopfende oder einer Endplatte 310, die in einem Behälter, der von einer Wandung 313 gebildet wird, angebracht oder angeordnet ist.
Wie in 9 gezeigt, strömt ein Fluid durch den Einlass 302 des Filterkopfes 300. Das Fluid strömt anschließend durch das Ventil 200, da – wie in 9 gezeigt – die Mittel zum Eingreifen 382, 384 das untere Ende 230 des Ventils 200 nach unten drücken, so dass sich das Ventil im ersten Zustand befindet. Nach dem Durchströmen des Ventils 200 tritt das Fluid in den Innenhohlraum 325 der Filterpatrone durch die verschiedenen (nicht dargestellten) Einlässe ein. Um die Auslassöffnung 350 der Filterpatrone zu erreichen und zur Auslassöffnung 304 des Filterkopfes 300 weiter zu fließen, muss das Fluid durch ein vorzugsweise ringförmiges Filtriermedium, das im Hohlraum 325 angeordnet ist, hindurchfließen. Das Fluid fließt durch das ringförmige Filtriermedium 330 in eine zentrale Säule 335 durch mehrere Öffnungen 340, die in der zentralen Säule gebildet sind. Das Fluid strömt anschließend durch die Öffnung 350 und weiter in den Auslasskanal 304 des Filterkopfes 300.
10 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Filterkopfes 400 der vorliegenden Erfindung. Der Filterkopf 400 umfasst eine Einlassbohrung 402 und eine vorzugsweise zentrale Auslassbohrung 404. In etwa benachbart zum Einlass 402 ist ein Paar Abstandsbolzen 415 angeordnet. Der Einlass 402 weist darüber hinaus eine innere Ausnehmung 495 zur Aufnahme eines Schnapprings wie z. B. den Schnappring 295 oder den Schnappring 195 der Ventile 200 bzw. 100, auf. Der Filterkopf 400 umfasst vorzugsweise Öffnungen 417 und 418 benachbart zur Ausnehmung 495 in der Einlassbohrung 402. Mit Hilfe der Öffnungen 417, 418 kann das Ventil bei Bedarf abgenommen werden, und zwar unter Verwendung von zwei Stiften oder anderen Elementen, die in die Öffnungen 417, 418 eingeführt werden können und den Schnappring (z. B. Schnappring 195, 295) zusammendrücken, so dass das Ventil 100, 200 entfernt werden kann.
In 11 ist eine Ausführungsform einer Endplatte oder eines Kopfendes für die Verwendung in einer Ausführungsform der Filtriervorrichtung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Kopfende 500 umfasst eine obere Fläche 515, die sich um eine im Wesentlichen zentral angeordnete Auslassöffnung 504, die darin gebildet ist, erstreckt. Die obere Fläche 515 weist ein oder mehrere Vorsprünge auf. In dem in 11 gezeigten Beispiel weisen die Mittel zum Eingreifen 584 mehrere sich axial erstreckende in Umfangsrichtung angeordnete Elemente 584 in einem ersten Radius auf. Wie zuvor angegeben, kann es sich bei den Mitteln zum Eingreifen um eine durchgehende Vielzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Elementen 584 in einem ersten Radius handeln. In ähnlicher Weise weisen die Mittel zum Eingreifen in das untere Ende des Ventils vorzugsweise (oder getrennt für sich) mehrere sich axial erstreckende, in Umfangsrichtung angeordnete Elemente 582 in einem zweiten Radius auf. Der zweite Radius ist größer als der erste Radius.
In 12 sind Details der Schnittstelle zwischen dem Kopfende 500 und dem Kopf 400 gezeigt. Insbesondere überschneiden die sich axial erstreckenden Elemente 584 in einem ersten Radius die Einlassöffnung 402 des Filterkopfes (und überschneiden folglich das untere Ende 230, 130 der Ventile 200 bzw. 100), ohne dabei von den Abstandsbolzen 415 des Kopfes 400 wesentlich behindert zu werden. In ähnlicher Weise überschneiden die sich axial erstreckenden Elemente 582 in einem zweiten Radius auch den Einlass 402 des Filterkopfes 400 und würden somit ebenfalls das untere Ende 130, 230 eines Ventils 200, 100, das in dem Einlass 402 angeordnet ist, nach unten drücken.
In den 13 und 14 ist eine Ausführungsform eines Sicherheitsventils für die Verwendung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt. In 13 ist ein Sicherheitsventil 600 gezeigt, das sich zwischen einem oberen Ende 620 und einem unteren Ende 630 erstreckt. Das in 13 gezeigte Sicherheitsventil 600 befindet sich in einem zweiten Zustand, bei dem das Sicherheitsventil allgemein in einem Modus gezeigt ist, bei dem kein passendes Filter installiert ist. Folglich wird das Sicherheitsventil 600 gedrückt/angesaugt, um die Strömungsbahn zu schließen. In 14 ist ein passendes Filter montiert, so dass ein Vorsprung in das Filter an dem unteren Ende 630 eingreift, um das Ventil 600 nach oben zu drücken und die (durch die Pfeile 621 und 631 angegebene) Strömungsbahn zu öffnen. Wenn der Vorsprung an dem (nicht in den 13 und 14 gezeigten) Filter das Ventil 600 nach oben drückt, um die Strömungsbahn zu öffnen, entstehen in dem Einlasskanal 602 des Kopfes 640 mehrere Fenster, so dass ein Fluid von dem Einlasskanal 602 durch die Fenster in dem Ventil 600 strömen können, um von dem oberen Ende 620 durch das Ventil 600 und durch zusätzliche Fenster in dem unteren Ende 630, wie durch die Pfeile 631 angegeben, heraus zu fließen.
In 15 ist ein Sicherheitsventil 600 zusammen mit dem Kopf 640 bei einem Fehlen eines passenden Filters gezeigt. Der Filterkopf 640 hat einen Einlasskanal 602 und einen Auslasskanal 604. Der Filterkopf 640 ist an ei nem Auslass des Filters 650 durch ein Gewinde 622 an dem Kopf 640 angeschlossen. Das Filter 650 hat eine Wandung 653, die einen Innenhohlraum bildet, in welchem sich ein Filtermedium 633 befindet. Ein Fluid, das in den Einlass oder in die Einlässe des Filters 650 eintritt, muss durch das Filtermedium 663 fließen, um in die zentrale Säule 635 zu gelangen, die mit der Auslassbohrung 604 in Fluidverbindung steht. Man beachte, dass die obere Fläche 665 des Filters 650 keinerlei Mittel zum Eingreifen in das oberen Ende 630 des Ventils 600 aufweist. Dementsprechend wird beim Fehlen eines passenden Filters das Ventil 600 durch Strömungskräfte geschlossen. Es sei darauf hingewiesen, dass neben dem Sicherheitsventil 600 auch die Verwendung anderer Ventile, die aufgrund der Strömung schließen, in den Schutzbereich der Erfindung fällt. Z. B. können auch die zuvor angegebenen federbelasteten Ventile 100, 200 verwendet werden. Folglich befindet sich das Filter 650, wenn es an dem Filterkopf 640 montiert ist, in einem gesperrten oder nicht leitenden Zustand und hat eine geschlossene Fluidströmungsbahn.
In 16 ist die Verwendung eines Sicherheitsventils 600 zusammen mit einem Filterkopf 640 gezeigt, der an einem passenden Filter 700 montiert ist. Wie zuvor sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Das passende Filter 700 weist eine Außenwandung 713 auf, die einen Innenhohlraum bildet, in welchem ein vorzugsweise ringförmiges Filtriermedium 725 angeordnet ist. Wie in 16 gezeigt, umfasst das passende Filter 700 eine obere Fläche 715, die Mittel zum Eingreifen 782 in das untere Ende des Ventils 630 aufweist. Das Mittel zum Eingreifen 782 ist ein Vorsprung, wie z. B. in 19 gezeigt. Man beachte, dass das Vorsehen von Mitteln zum Eingreifen 782 in Form von mehreren Armen oder Elementen (wie z. B. die Arme oder Elemente 884 in 20) ebenfalls in den Schutzbereich der Erfindung fällt. Das Mittel zum Eingreifen 782 kontaktiert das untere Ende 630 des Ventils 600. Folglich wird das Ventil 600 durch den Vorsprung 782 geöffnet, so dass eine Strömung von der Einlassöffnung 602 des Filterkopfes 640 zum Filter 700 möglich ist.
Das Filter 700 ist vorzugsweise ein Spin-on-Filter. Wie in 19 gezeigt, weist die obere Fläche 715 des Filters 700 mehrere Einlassöffnungen 722 auf. Die Einlassöffnungen 722 erhalten ein Fluid, das durch den Einlass 602 strömt, wobei das Fluid durch das Innere des Sicherheitsventils 600 in die Einlassöffnung oder die Einlassöffnungen 722 an der oberen Fläche 715 des Filters 700 strömt. Die Fluid muss dann durch das ringförmige Filtriermedium 725 in eine zentrale Säule 735 über eine Vielzahl von Öffnungen 740 strömen. Das Fluid strömt dann aus der Auslassöffnung 750 in der oberen Fläche 715 des Filters 700 heraus. Ein Abschnitt der Auslassöffnung 750 umfasst vorzugsweise ein Innengewinde passend zum Außengewinde 622 (siehe 18) an dem zentralen Abschnitt des Kopfes 640. Nachdem es den Auslass 750 passiert hat, tritt das Fluid in die Auslassöffnung 604 des Kopfes 640 ein und strömt zum Motor (z. B. Kraftstoff, der zur Brennkammer strömt).
17 zeigt eine speziellere Ausführungsform des Sicherheitsventils 600, das sich zwischen dem oberen Ende 620 und dem unteren Ende 630 erstreckt. Insbesondere umfasst das Sicherheitsventil 600 einen Halteabschnitt 690, der eine einfache Montage ermöglicht und der das Absperrventil 610 im Inneren des Filterkopfes 640 über einen in dem Kopf 640 ausgebildeten Schlitz 695 (siehe 18) befestigt.
Weitere Details des Kopfes 640 sind in 18 gezeigt, wobei – wie zuvor angegeben – gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Der Kopf 640 weist einen Einlass 602 auf, der mit dem Ventil 610, das wenigstens teilweise darin angeordnet ist, in Fluidverbindung steht. Der Kopf 640 weist einen Schlitz 695 entsprechend dem Halteabschnitt 690 des Ventils 610 auf. Das Ventil 610 weist einen Halteabschnitt 690 auf, der in den Schlitz 695 in der Oberfläche 606 des Kopfes 640 eingreift. Der Kopf 640 umfasst vorzugsweise ein Gewinde 622 zum Verbinden mit dem Auslass 750 des Filters 700.
In 19 sind weitere Details eines Spin-on-Filters 700 gezeigt. Wie in 19 gezeigt, umfasst das Spin-on-Filter 700 einen Vorsprung 782, der sich um einen Außenumfangsabschnitt der oberen Fläche 715, die mehrere Einlassöffnungen 722 und eine Auslassöffnung 750 umfasst, erstreckt. Der äußere Vorsprung 782 erstreckt sich über der oberen Fläche einer Dichtung 765 axial nach oben.
In 20 sind ein Sicherheitsventil 610 zusammen mit dem Kopf 640 und eine andere Ausführungsform für ein Spin-on-Filter 800 gezeigt. Gleiche Teile sind wiederum mit den zuvor angegebenen Bezugszeichen bezeichnet. Der Kopf 640 umfasst einen Einlass 602 und einen Auslass 604. Der Filterkopf 640 umfasst auch vorzugsweise ein Gewinde 622 zum Eingreifen in ein ähnliches Gewinde an dem Spin-on-Filter 800. Das Ventil 610 erstreckt sich zwischen einem oberen Ende 620 und einem unteren Ende 630 und ist im Übergangsbereich zwischen dem Einlass 602 des Filterkopfes 640 und dem hohlen Ring in dem Filter 800 montiert. Das Filter 800 umfasst mehrere Einlassöffnungen 822, die in der oberen Fläche 815 gebildet sind. Die obere Fläche 815 weist weiterhin eine (nicht gezeigte) Auslassöffnung auf, die mit der Auslassöffnung 604 des Filterkopfes 640 verbunden ist. Eine Wandung 813 des Spin-on-Filters 800 definiert einen Innenhohlraum, der darin gebildet ist, in dem vorzugsweise ein ringförmiges Filtrationsmedium 825 angeordnet ist. Folglich strömt Fluid in die Einlassöffnung 602 des Filterkopfes 640 und durch das Sicherheitsventil 610 strömt es dann durch die Einlassöffnungen 822 des Spin-on-Filters 800. Das Fluid muss anschließend durch das Filtrationsmedium 825 in die zentrale Säule 835 durch eine Vielzahl von Öffnungen 840, die in der zentralen Säule 835 gebildet sind, strömen. Das Fluid strömt anschließend aus dem Auslass 604 des Filterkopfes 640. Wie in 20 gezeigt, wird das Sicherheitsventil 610 von einem zweiten (geschlossenen) Zustand in einen ersten (geöffneten) Zustand mittels wenigstens einem der mehreren Arme oder Elemente 884, die sich von der oberen Fläche 815 des Spin-on-Filters 800 axial nach oben erstrecken, gewechselt.
Wie zuvor beschrieben, verhindert das Ventil 100, wenn es in den Kopf eingebaut ist, das Strömen von Kraftstoff zum Motor, wenn nicht das richtige Filter montiert ist. Ohne ein vorhandenes richtiges Filter wird das Ventil in einer normalerweise geschlossenen Position mittels der Feder, die den Kraftstoffkanal schließt, gehalten. Vorzugsweise sind Elemente in dem Kopf vorgesehen, wie z. B. ein Abstandsbolzen, die eine Montage solange sperren, bis ein passendes Filter verwendet wird. Wie zuvor angegeben, ist die Feder vorzugsweise nicht einstückig mit dem Ventil gebildet oder daran befestigt (was aber auch der Fall sein könnte), sondern ist zwischen den beiden Absätzen (einer an dem Ventil und einer an dem Kopf) gehalten. Bei dem Abschnitt des Kopfendes des Filters mit Vorsprüngen, um in das untere Ende des Ventils einzugreifen und dieses nach oben gegen die Feder zu drücken, handelt es sich vorzugsweise um mehrere radiale Rippen. Eine Rippe ist ausreichend, wobei es sich dabei entweder um die radial innere oder die radial äußere Rippe handeln kann (oder etwas zwischen diesen beiden Radien, das in das untere Ende des Ventils, ohne eine größere Beeinträchtigung durch einen oder durch Abstandsbolzen zu erfahren, eingreift).
Durch die vorstehende Beschreibung wird klar, dass im Falle eines Regulierungsventils 200, dieses Ventil vorzugsweise in der Leitung, die von einem Kraftstofftank kommt, verwendet wird. Ein solches Regulierungsventil 200 ist von Vorteil, da in dem Motor manchmal ein Überdruck entsteht und es dann zweckdienlich ist, Kraftstoff zum Kraftstofftank zurückzuführen. Selbstverständlich hält die Feder 210 das Ventil 200 in gewisser Hinsicht geöffnet, anstatt ein Strömen zu verhindern. Wenn das Ventil 210 durch die Feder 210 angehoben wird, fließt Kraftstoff am Regulierungsventil vorbei.
Selbstverständlich können die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch bei anderen Fluiden, wie z. B. Öl anstatt Kraftstoff, Anwendung finden. Es sei weiterhin darauf hingewiesen, dass bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Verwendung eines Spin-on-Filters vorgesehen ist, das einen oder mehrere Vorsprünge über einer oberen Fläche einer Dichtung aufweist. Z. B. könnte bei einem metallischen Spin-on-Filter der Vorsprung in Form einer Verlängerung des Halterings, eines Rings mit Unterbrechungen (wie z. B. mehrere Bogenelemente), Finger- oder Armelemente oder anderen Ausbildungen vorgesehen sein. Bei einem weiteren Beispiel ist für ein Verbundfilter vorzugsweise ein Vorsprung in Form einer Außenrippe vorgesehen. Der Vorsprung wird verwendet, um die Flüssigkeitsströmungsbahn des Ventils in den Filterkopf zu öffnen. Bei einer Ausführungsform weist ein solches Ventil vorzugsweise eine permanent befestigte Halterung und ein Absperrventil (oder andere Ventilarten, bei denen die Strömungsbahn unterbrochen werden kann) auf. Die Halterung ist vorzugsweise dauerhaft an dem Einlass des Kopfes befestigt. Durch den Aufbau des Filters und des Kopfes der vorliegenden Erfindung wird das Filter ein integraler Bestandteil des Kopfes, so dass die Verwendung von minderwertigen und/oder nicht passenden Filtern verhindert oder verringert wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass der hierin verwendete Ausdruck „im Wesentlichen benachbart zu einem Ende” im Schutzbereich der Erfindung bedeutet, dass etwas das Ende ist, oder dass sich etwas unmittelbar neben dem Ende befindet, oder dass etwas von dem Ende beabstandet ist.
Es sei zudem darauf hingewiesen, dass andere Verbindungsarten als die Gewindeverbindungen, wie z. B. zwischen dem Filter und dem Kopf, ebenfalls in den Schutzbereich der Erfindung fallen. Z. B. könnte die Verbindung eine Blattschrauben- oder Bajonettverbindung sein.
Es gibt eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten für das Filter und/oder die Filteranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Z. B. kann die Filteranordnung bei landwirtschaftlichen Gerätschaften, bei Baumaschinen, bei Skiddern, bei Baggern oder anderen Geländefahrzeugen, Schwerlasttransportern, bei Autos und anderen Fahrzeugen, bei Industriemaschinen, die eine hydraulische Filterung erfordern, und bei sämtlichen anderen Geräten oder mechanischen Vorrichtungen, bei denen das Filtern von Fluiden erforderlich ist, eingesetzt werden.
Darüber hinaus kann die Filteranordnung verwendet werden, um Fremdkörper aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Fluiden zu entfernen. Beispiele für Flüssigkeiten umfassen andere hydraulische Fluide, Motorschmiermittel, Dieseltreibstoff, Benzin, Kühlflüssigkeit, Automatikgetriebeflüssigkeit und alle anderen Fluidarten. Die Filteranordnung kann darüber hinaus auch bei gasförmigen Fluiden, wie z. B. Luft und Abgasen, verwendet werden.
Obwohl die Erfindung in den Zeichnungen und in der vorhergehenden Beschreibung genau gezeigt und beschrieben wurde, ist klar, dass die Zeichnungen und die Beschreibung nicht einschränkend sind, dass lediglich bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, und dass sämtliche Veränderungen und Modifizierungen in den Schutzbereich der Erfindung fallen. Es ist weiterhin klar, dass durch die in der vorstehenden Beschreibung verwendeten Begriffe wie „vorzugsweise” angegeben werden soll, dass das so beschriebene Merkmal wünschenswerter ist, jedoch nicht unbedingt erforderlich ist, und Ausführungsformen, welche dieses Merkmal nicht haben, dennoch in den Schutzbereich der Erfindung fallen, wobei der Schutzbereich durch die angehängten Ansprüche festgelegt wird. Beim Lesen der Ansprüche sollen Wörter wie z. B. „ein”, „wenigstens ein” oder „wenigstens ein Teil” so verstanden werden, dass sie keine Einschränkung des Anspruches auf lediglich einen Gegenstand bewirken, es sei denn, im Anspruch ist das genaue Gegenteil angegeben. Bei Verwendung der Formulierung „wenigstens ein Teil” und/oder „ein Teil”, kann der Gegenstand einen Teil und/oder den gesamten Gegenstand umfassen, sofern nichts Gegenteiliges angegeben ist.
Zusammenfassung
Die Erfindung betrifft eine Filteranordnung mit einem Ventil (200) und einem Filter, z. B. für die Verwendung bei Verbrennungsmotoren, wobei das Filter an einem oberen Ende ein Mittel (282, 284) zum Eingreifen in einen Abschnitt bzw. in das untere Ende (230) des Ventils (200) aufweist, um das Ventil von einem zweiten Modus, bei dem ein Fluid nicht im Wesentlichen durch das Ventil strömt, in einen ersten Modus, bei dem das Fluid im Wesentlichen durch das Ventil strömt, zu wechseln, wenn das Filter mit dem Ventil verbunden wird. Wird ein Filter installiert, welches das Mittel zum Eingreifen aufweist, öffnet das Ventil. Wird dagegen ein Filter installiert, welches das Mittel nicht hat, bleibt das Ventil geschlossen, so dass kein Kraftstoff zum Motor strömen kann. Folglich kann nur Kraftstoff zum Motor strömen, wenn das passende Filter installiert ist. Dadurch wird verhindert, dass Filterkomponenten geringerer und/oder minderwertiger Qualität nachgerüstet werden (6).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 11/803568 [0001]
- US 11/803588 [0001]

Claims

Vorrichtung aufweisend: – einen Filterkopf mit einem Einlasskanal für ein Fluid und einen Auslasskanal, – ein Ventil mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das Ventil mit dem Filterkopf so verbunden ist, dass sich wenigstens ein Teil des ersten Endes in dem Einlasskanal des Filterkopfes befindet, und wobei das Ventil einen ersten Modus hat, bei dem das Fluid im Wesentlichen in dem Ventil zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Ventils strömt, und einen zweiten Modus hat, bei dem das Fluid nicht im Wesentlichen in dem Ventil zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Ventils strömt, – einen Behälter mit einer Wandung, die sich im Wesentlichen entlang einer Achse zwischen einem Kopfende und einem Fußende erstreckt, wobei eine Innenfläche der Wandung einen Innenhohlraum definiert, der an dem Kopfende offen ist, und wobei der Innenhohlraum mit dem Einlasskanal des Filterkopfes durch das Ventil im ersten Modus in Fluidverbindung steht, und – eine Filterpatrone, die im Wesentlichen in dem Innenhohlraum des Behälters angeordnet ist, wobei die Filterpatrone eine Endplatte aufweist, die an dem Kopfende des Behälters angeordnet ist, und wobei die Endplatte ein oberes Ende hat, das Mittel zum Eingreifen in einen Abschnitt des Ventils aufweist, um das Ventil von dem zweiten Modus in den ersten Modus zu wechseln, wenn wenigstens die Filterpatrone oder der Behälter mit dem Filterkopf verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Ventil eine Halterung mit einem Schnappring umfasst, wobei der Schnappring in eine entsprechende Ausnehmung in dem Einlasskanal des Filterkopfes eingreift.
Vorrichtung nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend eine Feder, die außen an wenigstens einem Teil des Ventils angeordnet ist, bei dem wenigstens ein Teil der Feder in wenigstens einem Abschnitt des Einlasskanals zwischen einem ersten Absatz und einem zweiten Absatz gehalten ist, wobei der erste Absatz von einem Abschnitt des Einlasskanals des Filterkopfes gebildet wird und der zweite Absatz von einem Abschnitt des Ventils gebildet wird, und bei dem sich die Feder in einem ersten zusammengedrückten Zustand befindet, wenn sich das Ventil im ersten Modus befindet, und sich die Feder in einem zweiten Zustand befindet, wenn sich das Ventil im zweiten Modus befindet, und bei dem der zweite Zustand weniger zusammengedrückt ist als der erste Zustand.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Ventil ein Strömungsregulierungsventil ist, und bei der in dem zweiten Modus das Ventil durch eine Feder angehoben wird, so dass Kraftstoff am Regulierungsventil vorbeifließen kann, und bei dem in dem ersten Modus das Mittel zum Eingreifen einen Abschnitt des Ventils, der relativ zu der Halterung bewegbar ist, verschiebt und die Feder so zusammendrückt, dass ein äußerer O-Ring, der einen Abschnitt des Ventils umgibt, leckdicht in einen Abschnitt des Einlasskanals des Filterkopfes eingreift.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Ventil ein Strömungsunterbrechungsventil ist, und bei der das Ventil in dem ersten Modus zwischen dem Einlasskanal des Kopfes und der Filterpatrone eine Fluidverbindung herstellt, und bei der das Ventil in dem zweiten Modus das Fluid von dem Einlasskanal des Filterkopfes sperrt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Ventil eine Wandung umfasst, die sich zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende erstreckt, wobei die Wandung einen ersten Durchlass und einen zweiten Durchlass in dem Ventil bildet, wobei der erste Durchlass und der zweite Durchlass eine interne Fluid-Sperrbarriere dazwischen aufweisen, wobei die Wandung des Ventils wenigstens eine Öffnung zwischen dem ersten Ende und der internen Sperre aufweist, und wobei die Wandung des Ventils weiterhin wenigstens eine Durchtrittsöffnung zwischen dem zweiten Ende und der internen Barriere aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Ventil einen äußeren O-Ring zwischen der wenigstens einen Öffnung und der wenigstens einen Durchtrittsöffnung aufweist, und bei der die Halterung leckdicht mit dem O-Ring in Eingriff steht, wenn sich das Ventil im zweiten Modus befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Filterkopf eine schräge Einführfläche benachbart zur Ausnehmung umfasst, und bei der der Filterkopf wenigstens zwei Zugangsöffnungen benachbart zur Ausnehmung für den Schnappring aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Filterkopf wenigstens einen Abstandsbolzen umfasst, der im Wesentlichen benachbart zum Einlasskanal vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Mittel zum Eingreifen einen axialen Vorsprung aufweist, der sich in Richtung auf den Filterkopf im Wesentlichen um einen Umfangsabschnitt des oberen Endes in einem ersten Radius erstreckt, der wenigstens einen Abschnitt des zweiten Endes des Ventils überschneidet.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der das Mittel zum Eingreifen weiterhin einen zweiten axialen Vorsprung aufweist, der sich in Richtung auf den Filterkopf im Wesentlichen um einen Umfangsabschnitt des oberen Endes in einem zweiten Radius erstreckt, der ebenfalls wenigstens einen Abschnitt des zweiten Endes des Ventils überschneidet, und bei der der erste Radius kleiner ist als der zweite Radius.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die Filterpatrone ein im Wesentlichen ringförmiges Filtermedium umfasst, das eine zentrale Säule umgibt, die mit einem Auslass für die Filterpatrone in Fluidverbindung steht, wobei die Säule mehrere Öffnungen aufweist, und wobei die Filterpatrone einen Auslass hat, der mit einem Einlass der Filterpatrone durch die mehreren Öffnungen und anschließend durch das Filtermedium in Fluidverbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der – das Ventil ein Strömungsunterbrechungsventil ist, und bei der in dem ersten Modus das Ventil eine Fluidverbindung zwischen dem Einlasskanal des Kopfes und der Filterpatrone herstellt und in dem zweiten Modus das Ventil das Fluid aus dem Einlasskanal des Filterkopfes von der Filterpatrone sperrt, wobei das Ventil einen Halteabschnitt mit einem Schnappring hat, und wobei der Schnappring in eine entsprechende Ausnehmung in dem Einlasskanal des Filterkopfes eingreift, und bei der – die Vorrichtung weiterhin eine Feder aufweist, die außen an wenigstens einem Abschnitt des Ventils angeordnet ist, bei der wenigstens ein Teil der Feder in wenigstens einem Teil des Einlasskanals zwischen einem ersten Absatz und einem zweiten Absatz gehalten ist, wobei der erste Absatz von einem Abschnitt des Einlasskanals des Filterkopfes gebildet wird und der zweite Absatz von einem Abschnitt des Ventils gebildet wird, bei der sich die Feder in einem ersten zusammengedrückten Zustand befindet, wenn das Ventil in dem ersten Modus ist, und sich die Feder in einem zweiten Zustand befindet, wenn das Ventil in dem zweiten Modus ist, und bei der der zweite Zustand weniger zusammengedrückt ist als der erste Zustand.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Filterkopf eine schräge Einführfläche benachbart zur Ausnehmung umfasst, wobei der Filterkopf weiterhin wenigstens zwei Zugangsöffnungen benachbart zur Ausnehmung für den Schnappring aufweist, und bei der der Filterkopf wenigstens zwei Abstandsbolzen aufweist, die im Wesentlichen benachbart zum Einlasskanal angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Mittel zum Eingreifen in einen Abschnitt des Ventils an dem oberen Ende der Filterpatrone radial so angeordnet ist, um das Ventil von dem zweiten Modus in den ersten Modus zu verschieben, ohne eine wesentliche Beeinträchtigung durch die mehreren, von dem Filterkopf vorstehenden Abstandsbolzen, wobei die mehreren Bolzen im Wesentlichen benachbart zum Einlasskanal angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend Mittel zum Zusammenprallen mit der Strömung aus dem Ventil.
Filtriervorrichtung aufweisend: – ein Unterbrechungsventil, das einen ersten Zustand hat, bei dem Kraftstoff im Wesentlichen durch das Ventil fließen kann, und einen zweiten Zustand hat, bei dem das Fließen von Kraftstoff durch das Ventil gesperrt ist, wobei das Unterbrechungsventil zwischen einer Kraftstoff-Einlassbohrung des Filterkopfes und einer Filterpatrone in dem ersten Zustand eine Fluidverbindung herstellt, – eine Feder, die zwischen einem ersten Absatz und einem zweiten Absatz gehalten wird, wobei der erste Absatz von einem ersten Abschnitt des Unterbrechungsventils gebildet wird, und wobei der zweite Absatz von einem Abschnitt der Kraftstoff-Einlassbohrung des Filterkopfes gebildet wird, und – eine Filterpatrone mit einem oberen Ende mit einem Vorsprung, der in ein unteres Ende des Unterbrechungsventils eingreift und die Feder zusammendrückt, um das Ventil von dem zweiten Zustand in den ersten Zustand zu wechseln, wenn die Filterpatrone mit dem Filterkopf verbunden wird.
Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der das Unterbrechungsventil eine Halterung mit einem Schnappring umfasst, wobei der Schnappring in eine entsprechende Ausnehmung in der Kraftstoff-Einlassbohrung des Filterkopfes eingreift, und bei der der Filterkopf eine schräge Einführfläche benachbart zur Ausnehmung umfasst, wobei der Filterkopf wenigstens einen Abstandsbolzen umfasst, der im Wesentlichen benachbart zur Kraftstoff-Einlassbohrung angeordnet ist, und wobei der Filterkopf weiterhin wenigstens zwei Zugangsöffnungen benachbart zur Ausnehmung für den Schnappring aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der das Unterbrechungsventil eine Wandung umfasst, die sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt, wobei die Wandung einen ersten Durchlass und einen zweiten Durchlass in dem Ventil bildet, wobei der erste Durchlass und der zweite Durchlass eine interne Fluid-Sperrbarriere dazwischen aufweisen, wobei die Wandung des Ventils wenigstens eine Öffnung zwischen dem ersten Ende und der internen Barriere aufweist, und wobei die Wandung des Ventils weiterhin wenigstens eine Durchtrittsöffnung zwischen dem zweiten Ende und der internen Barriere aufweist, und bei der das Ventil einen äußeren O-Ring zwischen der wenigstens einen Öffnung und der wenigstens einen Durchtrittsöffnung umfasst, und bei der die Halterung leckdicht in den äußeren O-Ring eingreift, wenn sich das Ventil im zweiten Modus befindet.
Filtriervorrichtung aufweisend: ein Unterbrechungsventil in einer Strömungsbahn von einer Einlassöffnung eines Filterkopfes zu einem Spin-on-Filter, wobei das Unterbrechungsventil einen ersten Zustand hat, bei dem ein vorstehendes Element des Filters ein unteres Ende des Ventils nach unten drückt und die Strömungsbahn öffnet, wenn das Spin-on-Filter mit dem Filterkopf verbunden wird, wobei das Unterbrechungsventil auch einen zweiten Zustand hat, bei dem die Strömungsbahn bei dem Fehlen des vorstehenden Elements des Spin-on-Filters geschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der das Unterbrechungsventil bei einem Fehlen des vorstehenden Elementes des Spin-on-Filters in den zweiten Zustand gewechselt wird durch eine Feder, die zwischen einem ersten Absatz und einem zweiten Absatz gehalten wird, wobei der erste Absatz von einem ersten Abschnitt des Unterbrechungsventils gebildet wird, und wobei der zweite Absatz von einem Abschnitt der Kraftstoff-Einlassöffnung des Filterkopfes gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der das Unterbrechungsventil ein Sicherheitsventil ist, und bei der das Unterbrechungsventil bei dem Fehlen des vorstehenden Elements des Spin-on-Filters durch die Strömungskraft des in der Einlassöffnung vorhandenen Kraftstoffes in den zweiten Zustand gewechselt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der das vorstehende Element im Wesentlichen ringförmig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der der Filterkopf wenigstens einen Abstandsbolzen umfasst, der im Wesentlichen benachbart zur Einlassöffnung des Filterkopfes angeordnet ist.
Filter zur Verwendung in einer Filtriervorrichtung, wobei die Filtriervorrichtung einen Kopf, der einen Auslass und einen Einlass hat, und ein Ventil mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende umfasst, wobei wenigstens ein Teil des Ventils in dem Einlass des Kopfes angeordnet ist, wobei das Ventil einen ersten Modus hat, bei dem ein Fluid im Wesentlichen durch das Innere des Ventils von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende strömt, und einen zweiten Modus hat, bei dem das Fluid nicht im Wesentlichen durch das Innere des Ventils von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende strömt, wobei das Filter aufweist: – einen Behälter, der an einem ersten Ende offen ist, wobei der Behälter eine Wandung hat, die einen Innenhohlraum bildet, – eine Endplatte mit einem oberen Ende und einem unteren Ende, wobei die Endplatte einen Einlass und einen Auslass hat, die sich beide zwischen dem oberen Ende und dem unteren Ende erstrecken, wobei die Endplatte mit dem ersten Ende des Behälters verbunden ist, – wobei der Endplatten-Einlass mit dem Endplatten-Auslass durch ein Filtriermedium, das im Innenhohlraum angeordnet ist, in Fluidverbindung steht, und – wobei das obere Ende der Endplatte eine erste nach außen vorstehende Rippe umfasst, die im Wesentlichen einen Außenumfangsabschnitt des oberen Endes der Endplatte umspannt.
Filter nach Anspruch 25, bei dem das Filter ein im Wesentlichen ringförmiges Filtermedium, das eine zentrale Säule umgibt, umfasst, das mit dem Auslass für das Filter in Fluidverbindung steht, wobei die Säule mehrere Öffnungen aufweist, und wobei der Auslass des Filters mit dem Einlass des Filters durch die mehreren Öffnungen und anschließend durch das Filtermedium in Fluidverbindung steht.
Filter nach Anspruch 25, weiterhin aufweisend eine zweite vorstehende Rippe, die im Wesentlichen einen Außenumfangsabschnitt des oberen Endes der Endplatte umspannt, bei dem sich die erste Rippe in einem ersten Radius befindet und die zweite Rippe in einem zweiten Radius befindet.
Filter nach Anspruch 27, bei dem das Filter mit dem Kopf durch ein Gewinde verbunden ist, und bei dem die vorstehenden Rippen beide in ein unteres Ende des Ventils eingreifen, um das Ventil aus dem zweiten Modus in den ersten Modus zu wechseln, wenn das Filter mit dem Kopf verbunden wird.
Filter nach Anspruch 28, bei dem der Kopf wenigstens einen Abstandsbolzen umfasst, und bei dem der erste Radius und der zweite Radius den Abstandsbolzen des Kopfes nicht überschneiden.
Filter nach Anspruch 25, bei dem das Filter mit dem Kopf durch ein Gewinde verbunden ist, und bei dem die vorstehende Rippe in einen unteren Abschnitt des Ventils eingreift, um das Ventil von dem zweiten Modus in den ersten Modus zu wechseln, wenn das Filter mit dem Kopf verbunden wird.
Filter nach Anspruch 30, bei dem sich die erste außen vorstehende Rippe, die im Wesentlichen einen Außenumfangsabschnitt des oberen Endes der Endplatte umspannt, in einem ersten Radius befindet, wobei der Kopf wenigstens einen Abstandsbolzen umfasst, und wobei der erste Radius den Abstandsbolzen des Kopfes nicht überschneidet.
Filtriervorrichtung aufweisend: – eine Außenwandung, die sich von einem offenen Kopfende zu einem unteren Fußende erstreckt, wobei die Wandung einen Innenhohlraum definiert, und wobei das Kopfende eine Endplatte mit wenigstens einem Einlass und einem Auslass umfasst, – ein Filtriermedium, das in dem Innenhohlraum angeordnet ist, wobei das Filtriermedium zwischen wenigstens einem Einlass und dem Auslass eine Fluidverbindung herstellt, – bei der die Endplatte weiterhin eine erste Vielzahl von außen vorstehenden bogenförmigen Elementen umfasst, wobei die erste Vielzahl von bogenförmigen Elementen im Wesentlichen einen Außenumfangsabschnitt des Kopfendes in einem ersten Radius umspannt, und – bei der die Endplatte weiterhin eine zweite Vielzahl von außen vorstehenden bogenförmigen Elementen umfasst, wobei die zweite Vielzahl von bogenförmigen Elementen im Wesentlichen einen Außenumfangsabschnitt des Kopfendes in einem zweiten Radius umspannt, der größer ist als der erste Radius.
Vorrichtung nach Anspruch 32, weiterhin aufweisend: – einen Kopf, der im Wesentlichen benachbart zum Kopfende des Filters angeordnet ist, aufweisend: – einen Auslass und einen Einlass und ein Ventil mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei wenigstens ein Teil des Ventils in dem Einlass des Kopfes angeordnet ist, wobei das Ventil einen ersten Modus hat, bei dem ein Fluid im Wesentlichen durch das Innere des Ventils von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende strömt, und einen zweiten Modus hat, bei dem das Fluid nicht im Wesentlichen durch das Innere des Ventils von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende strömt, – wobei eine Spin-on-Verbindung zwischen dem Filter und dem Kopf vorhanden ist, und wobei wenigstens eines der ersten und zweiten Vielzahl von bogenförmigen Elementen das zweite Ende des Ventils nach unten drückt, um das Ventil von dem zweiten Modus in den ersten Modus zu wechseln.
Vorrichtung nach Anspruch 33, bei der wenigstens ein bogenförmiges Element der ersten Vielzahl von bogenförmigen Elementen und wenigstens ein bogenförmiges Element der zweiten Vielzahl von bogenförmigen Elementen in das zweite Ende des Ventils eingreifen, um das Ventil von dem zweiten Modus in den ersten Modus zu wechseln.
Vorrichtung nach Anspruch 34, bei der der Auslass des Filters zentral angeordnet ist, und bei der das Filtriermedium ein im Wesentlichen ringförmiges Filtriermedium ist, das eine zentrale Säule umgibt, wobei die zentrale Säule mehrere darin gebildete Öffnungen aufweist, und wobei das Filter eine Strömungsbahn von dem Filtereinlass zum Filterauslass hat, die sich durch das Filtriermedium und die mehreren Öffnungen in der zentralen Säule erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 34, bei der der Kopf weiterhin eine Feder umfasst, die in dem Einlass zwischen einem ersten Absatz, der in dem Einlass gebildet ist, und einem zweiten Absatz, der von einem Abschnitt des in dem Einlass angeordneten Ventils gebildet wird, gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 33, bei der ein Abschnitt des Kopfes im Wesentlichen benachbart zum Einlass wenigstens einen Abstandsbolzen umfasst, und bei der weder der erste Radius noch der zweite Radius den Abstandsbolzen überschneiden.
Spin-on-Filter zum Eingreifen in ein Ventil in einem Kopf, um es von einem gesperrten in einen offenen Zustand zu wechseln, aufweisend: – eine Wandung, die sich von einem Kopfende zu einen Fußende erstreckt, wobei die Wandung einen Innenhohlraum definiert, und wobei das Kopfende wenigstens einen Einlass und einen Auslass umfasst, – ein Filtriermedium, das in dem Innenhohlraum angeordnet ist, wobei das Filtriermedium zwischen wenigstens einem Einlass und dem Auslass eine Fluidverbindung herstellt, – wobei das Kopfende ein äußeres vorstehendes Element aufweist, das sich über einer oberen Fläche einer Dichtung an dem Kopfende erstreckt.
Spin-on-Filter nach Anspruch 38, bei dem das äußere vorstehende Element eines einer Vielzahl von äußeren vorstehenden Elementen ist.
Spin-on-Filter nach Anspruch 39, bei dem jedes vorstehende Element ein Finger ist, und bei dem die mehreren Finger im Wesentlichen einen Außenumfangsabschnitt des Kopfendes umspannen.
Spin-on-Filter nach Anspruch 39, bei dem das Filter aus Verbundmaterial besteht.
Spin-on-Filter nach Anspruch 39, bei dem das Filter aus Metall besteht.
Spin-on-Filter nach Anspruch 38, bei dem das vorstehende Element ein Ring ist, der durchgehend einen Außenumfangsabschnitt des Kopfendes umspannt.
Spin-on-Filter nach Anspruch 43, bei dem der Ring mehrere Öffnungen aufweist.
Spin-on-Filter nach Anspruch 38, weiterhin aufweisend Mittel zum Zusammenprallen mit der Strömung von dem Filter.