DE112017000428T5

DE112017000428T5 - Drehbares "Kein Filter, kein Betrieb"-System und Verfahren

Info

Publication number: DE112017000428T5
Application number: DE112017000428.4T
Authority: DE
Inventors: Ranjeet Roy; Ken Tofsland; Loick Menez; Ismail C. Bagci; Charles W. Hawkins
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2018-10-04
Also published as: US11331606B2; WO2017151481A1; US20190046905A1; CN108883347B; US20220258082A1; CN108883347A

Abstract

Ein Filtersystem umfasst ein Gehäuse und ein Mantelgehäuse, das lösbar mit dem Gehäuse gekoppelt ist. Ein Ventil umfasst ein Ventilgehäuse und einen Kolben. Der Kolben umfasst ein Dichtungselement, das so aufgebaut ist, dass es eine Öffnung in dem Ventilgehäuse abdichtet. Der Kolben ist axial zwischen einer geschlossenen Position, in der das Dichtungselement die Öffnung abdichtet, und einer offenen Position, in der das Dichtungselement die Öffnung nicht abdichtet, wodurch ermöglicht wird, dass Fluid durch das Ventilgehäuse strömt, bewegbar. Ein Filterelement umfasst ein Filtermedium und eine Endkappe. Die Endkappe umfasst eine Ausrichtungslasche, die dazu konfiguriert ist, das Filterelement in Bezug auf das Mantelgehäuse gegen Rotation zu sichern, wenn das Mantelgehäuse in dem Gehäuse aufgenommen ist. Die Endkappe umfasst einen Ventilzusammenwirkungsvorsprung, der dazu konstruiert ist, während der Installation des Filterelements eine Rotation des Filterelements und des Mantelgehäuses auf den Kolben zu übertragen.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die anmeldung beansprucht die Priorität gegenüber der vorläufigen US-PantentanmeldungNr. 62/301,739 mit dem Titel „TORSIONAL NO FILTER NO RUNSYSTEM AND METHOD“, eingereicht am 1. März 2016, die hierin durchBezugnahme in ihrer Gesamtheit und für alle Zwecke aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft Filtersysteme.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren verbrennen im Allgemeinen eine Mischung aus Kraftstoff (z. B. Benzin, Diesel, Erdgas usw.) und Luft. Bevor Fluide wie Kraftstoff und Öl in den Motor eintreten, werden sie üblicherweise durch ein Filterelement geleitet, um Verunreinigungen (z. B. Feinstaub, Staub, Wasser usw.) aus den Fluiden zu entfernen, bevor diese zum Motor geleitet werden. Die Filterelemente erfordern einen regelmäßigen Austausch, da das Filtermedium der Filterelemente Verunreinigungen aus den Fluiden, die durch das Filtermedium strömen, erfasst und entfernt. In manchen Fällen kann es passieren, dass nicht genehmigte oder Nicht-Original-Ersatzfilterelemente in die Filtersysteme während Wartungsvorgängen installiert werden. Die nicht genehmigten und Nicht-Original-Ersatzfilterelemente können im Vergleich zu den genehmigten Original-Filterelementen von minderwertiger Qualität sein. Somit kann die Verwendung von nicht genehmigten oder Nicht-Original-Ersatzfilterelementen eine Beschädigung des Motors verursachen, indem Verunreinigungen an dem Filterelement vorbeigeführt werden. Dementsprechend enthalten einige Filtersysteme „Kein Filter, Kein Betrieb“-Funktionen (NFNR-Funktionen), die verhindern, dass die Filtersysteme richtig funktionieren, wenn ein nicht genehmigtes oder Nicht-Original-Ersatzfilterelement in dem Filtersystem installiert ist. Verbesserte NFNR-Eigenschaften sind erwünscht.
KURZDARS TELLUNG
Eine beispielhafte Ausführungsform betrifft ein Filtersystem. Das Filtersystem umfasst ein Gehäuse mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass. Das Filtersystem umfasst ein Mantelgehäuse, das lösbar mit dem Gehäuse gekoppelt ist. Das Filtersystem umfasst ein Ventil, das ein Ventilgehäuse und einen Kolben beinhaltet. Der Kolben umfasst ein Dichtungselement, das so aufgebaut ist, dass es eine Öffnung in dem Ventilgehäuse abdichtet. Der Kolben ist axial zwischen einer geschlossenen Position, in der das Dichtungselement die Öffnung abdichtet, und einer offenen Position, in der das Dichtungselement die Öffnung nicht abdichtet, wodurch ermöglicht wird, dass Fluid durch das Ventilgehäuse strömt, bewegbar. Das Filtersystem umfasst ein Filterelement mit Filtermedien und einer Endkappe. Das Filterelement ist so konstruiert, dass es in dem Mantelgehäuse aufgenommen werden kann. Die Endkappe umfasst eine Ausrichtungslasche, die dazu konfiguriert ist, das Filterelement in Bezug auf das Mantelgehäuse gegen Rotation zu verriegeln, wenn das Mantelgehäuse in dem Gehäuse aufgenommen ist. Die Endkappe umfasst einen Ventilzusammenwirkungsvorsprung, der so aufgebaut ist, dass er während der Installation des Filterelements in das Filtersystem die Drehung des Filterelements und des Mantelgehäuses auf den Kolben überträgt, wodurch das Ventil geöffnet wird, wenn das Filterelement in dem Filtersystem installiert wird.
Ein anderes Ausführungsbeispiel betrifft ein Filterelement. Das Filterelement umfasst Filtermedien und eine Endkappe. Die Endkappe umfasst eine Ausrichtungslasche, die dazu konfiguriert ist, das Filterelement in Bezug auf ein Mantelgehäuse während einer Installation des Filterelements in das Mantelgehäuse gegen Rotation zu verriegeln. Die Endkappe umfasst einen Ventilzusammenwirkungsvorsprung, der so aufgebaut ist, dass er während der Installation des Filterelements die Drehung des Filterelements und des Mantelgehäuses auf einen Kolben eines „Kein Filter, kein Betrieb“-Ventils überträgt, wodurch das „Kein Filter, kein Betrieb“-Ventil geöffnet wird, wenn das Filterelement installiert ist.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform bezieht sich auf eine „Kein Filter, kein Betrieb“-Ventilanordnung. Die Ventilanordnung umfasst ein Ventilgehäuse und einen Kolben. Das Ventilgehäuse weist eine Öffnung auf, so dass Fluid durch das Ventilgehäuse strömen kann. Der Kolben ist über eine Gewindeverbindung mit dem Ventilgehäuse gekoppelt. Der Kolben umfasst ein Dichtungselement, das so konstruiert ist, dass es die Öffnung in dem Ventilgehäuse abdichtet. Der Kolben ist in Bezug auf das Ventilgehäuse entlang der Gewindeverbindung durch Drehung des Kolbens in Bezug auf das Ventilgehäuses axial bewegbar. Der Kolben ist axial zwischen einer geschlossenen Position, in der das Dichtungselement die Öffnung abdichtet, und einer offenen Position, in der das Dichtungselement die Öffnung nicht abdichtet, wodurch ermöglicht wird, dass Fluid durch das Ventilgehäuse strömt, bewegbar.
Diese und andere Merkmale sowie die Organisation und Art ihrer Betätigung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen deutlich, wobei gleiche Elemente in den verschiedenen, nachstehend beschriebenen Zeichnungen durchgehend gleiche Bezugszeichen haben.
Figurenliste

1 und 2 zeigen jeweils unterschiedliche Querschnittsansichten eines Filtersystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ventilgehäuses des Filtersystems von 1.
4 und 5 zeigen jeweils eine andere perspektivische Ansicht eines Kolbens des Filtersystems von 1.
6 zeigt eine Querschnittsansicht des montierten Ventils des Filtersystems von 1.
7 zeigt eine perspektivische Ansicht des Filterelements und der Endkappe des Filtersystems von 1.
8 und 9 zeigen jeweils unterschiedliche Querschnittsansichten der Wechselwirkung einer Passfeder und einer Nut des Filtersystems von 1.
10 und 11 zeigen jeweils Querschnittsansichten eines Filtersystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform.
12 ist eine Querschnittsansicht des Ventils des Filtersystems von 10 in der offenen Position.
13 ist eine Querschnittsansicht des Ventils des Filtersystems von 10 in der geschlossenen Position.
14 und 15 zeigen jeweils detaillierte perspektivische Ansichten des Kolbens des Filtersystems von 10.
16 ist eine perspektivische Ansicht der Endkappe des Filtersystems, das in das Filtersystem von 10 installiert ist.
17 zeigt eine Querschnittsansicht der Ventilzusammenwirkungsstifte der Endkappe von 16 in Eingriff mit den Nuten des Kolbens von 14.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Allgemein bezugnehmend auf die Figuren werden Filtersysteme mit einem NFNR-Merkmal beschrieben. Die Filtersysteme beinhalten einen bewegbaren Kolben, der über ein Gewinde mit einem Filtersystemgehäuse verbunden ist. Wenn der Kolben gedreht wird, ist der Kolben axial zwischen einer offenen Position, in der Fluid durch das Filtersystem strömen kann, und einer geschlossenen Position, in der verhindert wird, dass Fluid durch das Filtersystem strömt, bewegbar. In manchen Anordnungen ist der bewegbare Kolben durch eine Feder in Richtung der geschlossenen Position vorgespannt. Der Kolben weist eine Nut auf, die als Passfedernut wirkt. Genehmigte (d. h. originale und zugelassene) Filterkartuschen beinhalten eine Passfeder, die mit der Nut in Eingriff steht und die Filterkartusche in Bezug auf den Kolben gegen Rotation verriegelt. Demgemäß dreht, wenn eine Original-Filterpatrone in das Filtersystem eingebaut wird, indem die Filterkartusche in eine Einbauposition gedreht wird, die Filterkartusche den Kolben und bewegt den Kolben axial aus der geschlossenen Position in die offene Position, wodurch ermöglicht wird, dass Fluid durch das Filtersystem 100 strömt.
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Filtersystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. 2 zeigt eine weitere Querschnittsansicht des Filtersystems 100. Wie in 1 gezeigt, ist das Filtersystem 100 ein Flüssigkeitsfiltersystem (z. B. für Kraftstoff, Öl, Wasser usw.). Das Filtersystem 100 beinhaltet ein Filtergehäuse 102 und ein Mantelgehäuse 104. In manchen Anordnungen ist das Mantelgehäuse 104 zylindrisch geformt (obwohl andere Formen möglich sind). Das Mantelgehäuse 104 ist mit dem Gehäuse 102 über eine Gewindeverbindung lösbar verbunden, die durch erste Gewindegänge 106 an dem Mantelgehäuse 104 und zweite Gewindegänge 108 an dem Gehäuse 102 gebildet wird. Das Filtersystem beinhaltet ein Filterelement 110. Das Filterelement 110 ist lösbar in dem Mantelgehäuse 104 installiert, so dass, wenn das Mantelgehäuse 104 an dem Gehäuse 102 installiert (z. B. aufgeschraubt) ist, das Filterelement 110 ebenfalls in dem Filtersystem installiert ist (z. B. wie in 2 gezeigt).
Generell strömt zu filterndes Fluid durch das Filterelement 110 in einer Außen-Innen-Strömungsanordnung in das Mantelgehäuse, und aus dem Filtergehäuse 102 heraus.
Das Filtergehäuse 102 beinhaltet ein Ventil, das ein NFNR-Merkmal des Filtersystems 100 bildet. Das Ventil wird durch ein Ventilgehäuse 112 und einen Kolben 114 gebildet. In manchen Anordnungen ist das Ventilgehäuse 112 einstückig mit dem Gehäuse 102 ausgebildet. In anderen Anordnungen ist das Ventilgehäuse 112 mit dem Gehäuse 102 gekoppelt. Eine Querschnittsansicht des Ventilgehäuses 112 ist detaillierter in 3 gezeigt. Das Ventilgehäuse 112 beinhaltet eine Innengewindeoberfläche 302. In manchen Anordnungen ist der axiale Vorschub pro Umdrehung (d. h. die Gewindesteigung) der Innengewindeoberfläche 302 der gleiche wie die Steigung der ersten Gewindegänge 106 und der zweiten Gewindegänge 108. Das Gehäuse 112 beinhaltet eine Dichtungsoberfläche 304.
4 und 5 zeigen jeweils perspektivische Ansichten des Kolbens 114. Der Kolben beinhaltet einen mit einem Außengewinde versehenen Zylinder 402. Der mit einem Außengewinde versehenene Zylinder 402 ist so bemessen und geformt, dass er in die Innengewindeoberfläche 302 des Ventilgehäuses 112 eingreift. Der Kolben 114 beinhaltet ein Dichtungsträgerelement 404. Das Dichtungsträgerelement 404 trägt ein Dichtungselement 406. In manchen Anordnungen ist das Dichtungselement 406 ein O-Ring. Das Dichtungsträgerelement 404 ist mit dem mit einem Außengewinde versehenen Zylinder 402 durch Verlängerungselemente 408 gekoppelt. Die Verlängerungselemente 408 definieren Strömungskanäle 410. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, ermöglichen die Strömungskanäle 410, dass gefiltertes Fluid durch das Gehäuse 102 und aus dem Filtersystem 100 strömt, wenn sich das Ventil in einer offenen Position befindet. Der Kolben 114 beinhaltet ein Verriegelungsmerkmal, das durch zwei Vorsprünge 412 gebildet wird, die sich axial von dem Dichtungsträgerelement 404 erstrecken. Die Vorsprünge 412 sind voneinander beabstandet, um eine Nut 414 zu bilden. Wie unten ausführlicher beschrieben, bildet die Nut 414 eine Passfedernut.
Bezugnehmend auf 6 wird eine Querschnittsansicht eines montierten Ventils des Filtersystems 100 gezeigt. Wenn der Kolben 114 in das Ventilgehäuse 112 installiert ist, stehen die Gewinde der Innengewindeoberfläche 302 mit den Gewinden des mit einem Außengewinde versehenen Zylinders 402 in Eingriff. Dementsprechend bewegt sich der Kolben 114 axial entlang einer Mittelachse 602 des Ventils, wenn der Kolben 114 gedreht wird. Wenn sich das Ventil in der geschlossenen Position befindet, wie in 6 gezeigt, drückt das Dichtungselement 406 gegen das Dichtungsträgerelement 404 und die Dichtungsoberfläche 304, um eine Dichtung zu bilden, die verhindert, dass Fluid durch das Ventil strömt (z. B. durch die Strömungskanäle 410 strömt).
Unter erneuter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist das Filterelement 110 ein genehmigtes Filterelement und dazu konstruiert, mit dem Ventil zusammenzuwirken. Dementsprechend beinhaltet das Filterelement eine Endkappe 116, die dazu konstruiert ist, den Kolben 114 zu drehen. Eine perspektivische Ansicht des Filterelements 110 und der Endkappe 116 ist in 7 gezeigt. Die Endkappe 116 ist mit dem Filtermedium des Filterelements 110 gekoppelt. Die Endkappe 116 beinhaltet eine mittige Öffnung 702, die ermöglicht, dass gefiltertes Fluid aus dem Filterelement 110 strömt. Die Endkappe 116 beinhaltet Ausrichtungslaschen 704. Die Ausrichtungslaschen 704 sind in Schlitzen des Mantelgehäuses 104 aufgenommen und verriegeln das Filterelement 110 in Bezug auf das Mantelgehäuse 104 gegen Rotation. Dementsprechend dreht sich das Filterelement 110 mit dem Mantelgehäuse 104, wenn das Mantelgehäuse 104 durch Rotation des Mantelgehäuses 104 in das Gehäuse 102 installiert wird. Die Endkappe 116 beinhaltet ferner eine Passfeder 706, die so bemessen und geformt ist, dass sie in der Nut 414 des Kolbens 114 aufgenommen werden kann, wenn das Filterelement 110 in dem Filtersystem 100 installiert wird. Die Passfeder 706 erstreckt sich teilweise durch die Öffnung 702. 8 und 9 zeigen jeweils Querschnittsansichten der Passfeder 706, die in der Nut 414 aufgenommen ist. Wenn die Passfeder 706 in der Nut aufgenommen ist (z. B. wenn das Filterelement 110 in dem Filtersystem angebracht ist), überträgt die Passfeder 706 die Drehbewegung auf den Kolben 114, wenn sich das Filterelement 110 dreht, wodurch der Kolben 114 innerhalb des Ventilgehäuses 112 axial bewegt wird.
In 1 ist das Filterelement 110 teilweise im Filtersystem 100 installiert. Das Mantelgehäuse 104 ist nicht mit dem Gehäuse 102 verbunden. Wenn das Filterelement 110 nicht in dem Filtersystem 100 installiert ist, befindet sich das Ventil in der geschlossenen Position. In manchen Anordnungen wird das Ventil durch eine Feder, die den Kolben 114 in die in 1 gezeigte Position vorspannt, in die geschlossene Position vorgespannt. Wenn sich das Ventil in der geschlossenen Position befindet, drückt das Dichtungselement 406 gegen die Dichtungsoberfläche 304 und bildet eine Dichtung zwischen dem Kolben 114 und dem Ventilgehäuse 112. Wenn sich das Ventil in der geschlossenen Position befindet, wird verhindert, dass Fluid durch das Ventil strömt, wie durch die Pfeile 118 gezeigt. Die in 6 dargestellte Querschnittsansicht zeigt ebenfalls das Ventil in der geschlossenen Position. Wenn das Filterelement 110 teilweise in dem Filtersystem installiert ist, greift die Passfeder 706 in die Nut 414 des Kolbens 114 ein und erstreckt sich teilweise in diese hinein.
2 zeigt das Filterelement 110, das vollständig in dem Filtersystem 100 installiert ist. Um von der nicht installierten Position von 1 in die installierte Position von 2 zu wechseln, wird das Mantelgehäuse 104 mit dem Filterelement 110 in dem Filtersystem 100 in Position gedreht. Während der Rotation des Mantelgehäuses 104 werden auch das Filterelement 110 und die Endkappe 116 gedreht. Die Passfeder 706 überträgt die Rotation des Mantelgehäuses 104 und des Filterelements 110 auf den Kolben 114. Dementsprechend wird der Kolben 114 ebenfalls gedreht, wenn das Mantelgehäuse 104 durch einen Techniker gedreht wird, der das Filterelement 110 installiert. Wenn sich der Kolben 114 dreht, bewegt sich der Kolben 114 axial (z. B. entlang der Achse 602 von 6), so dass das Dichtungselement 406 aus der Dichtungsoberfläche 304 des Ventilgehäuses 112 heraus und von dieser weg gehoben wird. Wenn das Filterelement 110 vollständig installiert ist (wie in 2 gezeigt), befindet sich das Ventil in der offenen Position, und Fluid kann das Ventil passieren, wie durch die Pfeile 202 gezeigt. Die in den 8 und 9 dargestellten Querschnittsansichten zeigen ebenfalls das Ventil in der geschlossenen Position.
Bezugnehmend auf 10 wird eine Querschnittsansicht eines Filtersystems 1000 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. 11 zeigt eine einer weitere Querschnittsansicht des Filtersystems 1000. Das Filtersystem 1000 ist dem Filtersystem 100 ähnlich. Der Hauptunterschied zwischen dem Filtersystem 1000 und dem Filtersystem 100 ist die Anordnung des Ventils, das das NFNR-Merkmal des Filtersystems 1000 bildet. Dementsprechend wird eine gleiche Nummerierung verwendet, um gleiche Komponenten im Filtersystem 1000 und dem Filtersystem 100 zu bezeichnen. Das Filtersystem 1000 ist ein Flüssigkeitenfiltersystem (z. B. für Kraftstoff, Öl, Wasser usw.). Das Filtersystem 1000 beinhaltet ein Filtergehäuse 102 und ein Mantelgehäuse 104. In manchen Anordnungen hat das Mantelgehäuse 104 eine zylindrische Form. Das Mantelgehäuse 104 ist mit dem Gehäuse 102 über eine Gewindeverbindung lösbar verbunden, die durch erste Gewindegänge 106 an dem Mantelgehäuse 104 und zweite Gewindegänge 108 an dem Gehäuse 102 gebildet wird. Das Filtersystem beinhaltet ein Filterelement 110. Das Filterelement 110 ist lösbar in dem Mantelgehäuse 104 installiert, so dass, wenn das Mantelgehäuse 104 an dem Gehäuse 102 installiert ist (z. B. angeschraubt ist), das Filterelement 110 ebenfalls in dem Filtersystem 1000 installiert ist. 10 und 11 zeigen beide das Filterelement 110 in der installierten Position innerhalb des Filtersystems 100. Generell strömt zu filterndes Fluid in das Gehäuse 102 über einen Einlass 1002, durch das Filterelement 110 in einer Außen-Innen-Strömungsanordnung durch ein Ventil, das durch ein Ventilgehäuse 1004 und einen Kolben 1006 gebildet wird, und aus dem Filtergehäuse 102 durch einen Auslass 1008. Wie nachstehend genauer beschrieben wird, wirken Ventilzusammenwirkungsstifte 1608 der Endplatte 1602 mit dem Kolben 1006 zusammen, um das Ventil zu öffnen (wie in 17 gezeigt), wenn das Filterelement 110 in dem Filtersystem 1000 installiert ist.
Bezugnehmend auf 12 wird eine Querschnittsansicht des Ventils des Filtersystems 1000 in der offenen Position gezeigt. Bezugnehmend auf 13 wird eine Querschnittsansicht des Ventils des Filtersystems 1000 in der geschlossenen Position gezeigt. Das Ventil des Filtersystems 1000 beinhaltet das Ventilgehäuse 1004 und den Kolben 1006. Das Ventilgehäuse 1004 beinhaltet erste Durchflussöffnungen 1102 und zweite Durchflussöffnungen 1104 (wie in 11 gezeigt), die ermöglichen, dass Fluid durch das Ventilgehäuse 1004 strömt, wenn das Ventil offen ist. Der Kolben 1006 ist durch Verschrauben auf einem Verbindungsschaft 1202 des Ventilgehäuses 1004 aufgenommen. Demgemäß bewegt sich der Kolben 1004 axial entlang der Mittelachse 1204, wenn der Kolben 1006 in Bezug auf das Ventilgehäuse 1004 gedreht wird. Der Kolben 106 beinhaltet ein Dichtungsträgerelement 1206. Das Dichtungsträgerelement 1206 trägt ein Dichtungselement 1208. In manchen Anordnungen ist die Dichtung 1208 ein O-Ring. Wie in 13 gezeigt, drückt der Kolben 1006 das Dichtelement 1208 gegen eine Dichtungsoberfläche 1210 des Ventilgehäuses 1004, wenn sich das Ventil in der geschlossenen Position befindet, um eine Dichtung zu bilden, die verhindert, dass Fluid durch das Ventil strömt (z. B. wie durch Pfeile 1302 bezeichnet). Wenn sich das Ventil in der offenen Position befindet (z. B. wie in 12 gezeigt), wird der Kolben 1006 von der Dichtungsoberfläche 1210 weggehoben, wodurch die Dichtung zwischen dem Dichtungselement 1208 und der Dichtungsoberfläche 1210 unterbrochen wird, wodurch das Strömen von Fluid durch das Ventil ermöglicht wird (z. B. wie durch die Pfeile 1212 bezeichnet). Eine Feder 1214 spannt den Kolben 1006 in die geschlossene Position vor.
14 und 15 zeigen jeweils detaillierte perspektivische Ansichten des Kolbens 1006. Der Kolben 1006 wird im Allgemeinen durch eine Zentralwelle 1402 und das Dichtungsträgerelement 1206 gebildet. Die Zentralwelle 1402 ist hohl und mit einem Gewinde versehen (z. B. wie in 12 und 13 gezeigt). Die Zentralwelle 1402 und das Dichtungsträgerelement 1206 haben einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt (z. B. wie in 12 und 13 gezeigt). Das Dichtungsträgerelement 1206 beinhaltet eine Federklemme 1404, die ein erstes freies Ende 1406 der Feder 1214 drehfest an dem Kolben 1006 befestigt. Das zweite freie Ende 1408 der Feder 1214 ist mit dem Ventilgehäuse 1004 gekoppelt und drehfest an diesem befestigt. Dementsprechend wickelt sich die Feder 1214 auf oder ab, wenn sich der Kolben 1006 dreht. Das Dichtungsträgerelement 1206 beinhaltet eine Mehrzahl von Nuten 1502, die auf einer Fläche gegenüber der Federklemme 1404 positioniert sind. Wie unten ausführlicher beschrieben, nehmen die Nuten 1502 die Ventilzusammenwirkungsstifte 1608 der Endkappe 1602 des Filterelements 110 auf. Während der Installation des Filterelements 110 in dem Filtersystem 1000 übertragen die Ventilzusammenwirkungsstifte 1608 der Endkappe 1602 eine Rotation vom Filterelement 110 auf den Kolben 1006, wodurch das Ventil geöffnet wird. In manchen Anordnungen sind die Nuten 1502 abgeschrägt, um die Ausrichtung und das Einsetzen der Ventilzusammenwirkungsstifte 1608 in die Nuten 1502 zu erleichtern.
Bezugnehmend auf 16 ist eine perspektivische Ansicht einer Endkappe 1602 des Filterelements 110 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt. Die Endkappe 1602 ist der Endkappe 116 ähnlich. Die Endkappe 1602 ist mit dem Filtermedium des Filterelements 110 gekoppelt (z. B. wie in 10 und 11 gezeigt). Die Endkappe 1602 beinhaltet eine mittige Öffnung 1604, die ermöglicht, dass gefiltertes Fluid aus dem Filterelement 110 strömt. Die Endkappe 1602 beinhaltet Ausrichtungslaschen 1606. Die Ausrichtungslasche 1606 sind in Schlitzen des Mantelgehäuses 104 aufgenommen und verriegeln das Filterelement 110 in Bezug auf das Mantelgehäuse 104 gegen Rotation. Dementsprechend dreht sich das Filterelement 110 mit dem Mantelgehäuse 104, wenn das Mantelgehäuse 104 durch Rotation des Mantelgehäuses 104 in das Gehäuse 102 installiert wird. Die Endkappe 1602 beinhaltet ferner die Ventilzusammenwirkungsstifte 1608, die so bemessen und geformt sind, dass sie in die Nuten 1502 des Kolbens 1006 aufgenommen werden können, wenn das Filterelement 110 in dem Filtersystem 1000 installiert wird. Die Ventilzusammenwirkungsstifte 1608 erstrecken sich teilweise durch die Öffnung 1604. 17 zeigt eine Querschnittsansicht der Ventilzusammenwirkungsstifte 1608, die in die Nuten 1502 des Kolbens 1006 eingreifen.
Bezugnehmend auf 17 ist dort eine Querschnittsnahansicht der Endkappe 1602 gezeigt, die in das Ventil des Filtersystems 1000 eingreift. Wie in den 10, 11, und 17 gezeigt, treten bei Installation des Filterelements 110 in das Filtersystem 1000 die Ventilzusammenwirkungsstifte 1608 in die Nuten 1502 des Kolbens 1006 ein. Wenn das Mantelgehäuse 104 auf das Gehäuse 102 gedreht wird, übertragen die Ventilzusammenwirkungsstifte 1608 die Rotation des Filterelements 110 auf den Kolben 1006. Wenn sich der Kolben 1006 dreht, wird der Kolben 1006 axial entlang der Mittelachse 1204 aus der geschlossenen Position (von 13) in die offene Position (von 12) verschoben. Wenn das Filterelement 110 aus dem Filtersystem 1000 entfernt wird, wird das Mantelgehäuse 104 von dem Gehäuse 102 abgedreht, wodurch das Filterelement 110 gedreht wird. Dementsprechend drehen während des Entfernens des Filterelements 110 die Ventilzusammenwirkungsstifte 1608 den Kolben 1006 auf die entgegengesetzte Weise wie während der Installation, und der Kolben 1006 dreht sich, was bewirkt, dass der Kolben 1006 axial entlang der Mittelachse 1204 von der offenen Position (von 12) zu der geschlossenen Position (von 13) verschoben wird. Während des Entfernens des Filterelements 110 aus dem Filtersystem unterstützt die Feder 1214 das Schalten des Ventils von der offenen Position in die geschlossene Position.
In jedem der oben beschriebenen Filtersysteme bildet das Ventil (z. B. das Ventil, das durch das Ventilgehäuse 112 und den Kolben 114 des Filtersystems 100 gebildet wird, oder das Ventil, das durch das Ventilgehäuse 1004 und den Kolben 1006 des Filtersystems 1000 gebildet wird) ein NFNR-Merkmal. Wenn ein nicht genehmigtes Filterelement (z. B. ein Filterelement, dem die Passfeder 706 fehlt, in dem Filtersystem 100 installiert ist, ein Filterelement, dem die in dem Filtersystem 1000 installierten Ventilzusammenwirkungsstifte 1608 fehlen) entweder in dem Filtersystem 100 oder in dem Filtersystem 1000 installiert wird, bleibt das jeweilige Ventil in der geschlossenen Position. Demgemäß wird, wenn ein nicht genehmigtes Filterelement installiert wird, Fluid weder durch das Filtersystem 100 noch durch das Filtersystem 1000 strömen. Zusätzlich können die NFNR-Merkmale der Filtersysteme 100 und 1000 im Gegensatz zu NFNR-Merkmalen, die auf einer schwimmenden Komponente (z. B. einer schwimmenden Kugel) beruhen, nicht umgangen werden, indem lediglich eine Komponente gedrückt wird. Vielmehr müssen die Kolben 114 und 1006 aufgrund der Gewindeverbindung zwischen dem Kolben 114 und dem Gehäuse 112 und die Gewindeverbindung zwischen dem Kolben 1006 und dem Ventilgehäuse 1004 in Bezug auf das installierte Filterelement mit der richtigen Anzahl von Drehungen von der geschlossenen Position zu der offenen Position gedreht werden, und können nicht einfach gedrückt werden.
Es sollte beachtet werden, dass der hierin verwendete Begriff „beispielhaft“ zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen anzeigen soll, dass derartige Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen und/oder Abbildungen möglicher Ausführungsformen sind (und dass ein derartiger Begriff nicht notwendigerweise darauf schließen lassen soll, dass derartige Ausführungsformen außergewöhnliche oder hervorragende Beispiele sind).
Der hierin verwendete Begriff „verbunden“ und dergleichen bedeutet die direkte oder indirekte Verbindung von zwei Elementen miteinander. Diese Verbindung kann stationär (z. B. permanent) oder beweglich (z. B. entfernbar oder lösbar) geschehen. Diese Verbindung kann dadurch erreicht werden, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente untereinander integral als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass der Aufbau und die Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, erkennt die Fachwelt beim Lesen dieser Offenbarung unschwer, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größen, Dimensionen, Strukturen, Formen und Abschnitten der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen usw.), ohne erheblich von den neuen Lehren und Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als einstückig geformt dargestellt werden, aus mehreren Teilen oder Elementen konstruiert werden, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Anzahl separater Elemente bzw. Positionen kann geändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge von Verfahrens- oder Prozessschritten kann gemäß alternativen Ausführungsformen variiert oder neu geordnet werden. Darüber hinaus können Merkmale aus bestimmten Ausführungsformen mit Merkmalen aus anderen Ausführungsformen kombiniert werden, was dem Fachmann klar sein dürfte. Weitere Ersetzungen, Abwandlungen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls bezüglich der Konstruktion, der Betriebsbedingungen und der Anordnung der diversen, beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Filtersystem, umfassend: ein Gehäuse mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass; ein Mantelgehäuse, das lösbar mit dem Gehäuse gekoppelt ist; ein Ventil, das ein Ventilgehäuse und einen Kolben umfasst, wobei der Kolben ein Dichtungselement umfasst, das dazu konstruiert ist, eine Öffnung in dem Ventilgehäuse abzudichten, wobei der Kolben zwischen einer geschlossenen Position, in der das Dichtungselement die Öffnung abdichtet, und einer offenen Position, in der das Dichtungselement die Öffnung nicht abdichtet, wodurch Fluid durch das Ventilgehäuse strömen kann, axial bewegbar ist; und ein Filterelement, das ein Filtermedium und eine Endkappe umfasst, wobei das Filterelement dazu konstruiert ist, in dem Mantelgehäuse aufgenommen zu werden, wobei die Endkappe eine Ausrichtungslasche umfasst, die dazu konfiguriert ist, das Filterelement in Bezug auf das Mantelgehäuse gegen Rotation zu sichern, wenn das Mantelgehäuse in dem Gehäuse aufgenommen ist, wobei die Endkappe einen Ventilzusammenwirkungsvorsprung umfasst, der dazu konstruiert ist, während Installation des Filterelements in das Filtersystem eine Rotation des Filterelements und des Mantelgehäuses auf den Kolben zu übertragen, wodurch das Ventil geöffnet wird, wenn das Filterelement in dem Filtersystem installiert wird.
Filtersystem nach Anspruch 1, ferner ein Vorspannelement umfassend, das so konstruiert ist, dass es den Kolben in die geschlossene Position vorspannt.
Filtersystem nach Anspruch 1, wobei das Mantelgehäuse über eine erste Gewindeverbindung lösbar mit dem Gehäuse gekoppelt ist.
Filtersystem nach Anspruch 3, wobei der Kolben über eine zweite Gewindeverbindung mit dem Ventilgehäuse gekoppelt ist.
Filtersystem nach Anspruch 4, wobei die erste Gewindeverbindung und die zweite Gewindeverbindung den gleichen axialen Vorschub pro Umdrehung aufweisen.
Filtersystem nach Anspruch 4, wobei der Kolben eine Nut beinhaltet, die dazu konfiguriert ist zum Aufnehmen des Ventilzusammenwirkungsvorsprungs.
Filtersystem nach Anspruch 6, wobei die Endkappe eine Mehrzahl von Ventilzusammenwirkungsvorsprüngen umfasst, die den vorgenannten Ventilzusammenwirkungsvorsprung beinhaltet.
Filtersystem nach Anspruch 4, wobei der Kolben über die zweite Gewindeverbindung auf einem Verbindungsschaft des Ventilgehäuses durch Verschrauben aufgenommen wird.
Filtersystem nach Anspruch 4, wobei der Kolben einen mit einem Außengewinde versehenen Zylinder umfasst, der dazu konfiguriert ist, in eine Innengewindeoberfläche des Ventilgehäuses einzugreifen, um die zweite Gewindeverbindung bereitzustellen.
Filtersystem nach Anspruch 9, wobei der Kolben einen Dichtungsträger umfasst, der sich von dem mit einem Außengewinde versehenen Zylinder erstreckt und dazu konfiguriert ist, das Dichtungselement zu tragen.
Filterelement, umfassend: Filtermedium; und eine Endkappe, die eine Ausrichtungslasche umfasst, die dazu konfiguriert ist, das Filterelement während einer Installation des Filterelements in das Mantelgehäuse in Bezug auf ein Mantelgehäuse gegen Rotation zu sichern, wobei die Endkappe einen Ventilzusammenwirkungsvorsprung umfasst, der dazu konstruiert ist, eine Rotation des Filterelements und des Mantelgehäuses während der Installation des Filterelements auf einen Kolben eines „Kein Filter, kein Betrieb“-Ventils zu übertragen, wodurch das „Kein Filter, kein Betrieb“-Ventil geöffnet wird, wenn das Filterelement installiert wird.
Filterelement nach Anspruch 11, wobei die Endkappe eine Mehrzahl von Ventilzusammenwirkungsvorsprüngen umfasst, das den vorgenannten Ventilzusammenwirkungsvorsprung beinhaltet.
Filterelement nach Anspruch 11, wobei die Endkappe eine mittige Öffnung umfasst, die dazu konfiguriert ist, zu ermöglichen, dass gefiltertes Fluid aus dem Filterelement strömt.
Filterelement nach Anspruch 13, wobei sich der Ventilzusammenwirkungsvorsprung mindestens teilweise durch die mittige Öffnung erstreckt.
„Kein Filter, kein Betrieb“-Ventilanordnung, umfassend: ein Ventilgehäuse mit einer Öffnung, so dass Fluid durch das Ventilgehäuse strömen kann; einen Kolben, der über eine Gewindeverbindung mit dem Ventilgehäuse gekoppelt ist, wobei der Kolben ein Dichtungselement umfasst, das dazu konstruiert ist, die Öffnung in dem Ventilgehäuse abzudichten, wobei der Kolben durch Rotation des Kolbens bezüglich des Ventilgehäuses axial entlang der Gewindeverbindung in Bezug auf das Ventilgehäuse bewegbar ist, wobei der Kolben zwischen einer geschlossenen Position, in der das Dichtungselement die Öffnung abdichtet, und einer offenen Position, in der das Dichtungselement die Öffnung nicht abdichtet, wodurch ermöglicht wird, dass Fluid durch das Ventilgehäuse strömt, axial bewegbar ist.
Anordnung nach Anspruch 15, ferner ein Vorspannelement umfassend, das dazu konstruiert ist, den Kolben in die geschlossene Position vorzuspannen.
Anordnung nach Anspruch 15, wobei der Kolben eine Nut beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, einen Ventilzusammenwirkungsvorsprung eines Filterelements aufzunehmen.
Anordnung nach Anspruch 15, wobei der Kolben über die Gewindeverbindung auf einem Verbindungsschaft des Ventilgehäuses durch Verschrauben gehalten ist.
Anordnung nach Anspruch 15, wobei der Kolben einen mit einem Außengewinde versehenen Zylinder umfasst, der dazu konfiguriert ist, in eine Innengewindeoberfläche des Ventilgehäuses einzugreifen, um die Gewindeverbindung bereitzustellen.
Anordnung nach Anspruch 17, wobei der Kolben einen Dichtungsträger umfasst, der sich von dem mit einem Außengewinde versehenen Zylinder erstreckt und dazu konfiguriert ist, das Dichtungselement zu tragen.