DE112018000382T5

DE112018000382T5 - Gewellte ineinandergreifende Gehäuse-Endplatten-Schnittstellengeometrie

Info

Publication number: DE112018000382T5
Application number: DE112018000382.5T
Authority: DE
Inventors: Philip M. Quweleen; Zemin Jiang; Ted S. Loftis; Karthik Kothakota; Mano Raj Sekar; Mark J. Johnson; Aaron M. Wells; Robert A. Bannister; Joshua Crooks; Brian M. Palmer; Sean M. Grabein; Connor D. Oren
Original assignee: Cummins Filtration IP Inc
Current assignee: Cummins Filtration IP Inc
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2019-09-26
Also published as: US11724220B2; US20230277964A1; US20200384395A1; WO2018156489A1; CN110382075A

Abstract

Es wird ein Filtersystem mit einer gewellten, ineinandergreifenden Gehäuse-Endplatten-Schnittstellengeometrie beschrieben. Im Filtersystem treffen eine Filterelement-Endplatte und eine Filtergehäuse-Komponente (z.B. ein Mantelgehäuse, ein Filtermontagekopf usw.) an einer Schnittstelle zusammen. Die Filtergehäuse-Komponente umfasst ein wellenförmiges oder sich wiederholendes Muster, das mit einem passenden wellenförmigen oder sich wiederholenden Muster auf der Endplatte des Filterelements kämmt. Das wellenförmige oder sich wiederholende Muster verhindert, dass sich das Filterelement in Bezug auf die Filtergehäuse-Komponente des Filtersystems frei dreht.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Prioritätsvorteil der vorläufigen US.-Patentanmeldung Nr. 62/461,497 , eingereicht am 21. Februar 2017, und deren Inhalt hierin in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung betrifft Filtersysteme.
HINTERGRUND
Verbrennungsmotoren verbrennen im Allgemeinen eine Mischung aus Kraftstoff (z. B. Benzin, Diesel, Erdgas usw.) und Luft. Dem Motor wird auch Schmieröl zugeführt, um die verschiedenen beweglichen Komponenten des Motors zu schmieren. Entweder vor dem Eintritt in den Motor oder während des Motorbetriebs werden die Einlassluft, Kraftstoff, Schmieröl und andere Fluide in der Regel durch Filtersysteme geleitet, um Verunreinigungen (z. B. Staub, Wasser, Öl usw.) aus den Fluiden zu entfernen. Die Filtersysteme schließen Filterelemente ein, die Filtermedien aufweisen. Beim Strömen des Fluids durch das Filtermedium entfernt das Filtermedium mindestens einen Teil der Verunreinigungen in dem Fluid.
Häufig müssen die Filterelemente in den Filtersystemen regelmäßig ausgetauscht werden (z.B. bei zunehmendem Druckabfall über dem Filtermedium). Als Kosteneinsparungsmaßnahme installieren manche Techniker nachgeahmte, nicht originale oder nicht zugelassene Filterelemente in das Filtersystem (zusammenfassend als „nicht zugelassene“ Filterelemente bezeichnet). Solche nicht zugelassenen Filterelemente entsprechen möglicherweise nicht den Qualitäts-, Leistungs- und Sicherheitsparametern des Originalherstellers. Zum Beispiel kann bei den nicht zugelassenen Filterelementen eine suboptimale Dichtungstechnologie, ein suboptimales Filtermedium, ein schlechter oder unsachgemäßer Zusammenbau oder dergleichen verwendet werden. Dementsprechend können bei nicht zugelassenen Filterelementen mehr Verunreinigungen durch das Filtersystem gelangen, wodurch die nachgelagerten Komponenten (z.B. Verbrennungsmotor, Pumpen, Turbolader usw.) beschädigt werden.
KURZDARSTELLUNG
Verschiedene Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Filterelemente und Filtergehäuse, die eine gewellte ineinandergreifende Gehäuse-Endplatten-Schnittstellengeometrie aufweisen. Ein anderes Ausführungsbeispiel betrifft ein Filterelement. Das Filterelement schließt ein Filtermedium und eine erste Endplatte ein, die mit dem Filtermedium verbunden ist. Die erste Endplatte schließt eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Oberfläche ein. Die erste Endplatte schließt eine zentrale Öffnung ein, die durch die obere Oberfläche und die untere Oberfläche verläuft. Die erste Endplatte schließt umfasst mindestens einen Einlass. Die erste Endplatte schließt ferner eine erste gewellte Wand ein, die zwischen der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche angeordnet ist. Die erste gewellte Wand schließt ein sich wiederholendes Muster ein, das eine äußere unebene Umfangsfläche definiert, die so strukturiert ist, dass sie mit einem passenden sich wiederholenden Muster eines Mantelgehäuses kämmt, wenn das Filterelement in dem Mantelgehäuse eingebaut ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Filtersystem. Das Filtersystem schließt einen Filtermontagekopf mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass ein. Das Filtersystem schließt ferner ein Mantelgehäuse ein, das durch eine Gewindeverbindung abnehmbar mit dem Filtermontagekopf verbunden ist. Das Mantelgehäuse definiert eine zentrale Kammer. Das Mantelgehäuse schließt eine zweite wellenförmige Wand mit dem passenden sich wiederholenden Muster ein. Das Filtersystem schließt ferner ein Filterelement ein, das innerhalb der zentralen Kammer angeordnet ist. Das Filterelement schließt ein Filtermedium und eine erste Endplatte ein, die mit dem Filtermedium verbunden ist. Die erste Endplatte schließt eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Oberfläche ein. Die erste Endplatte schließt eine zentrale Öffnung ein, die durch die obere Oberfläche und die untere Oberfläche verläuft. Die erste Endplatte schließt ferner mindestens einen Einlass ein. Die erste Endplatte schließt ferner eine erste gewellte Wand ein, die zwischen der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche angeordnet ist. Die erste gewellte Wand schließt ein sich wiederholendes Muster ein, das eine äußere unebene Umfangsfläche definiert, die so strukturiert ist, dass sie mit dem passenden sich wiederholenden Muster des Mantelgehäuses kämmt.
Ein anderes Ausführungsbeispiel betrifft ein Filterelement. Das Filterelement schließt ein Filtermedium und eine erste Endplatte ein, die mit dem Filtermedium verbunden ist. Die erste Endplatte schließt eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Oberfläche ein. Die erste Endplatte schließt eine zentrale Öffnung ein, die durch die obere Oberfläche und die untere Oberfläche verläuft. Die erste Endplatte schließt ferner mindestens einen Einlass ein. Die erste Endplatte schließt ferner eine erste gewellte Wand ein, die zwischen der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche angeordnet ist. Die erste gewellte Wand schließt ein sich wiederholendes Muster ein, das eine äußere unebene Umfangsfläche definiert, die so strukturiert ist, dass sie mit einem passenden sich wiederholenden Muster eines Mantelgehäuses kämmt, wenn das Filterelement in dem Mantelgehäuse eingebaut ist. Die obere Oberfläche schließt eine Mutterplatte ein und die untere Oberfläche schließt eine Endplatte ein. Die Mutterplatte schließt eine obere Mutterplattenoberfläche und eine untere Mutterplattenoberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Mutterplattenoberfläche ein. Die erste gewellte Wand ist zwischen der oberen Mutterplattenoberfläche und der unteren Mutterplattenoberfläche angeordnet. Die Endplatte schließt eine obere Endplattenoberfläche und eine untere Endplattenoberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Endplattenoberfläche ein. Die obere Endplattenoberfläche ist im Wesentlichen parallel zu der unteren Mutterplattenoberfläche. Die obere Endplattenoberfläche ist von der unteren Mutterplattenoberfläche durch einen Fluiddurchgang beabstandet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Filtersystem. Das Filtersystem schließt ein Filtermontagekopf mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass ein. Das Filtersystem schließt ferner ein Mantelgehäuse ein, das durch eine Gewindeverbindung abnehmbar mit dem Filtermontagekopf verbunden ist. Das Mantelgehäuse definiert eine zentrale Kammer. Das Mantelgehäuse schließt eine zweite wellenförmige Wand mit dem passenden sich wiederholenden Muster ein. Das Filtersystem schließt ferner ein Filterelement ein, das innerhalb der zentralen Kammer angeordnet ist. Das Filterelement schließt ein Filtermedium und eine erste Endplatte ein, die mit dem Filtermedium verbunden ist. Die erste Endplatte schließt eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Oberfläche ein. Die erste Endplatte schließt eine zentrale Öffnung ein, die durch die obere Oberfläche und die untere Oberfläche verläuft. Die erste Endplatte schließt ferner mindestens einen Einlass ein. Die erste Endplatte schließt ferner eine erste gewellte Wand ein, die zwischen der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche angeordnet ist. Die erste gewellte Wand schließt ein sich wiederholendes Muster ein, das eine äußere unebene Umfangsfläche definiert, die so strukturiert ist, dass sie mit dem passenden sich wiederholenden Muster des Mantelgehäuses kämmt. Die obere Oberfläche schließt eine Mutterplatte ein und die untere Oberfläche schließt eine Endplatte ein. Die Mutterplatte schließt eine obere Mutterplattenoberfläche und eine untere Mutterplattenoberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Mutterplattenoberfläche ein. Die erste gewellte Wand ist zwischen der oberen Mutterplattenoberfläche und der unteren Mutterplattenoberfläche angeordnet. Die Endplatte schließt eine obere Endplattenoberfläche und eine untere Endplattenoberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Endplattenoberfläche ein. Die obere Endplattenoberfläche ist im Wesentlichen parallel zu der unteren Mutterplattenoberfläche. Die obere Endplattenoberfläche ist von der unteren Mutterplattenoberfläche durch einen Fluiddurchgang beabstandet.
Ein anderes Ausführungsbeispiel betrifft ein Filterelement. Das Filterelement schließt ein Filtermedium und eine erste Endplatte ein, die mit dem Filtermedium verbunden ist. Die erste Endplatte schließt eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Oberfläche ein. Die erste Endplatte schließt eine zentrale Öffnung ein, die durch die obere Oberfläche und die untere Oberfläche verläuft. Die erste Endplatte schließt ferner mindestens einen Einlass ein. Ein Flansch ragt axial von der unteren Oberfläche weg und steht senkrecht zu dieser. Die erste Endplatte schließt ferner eine erste gewellte Wand ein, die auf einer Oberfläche des Flansches angeordnet ist. Die erste gewellte Wand ragt radial von dem Flansch weg und weist ein Muster auf, das eine äußere Umfangsfläche definiert, die so strukturiert ist, dass sie mit einem passenden sich wiederholenden Muster eines Mantelgehäuses kämmt, wenn das Filterelement in dem Mantelgehäuse eingebaut ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Filtersystem. Das Filtersystem schließt ein Filtermontagekopf mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass ein. Das Filtersystem schließt ferner ein Mantelgehäuse ein, das durch eine Gewindeverbindung abnehmbar mit dem Filtermontagekopf verbunden ist. Das Mantelgehäuse definiert eine zentrale Kammer. Das Mantelgehäuse schließt eine zweite wellenförmige Wand mit dem passenden sich wiederholenden Muster ein. Das Filterelement schließt ferner ein Filterelement ein, das innerhalb der zentralen Kammer angeordnet ist. Das Filterelement schließt ein Filtermedium und eine erste Endplatte ein, die mit dem Filtermedium verbunden ist. Die erste Endplatte schließt eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Oberfläche ein. Die erste Endplatte schließt eine zentrale Öffnung ein, die durch die obere Oberfläche und die untere Oberfläche verläuft. Die erste Endplatte schließt ferner mindestens einen Einlass ein. Ein Flansch ragt axial von der unteren Oberfläche weg und steht im Wesentlichen senkrecht zu dieser. Die erste Endplatte schließt ferner eine erste gewellte Wand ein, die auf einer Oberfläche des Flansches angeordnet ist. Die erste gewellte Wand ragt radial von dem Flansch weg und weist ein Muster auf, das eine äußere Umfangsfläche definiert, die so strukturiert ist, dass sie in ein passendes sich wiederholendes Muster eines Mantelgehäuses eingreift bzw. mit diesem kämmt, wenn das Filterelement in dem Mantelgehäuse eingebaut ist.
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 zeigt eine Querschnittsansicht eines Filtersystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
2 zeigt eine Querschnittsansicht des Zusammenwirkens zwischen der ersten Endplatte und dem Mantelgehäuse des Filtersystems von 1.
3A ist eine Draufsicht eines Abschnitts des Mantelgehäuses des Filtersystems von 1.
3B zeigt eine perspektivische Ansicht des Abschnitts des Mantelgehäuses des Filtersystems von 1.
4A zeigt einen Abschnitt einer perspektivischen Ansicht einer Oberseite der ersten Endplatte des Filtersystems von 1.
4B zeigt einen Abschnitt einer perspektivischen Ansicht einer Unterseite der ersten Endplatte des Filtersystems von 1.
5A zeigt eine Draufsicht der ersten Endplatte, die in dem Mantelgehäuse des Filtersystems von 1 eingebaut ist.
5B zeigt eine Nahansicht der ersten Endplatte, die in dem Mantelgehäuse des Filtersystems von 1 eingebaut ist.
6 zeigt eine Querschnittsansicht eines nicht zugelassenen Filterelements, das unsachgemäß in das Filtersystem 1 eingebaut ist.
7A zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Endplatte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
7B zeigt eine perspektivische Ansicht eines Filtermontagekopfs gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
7C zeigt eine Querschnittsansicht der ersten Endplatte von 7A, die mit dem Filtermontagekopf von 7B verbunden ist.
8A zeigt eine perspektivische Ansicht verschiedener erster Endplatten, die in einem Mantelgehäuse eingebaut sind.
8B und 8C zeigen Ansichten einer ersten Anordnung der ersten Endplatte von 8, die im Mantelgehäuse eingebaut ist.
8D und 8E zeigen Ansichten einer zweiten Anordnung der ersten Endplatte von 8, die im Mantelgehäuse eingebaut ist.
9 zeigt eine Querschnittsansicht eines Filtersystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
10A zeigt eine perspektivische Ansicht des Mantelgehäuses des Filtersystems von 9.
10B zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des Mantelgehäuses des Filtersystems von 9.
11 zeigt eine perspektivische Ansicht des Filterelements des Filtersystems von 9.
12A zeigt eine Querschnittsansicht der ersten Endplatte des Filterelements des Filtersystems von 9.
12B zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Endplatte des Filterelements des Filtersystems von 9.
13 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Endplatte, die in dem Mantelgehäuse des Filtersystems von 9 eingebaut ist.
14 zeigt eine Querschnittsansicht eines Filtersystems gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform.
15A zeigt eine perspektivische Ansicht des Mantelgehäuses des Filtersystems von 14.
15B zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des Mantelgehäuses des Filtersystems von 14.
16 zeigt eine Querschnittsansicht des Filterelements des Filtersystems von 14.
17 zeigt eine Querschnittsansicht eines Filtersystems gemäß einer anderen beispielhaften Ausführungsform.
18A zeigt eine perspektivische Ansicht des Mantelgehäuses des Filtersystems von 17.
18B zeigt eine Querschnittsansicht eines Abschnitts des Mantelgehäuses des Filtersystems von 17.
19 zeigt eine perspektivische Ansicht des Filterelements des Filtersystems von 17.
20A zeigt eine Querschnittsansicht der ersten Endplatte des Filterelements des Filtersystems von 17.
20B zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Endplatte des Filterelements des Filtersystems von 17.
21 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Endplatte, die in dem Mantelgehäuse des Filtersystems von 17 eingebaut ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter allgemeiner Bezugnahme auf die Figuren wird ein Filtersystem mit einer gewellten ineinandergreifenden Gehäuse-Endplatten-Schnittstellengeometrie beschrieben. Im Filtersystem treffen eine Filterelement-Endplatte und eine Filtergehäuse-Komponente (z.B. ein Mantelgehäuse, ein Filtermontagekopf usw.) an einer Schnittstelle zusammen. Die Schnittstelle kann eine Dichtung zwischen der Endplatte und der Filtergehäuse-Komponente bilden. Die Filtergehäuse-Komponente schließt ein wellenförmiges oder sich wiederholendes Muster ein, das mit einem passenden wellenförmigen oder sich wiederholenden Muster auf der Endplatte des Filterelements kämmt. Die zwei wellenförmigen oder sich wiederholenden Muster „kämmen“, wenn die zwei Muster in ähnlicher Weise wie die Zähne zweier kämmender Zahnräder ineinandergreifen und miteinander verzahnt sind, wodurch eine wesentliche Drehung der Endplatte in Bezug auf die Filtergehäuse-Komponente verhindert wird (d.h. eine Drehung der Endplatte in Bezug auf die Filtergehäuse-Komponente um mehr als fünf Grad in einer bestimmten Richtung wird verhindert). In einigen Anordnungen bildet die wellenförmige ineinandergreifende Schnittstelle eine Dichtung zwischen der Filtergehäuse-Komponente und der Endplatte. In einigen Ausführungsformen kann die Endplatte mit dem wellenförmigen oder sich wiederholenden Muster eine integrierte Mutterplatte einschließen. Die Endplatte mit der integrierten Mutterplatte kann eine Ein- und Aussteckmontage des Filterelements in das Filtergehäuse ermöglichen. In anderen Ausführungsformen schließt das Muster auf der Endplatte Kämmungsvorsprünge (z.B. Finger) ein, die mit einer an der Innenseite des Filtergehäuses ausgebildeten Lippe ineinandergreifen (z.B. verrasten).
Es liegt auf der Hand, dass, wenn versucht wird, ein nicht zugelassenes Filterelement ohne das passende wellenförmige Muster in oder auf der Filtergehäuse-Komponente einzubauen, das nicht zugelassene Filterelement möglicherweise nicht an die Filtergehäuse-Komponente passt und/oder nicht die entsprechende Abdichtung mit der Filtergehäuse-Komponente bildet. Dementsprechend verhindert das wellenförmige oder sich wiederholende Muster den Einbau nicht zugelassener Filterelemente in das Filtersystem. Zusätzlich verhindert das wellenförmige oder sich wiederholende Muster, dass sich das Filterelement in Bezug auf die Filtergehäuse-Komponente des Filtersystems frei dreht.
Bezugnehmend auf 1 wird eine Querschnittsansicht eines Filtersystems 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Das Filtersystem 100 kann ein Kraftstoff-Filtersystem, ein Schmiermittel-Filtersystem, ein Hydraulikfluid-Filtersystem, ein Wasser-Filtersystem oder dergleichen sein. Das Filtersystem 100 schließt einen Filtermontagekopf 102 mit einem Einlass 104 und einem Auslass 106 ein. Der Filtermontagekopf 102 nimmt abnehmbar ein Mantelgehäuse 108 durch eine Gewindeverbindung auf. Das Mantelgehäuse 108 ist im Wesentlichen zylindrisch geformt und weist ein offenes oberes Ende angrenzend an den Filtermontagekopf 102 und ein geschlossenes unteres Ende gegenüber dem offenen oberen Ende auf. In einigen Anordnungen schließt das geschlossene untere Ende eine verschließbare Ablauföffnung, einen Sensoranschluss oder eine andere Öffnung ein, die wahlweise abgedichtet werden kann.
Ein Filterelement 110 ist im Filtersystem 100 eingebaut. Das Filterelement 110 ist in einer zentralen Kammer aufgenommen, die durch das Mantelgehäuse 108 gebildet wird. Das Filterelement 110 schließt eine erste Endplatte 112, eine zweite Endplatte 114 und ein Filtermedium 116, das zwischen der ersten Endplatte 112 und der zweiten Endplatte 114 angeordnet ist, ein. Das Filtermedium 116 ist zwischen der ersten Endplatte 112 und der zweiten Endplatte 114 zylindrisch angeordnet. Wie in 1 gezeigt, ist die erste Endplatte 112 eine offene Endplatte, die eine zentrale Öffnung 118 in Fluidverbindung mit dem Auslass 106 einschließt. Die zweite Endplatte 114 ist eine geschlossene Endplatte. Die erste Endplatte 112 schließt mindestens eine Einlassöffnung 120 in Fluidverbindung mit dem Einlass 104 ein. In einigen Anordnungen ist der gesamte Einlassströmungsbereich, der durch die mindestens eine Einlassöffnung 120 erzeugt wird, größer als das restriktivste Konstruktionsmerkmal des Systems, welches das Fluid aufnimmt, so dass die Einlassöffnungen 120 nicht das restriktivste Konstruktionsmerkmal sind.
Das Filtersystem 100 schließt ein äußeres Dichtungselement 122 und ein inneres Dichtungselement 124 ein. Das äußere Dichtungselement 122 ist in einem U-förmigen Kanal gelagert, der aus der ersten Endplatte 112 und dem Mantelgehäuse 108 gebildet ist (z.B. wie in 2 gezeigt, die eine Querschnittsansicht des Zusammenwirkens zwischen der ersten Endplatte 112 und dem Mantelgehäuse 108 zeigt). Das innere Dichtungselement 124 ist in einem U-förmigen Kanal gelagert, der durch die Vorsprünge auf der ersten Endplatte 112 gebildet ist. Wenn das Filterelement 110 und das Mantelgehäuse 108 in dem Filtersystem 100 eingebaut sind (z. B. wie in 1 gezeigt), werden das äußere Dichtungselement 122 und das innere Dichtungselement 124 gegen den Filterkopf gedrückt und bilden Dichtungen. Der Raum, der zwischen dem äußeren Dichtungselement 122 und dem inneren Dichtungselement 124 definiert ist, steht in Fluidverbindung mit dem Einlass 104 und den Einlassöffnungen 120. Der Raum innerhalb des inneren Dichtungselements 124 steht in Fluidverbindung mit dem Auslass 106 und der zentralen Öffnung 118. Dementsprechend strömt das zu filternde Fluid, wenn das Filterelement 110 in das Filtersystem eingebaut ist (wie in 1 gezeigt), durch den Einlass 104, durch die Einlassöffnungen 120, durch das Filtermedium 116 in einer Strömungsrichtung von außen nach innen, aus der zentralen Öffnung 118 und aus dem Auslass 106, wie durch die Strömungspfeile von 1 gezeigt.
Wie im Folgenden in Bezug auf 3A bis 6 näher beschrieben, schließen das Mantelgehäuse 108 und die erste Endplatte 112 passende gewellte Oberflächen ein, die kämmen, wenn das Filterelement 110 in dem Mantelgehäuse 108 eingebaut ist. Die passenden gewellten Oberflächen schließen eine Mehrzahl von Kurven oder Formen ein. Die passenden gewellten Oberflächen verhindern, dass sich das Filterelement 110 in Bezug auf das Mantelgehäuse 108 beim Einbau des Mantelgehäuses 108 in den Filtermontagekopf 102 dreht. Zusätzlich verhindert die gewellte Oberfläche des Mantelgehäuses 108, dass ein nicht zugelassenes Filterelement (z.B. ein Filterelement ohne die passende gewellte Oberfläche) in das Mantelgehäuse 108 und schließlich in das Filtersystem 100 eingebaut wird.
Es wird auf 3A und 3B Bezug genommen, wo Ansichten des Mantelgehäuses 108 gezeigt sind. 3A zeigt eine Draufsicht eines Abschnitts des Mantelgehäuses 108. 3B zeigt eine perspektivische Ansicht desselben Abschnitts des Mantelgehäuses 108, der in 3A gezeigt ist. Wie oben mit Bezug auf 1 beschrieben, schließt das Mantelgehäuse 108 ein offenes oberes Ende ein. Das offene obere Ende ist durch eine obere Oberfläche 302, eine Dichtungshaltewand 304, eine Dichtungshaltelippe 306, eine gewellte Wand 308 und eine Endplattenhaltelippe 310 definiert. In einigen Anordnungen sind die obere Oberfläche 302, die Dichtungshaltelippe 306 und die Endplattenhaltelippe 310 parallele oder im Wesentlichen parallele Oberflächen. In einigen Anordnungen sind die Dichtungshaltewand 304 und die gewellte Wand 308 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der oberen Oberfläche 302, der Dichtungshaltelippe 306 und/oder der Endplattenhaltelippe 310. Die Dichtungshaltewand 304 und die Dichtungshaltelippe 306 definieren einen ersten Abschnitt des U-förmigen Kanals (eine erste Hälfte des U-förmigen Kanals in einer Ausführungsform), der das äußere Dichtungselement 122 aufnimmt (wie vorstehend in Bezug auf 1 und 2 beschrieben). Die gewellte Wand 308 und die Endplattenhaltelippe 310 nehmen die erste Endplatte 112 auf, wenn das Filterelement 110 in dem Mantelgehäuse 108 eingebaut ist. Die gewellte Wand 308 definiert eine innere unebene Umfangsfläche, so dass nur Filterelemente mit einer komplementären gewellten Wand (z. B. der gewellten Wand 410 der ersten Endplatte 112) in dem Mantelgehäuse 108 gehalten werden können. Das gewellte Muster, das die gewellte Wand 308 definiert, kann kontinuierlich oder intermittierend über den gesamten Innenumfang der gewellten Wand 308 verlaufen. Wie hierin verwendet, kann sich „gewellt“ oder „wellenförmig“ auf ein sich wiederholendes Muster oder ein sich nicht wiederholendes Muster beziehen, das einem Wellenmuster (z.B. einem sinusförmigen Muster), einem Blumenmuster, einem Dreiecksmuster, einem kontinuierlichen Muster (z.B. einer erhabenen Oberfläche) oder einem anderen beliebigen Muster folgen kann, so dass ein passendes Muster mit dem gewellten oder wellenförmigen Muster kämmen kann.
Es wird auf 4A und 4B Bezug genommen, wo Ansichten der ersten Endplatte 112 gezeigt sind. 4A zeigt einen Abschnitt einer perspektivischen Ansicht einer Oberseite der ersten Endplatte 112. 4B zeigt einen Abschnitt einer perspektivischen Ansicht einer Unterseite der ersten Endplatte 112. Die erste Endplatte 112 schließt eine obere Oberfläche 402 und eine untere Oberfläche 404 ein. Die obere Oberfläche 402 und untere Oberfläche 404 sind parallel, oder im Wesentlichen parallel, und voneinander versetzt. Die erste Endplatte 112 schließt eine sich von der oberen Oberfläche 402 erstreckende Dichtungshaltewand 406, eine Dichtungshaltelippe 408, eine gewellte Wand 410, eine Gehäuseträgerlippe 412 und eine sich von der unteren Oberfläche erstreckende untere Wand 414 ein. In einigen Anordnungen sind die obere Oberfläche 402, die Dichtungshaltelippe 408, die Gehäuseträgerlippe 412 und die untere Oberfläche 404 alle parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander. In einigen Anordnungen sind die Dichtungshaltewand 406, die gewellte Wand 410 und die untere Wand 414 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der oberen Oberfläche 402, der unteren Oberfläche 404, der Dichtungshaltelippe 408 und/oder der Gehäuseträgerlippe 412. Die Dichtungshaltewand 406 und die Dichtungshaltelippe 408 definieren eine zweite Hälfte des U-förmigen Kanals, der das äußere Dichtungselement 122 aufnimmt (wie oben mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben). Die gewellte Wand 410 und die Gehäuseträgerlippe 412 sind so bemessen und geformt, dass sie von der gewellten Wand 308 und der Endplattenhaltelippe 310 des Mantelgehäuses 108 getragen werden, wenn das Filterelement 110 in dem Mantelgehäuse 108 eingebaut ist. Die gewellte Wand 410 definiert eine äußere unebene Umfangsfläche derart, dass sie komplementär zu der gewellten Wand 308 des Mantelgehäuses 108 ist. Das gewellte Muster, das die gewellte Wand 308 definiert, kann kontinuierlich oder intermittierend über den gesamten Innenumfang der gewellten Wand 308 verlaufen. Das gewellte Muster kann einem Wellenmuster, einem Blumenmuster, einem Dreiecksmuster oder dergleichen folgen, solange das gewellte Muster der gewellten Wand 410 mit dem gewellten Muster der gewellten Wand 308 komplementär ist.
Da das Filterelement 110 ein zugelassenes Filterelement ist, kann dementsprechend die erste Endplatte 112 im Mantelgehäuse 108 aufgenommen werden, wie in 5A und 5B gezeigt. Wenn das Filterelement 110 im Mantelgehäuse 108 eingebaut ist, kämmt die gewellte Wand 410 der ersten Endplatte 112 mit der gewellten Wand 308 des Mantelgehäuses 108 derart, dass die erste Endplatte 112 (und damit das Filterelement 110) in Bezug auf das Mantelgehäuse 108 nicht drehbar ist. Ferner bilden die erste Endplatte 112 und das Mantelgehäuse 108, wie in 2 am besten gezeigt, wenn das Filterelement 110 im Mantelgehäuse 108 eingebaut ist, einen U-förmigen Kanal, der das äußere Dichtungselement 122 aufnimmt. Das äußere Dichtungselement 122 wird von der Dichtungshaltewand 304, der Dichtungshaltelippe 306, der Dichtungshaltewand 406 und der Dichtungshaltelippe 408 getragen. Wenn das Filterelement 110 im Filtersystem 100 eingebaut ist, wird das äußere Dichtungselement 122 einer Kompression unterzogen, da es zwischen dem Filtermontagekopf 102 und dem U-förmigen Kanal zusammengedrückt wird, wodurch das äußere Dichtungselement 122 gegen die Wände des U-förmigen Kanals und den Filtermontagekopf 102 gedrückt wird. In einigen Anordnungen betragen die Wände des U-förmigen Kanals mindestens zwei Drittel der Höhe des äußeren Dichtungselements 122.
Wenn ein Techniker versucht, ein nicht zugelassenes Filterelement in das Mantelgehäuse 108 einzusetzen (z.B. ein Filterelement, das keine erste Endplatte mit der gewellten Wand 410 einschließt), wird das nicht zugelassene Filterelement nicht in das Mantelgehäuse 108 passen. Beispielsweise wird, wie in 6 gezeigt, eine erste Endplatte 602 eines nicht zugelassenen Filterelements nicht vollständig in das Mantelgehäuse 108 gleiten, da das Muster der gewellten Wand 308 verhindert, dass die erste Endplatte 602 in das Mantelgehäuse 108 gleitet. Dementsprechend wird das nicht zugelassene Filterelement um die Höhe 604 der gewellten Wand 308 gegenüber einer vollständig eingebauten Position hochstehen und um die Höhe 606 der ersten Endplatte über der Oberseite der gewellten Wand 308 sitzen. Die Höhe 604 ist ausreichend groß, um zu ermöglichen, dass die erste Endplatte 602 über die obere Oberfläche 302 des Mantelgehäuses 108 herausragt. Da die erste Endplatte 602 hochsteht, kommt die erste Endplatte 602 mit dem Filtermontagekopf 102 in Kontakt, bevor die Gewindeverbindung zwischen dem Mantelgehäuse 108 und dem Filtermontagekopf 102 in Eingriff kommt (und bevor sich Dichtungen zwischen der ersten Endplatte 602 und dem Filtermontagekopf 102 bilden), was den Einbau des nicht zugelassenen Filterelements in das Filtersystem 100 verhindert. Wenn kein Filterelement im Filtersystem 100 eingebaut ist, kann ein beliebiges entsprechendes, dem Filtersystem 100 zugeordnetes System (z.B. ein Verbrennungsmotor) am Starten gehindert werden. Die Höhe 604 kann je nach Anwendung so variiert werden, dass jedes eingebaute, nicht zugelassene Filterelement über die obere Oberfläche 302 hinausragt und somit verhindert, dass sich die Gewinde des Mantelgehäuses 108 mit den Gewinden des Filtermontagekopfes 102 verbinden.
Es wird auf 7A, 7B und 7C Bezug genommen, wo eine erste Endplatte 702 und ein Filtermontagekopf 704 gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführung gezeigt sind. Die erste Endplatte 707 und der Filtermontagekopf 704 können anstelle der ersten Endplatte 112 und des Filtermontagekopfs 102 in der gleichen Weise wie oben in Bezug auf das Filtersystem 100 beschrieben verwendet werden. Dementsprechend wird eine gleiche Nummerierung verwendet, um ähnliche Komponenten zwischen dem Filtersystem 100 und den in den 7A, 7B und 7C gezeigten Komponenten zu bezeichnen. Wie in 7A gezeigt, schließt die erste Endplatte 702 erhöhte Laschen 706 ein, die sich von der oberen Oberfläche 402 erstrecken. Obwohl drei Laschen 706 gezeigt sind, kann eine beliebige Anzahl von Laschen auf der oberen Oberfläche 402 angeordnet werden. Die Laschen sind im gleichen Radius gleichmäßig von einem Mittelpunkt der ersten Endplatte 702 beabstandet, so dass die Laschen entlang des durch den Radius und den Mittelpunkt definierten Kreises 708 liegen. Wie in 7B gezeigt, schließt der Filtermontagekopf einen kreisförmigen Kanal 710 ein. In einigen Anordnungen wird der kreisförmige Kanal 710 durch eine Kerbe 712 unterbrochen, welche die Laschen 706 während der Drehung der ersten Endplatte 702 in Bezug auf den Filtermontagekopf 704 behindert.
Wie in 7C am besten gezeigt, ist der kreisförmige Kanal 710 so bemessen und geformt, dass er die Laschen 706 der ersten Endplatte 702 aufnimmt, wenn das Filterelement 110 im Filtersystem 100 eingebaut ist. Während des Einbaus des Filterelements 110 in das Filtersystem 100 werden die Laschen 706 im Kanal 710 aufgenommen. Da das Mantelgehäuse 108 gedreht wird, um die Gewindeverbindung zwischen dem Mantelgehäuse 108 und dem Filtermontagekopf 704 herzustellen, dreht sich auch das Filterelement, bis eine der Laschen 706 an der Kerbe 712 anliegt. Das Filterelement 110 ist dann in Bezug auf den Filtermontagekopf 704 drehfest, während sich das Mantelgehäuse 108 weiterdreht. Wenn das Muster der gewellten Wand 410 mit dem passenden Muster der gewellten Wand 308 ausgerichtet ist, fallen das Filterelement 110 und die erste Endplatte 702 in das Mantelgehäuse 108 und sitzen korrekt innerhalb des Mantelgehäuses 108 (z.B. wie in 2 gezeigt). Dementsprechend dienen die Laschen 706 und der kreisförmige Kanal 710 mit der Kerbe 712 als Führungsmerkmal, das es dem Filterelement 110 ermöglicht, mühelos in das Mantelgehäuse 108 zu fallen, wenn die gewellten Muster auf dem Mantelgehäuse 108 und der ersten Endplatte 702 aneinander ausgerichtet sind. Wenn versucht wird, ein nicht zugelassenes Filterelement mit einer anderen Laschenanordnung (oder ohne Laschen) in das Filtersystem 100 einzubauen, dreht sich das nicht zugelassene Filterelement nicht und fällt wie oben beschrieben in das Mantelgehäuse 108.
Es wird auf 8A Bezug genommen, wo eine perspektivische Ansicht der Umrisse einer ersten Endplatte 802 und einer zweiten Endplatte 804 gezeigt sind, die innerhalb des Mantelgehäuses 108 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform angeordnet sind. Jede der ersten Endplatte 802 oder der zweiten Endplatte 804 kann durch die erste Endplatte 112 des Filtersystems 100 ersetzt werden. Die erste Endplatte 802 ist in dem wellenförmigen Muster, das der gewellten Wand 308 des Mantelgehäuses 108 entspricht, einbeschrieben, so dass die erste Endplatte 802 mit dem kleinen Kreis übereinstimmt, der so gezogen werden kann, dass er die Mulden des wellenförmigen Musters berührt. Die zweite Endplatte 804 umschreibt das wellenförmige Muster der gewellten Wand 308 des Mantelgehäuses 108 derart, dass die zweite Endplatte 804 mit dem größten Kreis übereinstimmt, der so gezogen werden kann, dass er die Spitzen des wellenförmigen Musters berührt. Die erste Endplatte 802 und die zweite Endplatte 804 werden im Folgenden in Bezug auf 8B bis 8E näher beschrieben.
8B und 8C zeigen jeweils unterschiedliche Ansichten der zweiten Endplatte 804, die im Mantelgehäuse 108 angeordnet ist, wie vorstehend in Bezug auf 8A beschrieben. Wie in 8B und 8C gezeigt, ist die zweite Endplatte 804 mit dem wellenförmigen Muster umschrieben, das der gewellten Wand 308 des Mantelgehäuses 108 entspricht, so dass die zweite Endplatte 804 auf der Dichtungshaltelippe 306 des Mantelgehäuses 108 aufliegt. In dieser Anordnung kontaktiert die erste Endplatte 802 nur die innersten Kanten des wellenförmigen Musters der gewellten Wand 308. In einigen Anordnungen kann die zweite Endplatte 804 eine Dichtung mit dem Mantelgehäuse 108 bilden.
8D Und 8E zeigen jeweils unterschiedliche Ansichten der ersten Endplatte 802, die innerhalb des Mantelgehäuses 108 angeordnet ist, wie vorstehend in Bezug auf 8A beschrieben. Wie in 8D und 8E gezeigt, ist die erste Endplatte 802 in das wellenförmige Muster, das der gewellten Wand 308 des Mantelgehäuses 108 entspricht, einbeschrieben, so dass die erste Endplatte 802 auf der Dichtungshaltelippe 306 des Mantelgehäuses 108 aufliegt. In dieser Anordnung kontaktiert die erste Endplatte 802 nur die innersten Kanten des wellenförmigen Musters der gewellten Wand 308. In einigen Anordnungen kann die erste Endplatte 802 eine Dichtung mit dem Mantelgehäuse 108 bilden.
Es wird auf 9 Bezug genommen, wo eine Querschnittsansicht eines Filtersystems 900 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist. Das Filtersystem 900 kann ein Kraftstoff-Filtersystem, ein Schmiermittel-Filtersystem, ein Hydraulikfluid-Filtersystem, ein Wasser-Filtersystem oder dergleichen sein. Das Filtersystem 900 ist ähnlich dem Filtersystem 100 von 1. Ein Unterschied zwischen dem Filtersystem 900 und dem Filtersystem 100 besteht in der Integration einer Mutterplatte auf der ersten Endplatte des Filtersystems 900. In ähnlicher Weise kann die erste Endplatte 912 anstelle der ersten Endplatte 112 in der gleichen Weise wie oben in Bezug auf das Filtersystem 100 beschrieben verwendet werden. Dementsprechend wird eine gleiche Nummerierung verwendet, um ähnliche Komponenten zwischen dem Filtersystem 100 und den in 9, 10A, 10B, 11, 12A, 12B und 13 gezeigten Komponenten des Filtersystems 900 zu bezeichnen. Wie in 9 gezeigt, schließt das Filtersystem 900 ein Mantelgehäuse 908 und ein Filterelement 910 ein.
Das Mantelgehäuse 908 ist im Wesentlichen zylindrisch geformt und weist ein offenes oberes Ende angrenzend an die erste Endplatte 912 und ein geschlossenes unteres Ende gegenüber dem offenen oberen Ende auf. Das untere Ende weist einen Vorsprung auf, um das Entfernen des Mantelgehäuses 908 aus dem Filterelement 910 und/oder dem Filtersystem 900 zu unterstützen. In einigen Anordnungen schließt das geschlossene untere Ende eine verschließbare Ablauföffnung ein, einen Sensoranschluss oder eine andere Öffnung, die wahlweise abgedichtet werden kann. Das Mantelgehäuse 908 schließt ein Gewindeelement 906 ein, das um das obere Ende des Mantelgehäuses 908 herum ausgebildet ist. Das Gewindeelement 906 ist konfiguriert, um mit einer Filtergehäuse-Komponente (z.B. einem Filtermontagekopf) des Filtersystems 900 mit Gewinde in Eingriff zu kommen. In einigen Ausführungsformen sind das Mantelgehäuse 908 und das Gewindeelement 906 separate Komponenten.
Ein Filterelement 910 ist im Filtersystem 900 eingebaut. Das Filterelement 910 wird in einer zentralen Kammer aufgenommen, die durch das Mantelgehäuse 908 gebildet wird.
Das Filterelement 910 schließt eine erste Endplatte 912, eine zweite Endplatte 914 und ein Filtermedium 116, das zwischen der ersten Endplatte 912 und der zweiten Endplatte 914 angeordnet ist, ein. Das Filtermedium 116 ist zwischen der ersten Endplatte 912 und der zweiten Endplatte 914 zylindrisch angeordnet. Die erste Endplatte 912 schließt einen Mutterplattenabschnitt 1102 ein, der mit einem Endplattenabschnitt 1104 integriert ist, so dass die obere Oberfläche der ersten Endplatte 912 der Mutterplattenabschnitt 1102 ist und die untere Oberfläche ein Endplattenabschnitt 1104 ist, der vertikal von dem Mutterplattenabschnitt 1102 beabstandet ist und so strukturiert ist, dass er an dem Filtermedium 116 angebracht wird. Es versteht sich, dass das Einbringen eines integrierten Mutterplattenabschnitts 1102 auf einem Endplattenabschnitt 1104 zur Bildung der ersten Endplatte 912 des Filterelements 910 die Notwendigkeit zusätzlicher Komponenten zur Verbindung mit und Abdichtung mit dem Mantelgehäuse 908 reduziert. Wie in 9 gezeigt, ist die erste Endplatte 912 eine offene Endplatte, die eine zentrale Öffnung 918 in Fluidverbindung mit einem Auslass einschließt. Die zweite Endplatte 914 ist eine geschlossene Endplatte. Die erste Endplatte 912 schließt mindestens eine Einlassöffnung in Fluidverbindung mit einem Einlass ein. In einigen Anordnungen können eine oder beide der ersten Endplatte 912 und zweiten Endplatte 914 erhöhte Laschen einschließen, die sich von einer Oberfläche erstrecken. Die Laschen können gleichmäßig im gleichen Radius von einem Mittelpunkt der ersten Endplatte 912 und der zweiten Endplatte 914 beabstandet sein, so dass die Laschen entlang des durch den Radius und den Mittelpunkt definierten Kreises liegen.
Das Filtersystem 900 schließt ein äußeres Dichtungselement 122 und ein inneres Dichtungselement 124 ein. Das äußere Dichtungselement 122 ist in einem U-förmigen Kanal gelagert, der aus der ersten Endplatte 912 und dem Mantelgehäuse 908 gebildet ist (z.B. wie in 9 gezeigt, die eine Querschnittsansicht des Zusammenwirkens zwischen der ersten Endplatte 912 und dem Mantelgehäuse 908 zeigt). Das innere Dichtungselement 124 ist in einem U-förmigen Kanal gelagert, der durch die Vorsprünge auf der ersten Endplatte 912 gebildet ist. Insbesondere wird das innere Dichtungselement 124 durch die inneren Dichtungshaltewände 1216 und die innere Dichtungshaltelippe 1124 der ersten Endplatte 1412 getragen bzw. gelagert. Wenn das Filterelement 910 und das Mantelgehäuse 908 in dem Filtersystem 900 eingebaut sind (z. B. wie in 9 gezeigt), werden das äußere Dichtungselement 122 und das innere Dichtungselement gegen eine Abdeckung oder einen Filterkopf gedrückt und bilden Dichtungen. In einigen Ausführungsformen greifen das Mantelgehäuse 908 und der Mutterplattenabschnitt 1102 der ersten Endplatte 912 ineinander, um das äußere Dichtungselement 122 zu bilden. In einigen Anordnungen steht ein Raum, der zwischen dem äußeren Dichtungselement 122 und dem inneren Dichtungselement 124 definiert ist, in Fluidverbindung mit dem Einlass und den Einlassöffnungen. Der Raum innerhalb des inneren Dichtungselements 124 steht in Fluidverbindung mit dem Auslass und der zentralen Öffnung 918. Dementsprechend strömt das zu filternde Fluid, wenn das Filterelement 910 in das Filtersystem eingebaut ist (wie in 9 gezeigt), durch den Einlass, durch die Einlassöffnungen, durch das Filtermedium 116 in einer Strömungsrichtung von außen nach innen, aus der zentralen Öffnung 918 und aus dem Auslass, wie durch die Strömungspfeile von 9 gezeigt.
Wie im Folgenden in Bezug auf 10A bis 13 näher beschrieben, schließen das Mantelgehäuse 908 und die erste Endplatte 912 passende gewellte Oberflächen ein, die kämmen, wenn das Filterelement 910 in dem Mantelgehäuse 908 eingebaut ist. Weiterhin schließt im Allgemeinen der Mutterplattenabschnitt 1102 der ersten Endplatte 912 eine obere Mutterplattenoberfläche 1220 und eine untere Mutterplattenoberfläche 1222 ein, wobei die gewellte Wand 1110 zwischen der oberen Mutterplattenoberfläche 1220 und einer unteren Mutterplattenoberfläche 1222 angeordnet ist. Die passenden gewellten Oberflächen schließen eine Mehrzahl von Kurven oder Formen ein. Die passenden gewellten Oberflächen verhindern, dass sich das Filterelement 910 in Bezug auf das Mantelgehäuse 908 beim Einbau des Mantelgehäuses 908 zum Filtermontagekopf oder zu einer anderen Filtergehäuse-Komponente dreht. Zusätzlich verhindert die gewellte Oberfläche des Mantelgehäuses 908, dass ein nicht zugelassenes Filterelement (z.B. ein Filterelement ohne die passende gewellte Oberfläche) in das Mantelgehäuse 908 und schließlich in das Filtersystem 900 eingebaut wird.
Es wird auf 10A und 10B Bezug genommen, wo Ansichten des Mantelgehäuses 908 gezeigt sind. 10A zeigt eine perspektivische Ansicht des Mantelgehäuses 908. 10B zeigt eine Querschnittsansicht des oberen Abschnitts des Mantelgehäuses 908, der in 10A gezeigt ist. Wie oben mit Bezug auf 9 beschrieben, schließt das Mantelgehäuse 908 ein offenes oberes Ende ein. Das offene obere Ende ist durch eine obere Oberfläche 1002, eine Dichtungshaltewand 1004, eine Dichtungshaltelippe 1006, eine gewellte Wand 1008 und eine Endplattenhaltelippe 1010 definiert. In einigen Anordnungen sind die obere Oberfläche 1002, die Dichtungshaltelippe 1006 und die Endplattenhaltelippe 1010 parallele oder im Wesentlichen parallele Oberflächen. In einigen Anordnungen sind die Dichtungshaltewand 1004 und die gewellte Wand 1008 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der oberen Oberfläche 1002, der Dichtungshaltelippe 1006 und/oder der Endplattenhaltelippe 1010. Die Dichtungshaltewand 1004 und die Dichtungshaltelippe 1006 definieren einen ersten Abschnitt des U-förmigen Kanals (eine erste Hälfte des U-förmigen Kanals in einer Ausführungsform), der das äußere Dichtungselement 122 aufnimmt (wie vorstehend in Bezug auf die 9 beschrieben).
Die gewellte Wand 1008 und die Endplattenhaltelippe 1010 nehmen die erste Endplatte 912 auf, wenn das Filterelement 910 im Mantelgehäuse 908 eingebaut ist. Die gewellte Wand 1008 definiert eine innere unebene Umfangsfläche, so dass nur Filterelemente mit einer komplementären gewellten Wand (z. B. die gewellte Wand 1110 der ersten Endplatte 912) im Mantelgehäuse 908 gehalten werden können. Das gewellte Muster, das die gewellte Wand 1008 definiert, kann kontinuierlich oder intermittierend über den gesamten Innenumfang der gewellten Wand 1008 verlaufen. In einigen Ausführungsformen und wie in 10A gezeigt, schließt die gewellte Wand 1008 zwölf Replikationen des gewellten Musters (z.B. Extrusion) ein, die axial um die Mitte des Mantelgehäuses 908 extrudiert sind, mit einer Mehrzahl von axialen Kerben (z.B. gebogene Extrusionen) zwischen jeder Replikation des gewellten Musters (obwohl auch eine andere Anzahl von Replikationen verwendet werden kann). Wie hierin verwendet, kann sich „gewellt“ oder „wellenförmig“ auf ein sich wiederholendes Muster oder ein sich nicht wiederholendes Muster beziehen, das einem Wellenmuster (z.B. einem sinusförmigen Muster), einem Blumenmuster, einem Dreiecksmuster oder einem anderen beliebigen Muster folgen kann, so dass ein passendes Muster mit dem gewellten oder wellenförmigen Muster kämmen kann.
11 zeigt eine perspektivische Ansicht des Filterelements 910 des Filtersystems 900 von 9. Wie vorstehend in Bezug auf 9 beschrieben, schließt das Filterelement 910 einen Mutterplattenabschnitt 1102 ein, der integral auf einem Endplattenabschnitt 1104 zum Bilden der ersten Endplatte 912 ausgebildet ist. Der Mutterplattenabschnitt 1102 und der Endplattenabschnitt 1104 können in einem einzigen Injektionsschuss gebildet werden. In einigen Ausführungsformen weist der Mutterplattenabschnitt 1102 eine andere Farbe auf als der Endplattenabschnitt 1104. Der Mutterplattenabschnitt 1102 schließt eine Mehrzahl von Rippen 1108, eine äußere Dichtungshaltelippe 1122 (wie in 12A gezeigt), eine äußere Dichtungshaltewand 1206, eine innere Dichtungshaltelippe 1124 (wie in 12A gezeigt), innere Dichtungshaltewände 1216 und eine gewellte Wand 1110 ein. In einigen Ausführungsformen trägt die Mehrzahl der Rippen 1108 zur Erleichterung beim Einbau des Filterelements 910 in das Mantelgehäuse 908 bei. In einigen Anordnungen ist der zwischen der Mehrzahl von Rippen 1108 definierte Raum Einlassöffnungen in Fluidverbindung mit einem Einlass, so dass das zu filternde Fluid durch den Einlass, durch die Einlassöffnungen und in das Filtermedium 116 strömt. Die gewellte Wand 1110 schließt ein wellenförmiges oder sich wiederholendes Muster ein, das mit dem passenden wellenförmigen oder sich wiederholenden Muster auf der Filtergehäuse-Komponente kämmt (z. B. die gewellte Wand 1008 des Mantelgehäuses 908). Die zwei wellenförmigen oder sich wiederholenden Muster „kämmen“, wenn die zwei Muster in ähnlicher Weise wie die Zähne zweier kämmender Zahnräder ineinandergreifen und verrasten, wodurch eine wesentliche Drehung der ersten Endplatte 912 in Bezug auf das Mantelgehäuse 908 verhindert wird (d.h. eine Drehung der Endplatte in Bezug auf die Filtergehäuse-Komponente um mehr als fünf Grad in einer bestimmten Richtung wird verhindert).
Es wird auf 12A und 12B Bezug genommen, wo Ansichten der ersten Endplatte 912 gezeigt sind. 12A zeigt eine Querschnittsansicht der ersten Endplatte 912. 12B zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Endplatte 912. Die erste Endplatte 912 schließt eine obere Oberfläche 1202 und eine untere Oberfläche 1204 ein. Die obere Oberfläche 1202 und untere Oberfläche 1204 sind parallel, oder im Wesentlichen parallel, und voneinander versetzt. Die obere Oberfläche 1202 schließt den Mutterplattenabschnitt 1102 der ersten Endplatte 912 ein. Die untere Oberfläche 1204 schließt den Endplattenabschnitt 1104 der ersten Endplatte 912 ein. Der Mutterplattenabschnitt 1102 der ersten Endplatte 912 schließt eine äußere Dichtungshaltewand 1206, die sich von der oberen Oberfläche 1202, erstreckt, die äußere Dichtungshaltelippe 1122, die inneren Dichtungshaltewände 1216, die sich von der oberen Oberfläche 1202 erstrecken, die innere Dichtungshaltelippe 1124, eine gewellte Wand 1110 und eine Gehäuseträgerlippe 1212 ein. In einigen Anordnungen sind die obere Oberfläche 1202, die äußere Dichtungshaltelippe 1122, die innere Dichtungshaltelippe 1124, die Gehäuseträgerlippe 1212 und die untere Oberfläche 1204 alle parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander. In einigen Anordnungen sind die äußere Dichtungshaltewand 1206, die inneren Dichtungshaltewände 1216 und die gewellte Wand 1110 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der oberen Oberfläche 1202, der unteren Oberfläche 1204, der Dichtungshaltelippe 1208 und/oder der Gehäuseträgerlippe 1212. Die äußere Dichtungshaltewand 1206 und die äußere Dichtungshaltelippe 1122 definieren eine zweite Hälfte des U-förmigen Kanals, der das äußere Dichtungselement 122 aufnimmt (wie oben mit Bezug auf 9 und 11 beschrieben).
Die gewellte Wand 1110 und die Gehäuseträgerlippe 1212 sind so bemessen und geformt, dass sie von der gewellten Wand 1008 und der Endplattenhaltelippe 1010 des Mantelgehäuses 908 getragen werden, wenn das Filterelement 910 in dem Mantelgehäuse 908 eingebaut ist. Die gewellte Wand 1110 definiert eine äußere unebene Umfangsfläche derart, dass sie komplementär zu der gewellten Wand 1008 des Mantelgehäuses 908 ist. Das gewellte Muster, das die gewellte Wand 1008 definiert, kann kontinuierlich oder intermittierend über den gesamten Innenumfang der gewellten Wand 1008 verlaufen. Das gewellte Muster kann einem Wellenmuster, einem Blumenmuster, einem Dreiecksmuster oder dergleichen folgen, solange das gewellte Muster der gewellten Wand 1110 mit dem gewellten Muster der gewellten Wand 1008 komplementär ist. In einigen Ausführungsformen und wie in 12B gezeigt, schließt die gewellte Wand 1110 zwölf Replikationen des gewellten Musters ein (z.B. Extrusion), die axial um die Mitte des Mutterplattenabschnitts 1102 der ersten Endplatte 912 extrudiert sind, die komplementär zu zwölf Replikationen des gewellten Musters sind, die axial um die Mitte des Mantelgehäuses 908 auf der gewellten Wand 1008 extrudiert sind (wobei eine andere Anzahl von Replikationen verwendet wird, wenn andere Replikationen für das gewellte Muster verwendet werden, das axial um die Mitte des Mantelgehäuses 908 an der gewellten Wand 1008 extrudiert ist).
Der Endplattenabschnitt 1104 schließt eine obere Endplattenoberfläche 1230 ein, die parallel oder im Wesentlichen parallel zu und von einer unteren Endplattenoberfläche 1232 versetzt ist. Der Endplattenabschnitt 1104 schließt einen axial herausragenden Flansch 1234 ein, der sich von der unteren Endplattenoberfläche 1232 weg zu der zweiten Endplatte 914 erstreckt. Wie zu erkennen ist, sind die obere Oberfläche 1202, die untere Oberfläche 1204, die obere Mutterplattenoberfläche 1220, die untere Mutterplattenoberfläche 1222, die obere Endplattenoberfläche 1230 und die untere Endplattenoberfläche 1232 parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander. Zusätzlich ist die obere Oberfläche 1202 der ersten Endplatte 912 ein umlaufender Vorsprung, der sich weg von und um die obere Mutterplattenoberfläche 1220 herum erstreckt. Wie in 12A gezeigt, ist die obere Mutterplattenoberfläche 1220 axial von der unteren Mutterplattenoberfläche 1222 um einen größeren Abstand verschoben als der axiale Abstand zwischen der oberen Endplattenoberfläche 1230 und der unteren Endplattenoberfläche 1232. Ein Raum 1224 ist zwischen der unteren Mutterplattenoberfläche 1222 und der oberen Endplattenoberfläche 1230 ausgebildet. Der Mutterplattenabschnitt 1102 und der Endplattenabschnitt 1104 sind so integriert, dass das Fluid durch die obere Oberfläche 1202 der ersten Endplatte 912, durch die Öffnungen zwischen den mehreren Rippen 1108 auf der oberen Mutterplattenoberfläche 1220, in den Raum 1224 und um die obere Endplattenoberfläche 1230 und den Flansch 1234 strömt, um das Filtermedium 116 zu kontaktieren. In einigen Ausführungsformen ist der Raum 1224 konfiguriert, um den Einlasskraftstoffstrom durch die erste Endplatte 912 in Richtung des Filtermediums 116 zu steuern.
Dementsprechend kann, da das Filterelement 910 ein zugelassenes Filterelement ist, die erste Endplatte 912 im Mantelgehäuse 908 aufgenommen werden, wie im Filtersystem 900 von 13 gezeigt. Wenn das Filterelement 910 im Mantelgehäuse 908 eingebaut ist, kämmt die gewellte Wand 1110 der ersten Endplatte 912 mit der gewellten Wand 1008 des Mantelgehäuses 908 derart, dass die erste Endplatte 912 (und damit das Filterelement 910) in Bezug auf das Mantelgehäuse 908 nicht drehbar ist. Wenn das Filterelement 910 im Mantelgehäuse 908 eingebaut ist, bilden die erste Endplatte 912 und das Mantelgehäuse 908 ferner einen U-förmigen Kanal, der das äußere Dichtungselement 122 aufnimmt. Das äußere Dichtungselement 122 wird durch die äußere Dichtungshaltewand 1206, die äußere Dichtungshaltelippe 1122, die Dichtungshaltewand 1004 und die Dichtungshaltelippe 1006 getragen. Wenn das Filterelement 910 im Filtersystem 100 eingebaut ist, wird das äußere Dichtungselement 122 einer Kompression unterzogen, da es zwischen einer Filtergehäuse-Komponente (z.B. Filtermontagekopf) und dem U-förmigen Kanal zusammengedrückt wird, wodurch das äußere Dichtungselement 122 gegen die Wände des U-förmigen Kanals und die Filtergehäuse-Komponente gedrückt wird. In einigen Anordnungen betragen die Wände des U-förmigen Kanals mindestens zwei Drittel der Höhe des äußeren Dichtungselements 122.
Wenn ein Techniker versucht, ein nicht zugelassenes Filterelement in das Mantelgehäuse 908 einzusetzen (z.B. ein Filterelement, das keine erste Endplatte mit der gewellten Wand 1110 einschließt), wird das nicht zugelassene Filterelement nicht in das Mantelgehäuse 908 passen. Beispielsweise wird eine erste Endplatte eines nicht zugelassenen Filterelements nicht vollständig in das Mantelgehäuse 908 gleiten, da das Muster der gewellten Wand 1008 verhindert, dass die nicht zugelassene erste Endplatte in das Mantelgehäuse 908 gleitet. Dementsprechend wird das nicht zugelassene Filterelement gegenüber einer vollständig eingebauten Position um die Höhe der gewellten Wand 1008 hochstehen und um die Höhe der nicht zugelassenen ersten Endplatte über der Oberseite der gewellten Wand 1008 sitzen. Die Höhe ist ausreichend groß, um zu ermöglichen, dass die nicht zugelassene erste Endplatte über die obere Oberfläche 1002 des Mantelgehäuses 908 herausragt. Da die nicht zugelassene erste Endplatte hochsteht, kommt die nicht zugelassene erste Endplatte mit einem Filtermontagekopf in Kontakt, bevor die Gewindeverbindung zwischen dem Mantelgehäuse 108 und dem Filtermontagekopf in Eingriff kommt (und bevor sich Dichtungen zwischen der nicht zugelassenen ersten Endplatte und dem Filtermontagekopf bilden), was den Einbau des nicht zugelassenen Filterelements in das Filtersystem 900 verhindert. Wenn kein Filterelement im Filtersystem 900 eingebaut ist, kann ein beliebiges entsprechendes dem Filtersystem 900 zugeordnetes System (z.B. ein Verbrennungsmotor) am Starten gehindert werden.
Es wird auf 14 Bezug genommen, wo eine Querschnittsansicht eines Filtersystems 1400 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist. Das Filtersystem 1400 kann ein Kraftstoff-Filtersystem, ein Schmiermittel-Filtersystem, ein Hydraulikfluid-Filtersystem, ein Wasser-Filtersystem oder dergleichen sein. Das Filtersystem 1400 ist ähnlich dem Filtersystem 100 von 1. Ein Unterschied zwischen dem Filtersystem 1400 und dem Filtersystem 100 ist das sich wiederholende Muster des Filtergehäuses wiederholt, das mit einem komplementären Muster auf einer Endplatte des Filterelements kämmt. Insbesondere schließt das Muster auf der Endplatte Kämmungsvorsprünge (z.B. Schnappfinger) ein, die mit einer an der Innenseite des Filtergehäuses ausgebildeten Lippe ineinandergreifen (z.B. verrasten). In ähnlicher Weise kann die erste Endplatte 1412 anstelle der ersten Endplatte 112 in der gleichen Weise wie oben in Bezug auf das Filtersystem 100 beschrieben verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann das Filtersystem 1400 Finger einschließen, die radial entlang der Außenseite der Endplatte (oder einer Mutterplatte) angeordnet sind, um mit einem Mantelgehäuse ineinanderzugreifen, das einen entsprechenden Satz von Schlitzen einschließt, mit denen die Finger ineinandergreifen könnten. Dementsprechend wird eine gleiche Nummerierung verwendet, um ähnliche Komponenten zwischen dem Filtersystem 100 und den in 14, 15A, 15B und 16 gezeigten Komponenten zu bezeichnen. Wie in 14 gezeigt, schließt das Filtersystem 1400 ein Mantelgehäuse 1408 und ein Filterelement 910 ein.
Das Mantelgehäuse 1408 ist im Wesentlichen zylindrisch geformt und weist ein offenes oberes Ende angrenzend an die erste Endplatte 912 und ein geschlossenes unteres Ende gegenüber dem offenen oberen Ende auf. Das untere Ende schließt ein Vorspannelement (z.B. Feder) 1420 zwischen dem unteren Ende und einer Stelle zur Aufnahme des Filterelements 1410 ein. Das Vorspannelement 1420 ist so strukturiert, dass es den „Verrastungs“-Einbau des Filterelements 1410 in das Mantelgehäuse 1408 erleichtert und eine Vorspannkraft des Filterelements 1410 aufbringt, um den Eingriff der herausragenden Wand des Filterelements mit einer komplementären Oberfläche des Mantelgehäuses 1408 sicherzustellen. In einigen Anordnungen schließt das geschlossene untere Ende eine verschließbare Ablauföffnung, einen Sensoranschluss oder eine andere Öffnung ein, die wahlweise abgedichtet werden kann. Das Mantelgehäuse 1408 ist so strukturiert, dass es in ein Gewindeelement 1406 (z.B. Bund) eingreift, das um das obere Ende des Mantelgehäuses 1408 gebildet ist. Das Gewindeelement 1406 ist konfiguriert, um auf dem Mantelgehäuse 1408 verrastet zu werden und mit einer Filtergehäuse-Komponente (z.B. einem Filtermontagekopf) des Filtersystems 1400 gewindemäßig in Eingriff zu kommen. In einigen Ausführungsformen sind das Mantelgehäuse 1408 und das Gewindeelement 1406 als eine Komponente ausgebildet. Vorteilhafterweise greifen das Gewindeelement 1406 und das Mantelgehäuse 1408 ineinander, um eine vertikale Bewegung und Drehung zwischen dem Gewindeelement 1406 und dem Mantelgehäuse 1408 zu verhindern.
Ein Filterelement 1410 ist im Filtersystem 1400 eingebaut. Das Filterelement 1410 ist in einer zentralen Kammer aufgenommen, die durch das Mantelgehäuse 1408 gebildet wird. Das Filterelement 1410 schließt eine erste Endplatte 1412, eine zweite Endplatte 1414 und ein Filtermedium 116, das zwischen der ersten Endplatte 1412 und der zweiten Endplatte 1414 angeordnet ist, ein. Das Filtermedium 116 ist zwischen der ersten Endplatte 1412 und der zweiten Endplatte 1414 zylindrisch angeordnet. Wie in 14 gezeigt, ist die erste Endplatte 1412 eine offene Endplatte, die eine zentrale Öffnung 1418 in Fluidverbindung mit einem Auslass einschließt. Die zweite Endplatte 1414 ist eine geschlossene Endplatte. Die erste Endplatte 1412 schließt mindestens eine Einlassöffnung in Fluidverbindung mit einem Einlass ein. In einigen Anordnungen können eine oder beide der ersten Endplatte 1412 und zweiten Endplatte 1414 erhöhte Laschen einschließen, die sich von einer Oberfläche erstrecken. Die Laschen können gleichmäßig im gleichen Radius von einem Mittelpunkt der ersten Endplatte 1412 und der zweiten Endplatte 1414 beabstandet sein, so dass die Laschen entlang des durch den Radius und den Mittelpunkt definierten Kreises liegen.
Das Filtersystem 1400 schließt ein äußeres Dichtungselement 122 und ein inneres Dichtungselement 124 ein. Das äußere Dichtungselement 122 ist in einem U-förmigen Kanal im Mantelgehäuse 1408 gelagert (z.B. wie in 14 gezeigt, die eine Querschnittsansicht des Kanals um die Außenseite des Mantelgehäuses 1408 zeigt). Das innere Dichtungselement 124 ist in einem U-förmigen Kanal gelagert, der durch die Vorsprünge auf der ersten Endplatte 1412 gebildet ist. Insbesondere wird das innere Dichtungselement 124 durch die inneren Dichtungshaltewände 1616 und die innere Dichtungshaltelippe 1624 der ersten Endplatte 1412 getragen. Wenn das Filterelement 1410 und das Mantelgehäuse 1408 in dem Filtersystem 1400 eingebaut sind (z. B. wie in 14 gezeigt), werden das äußere Dichtungselement 122 und das innere Dichtungselement gegen eine Abdeckung oder einen Filterkopf gedrückt und bilden Dichtungen. In einigen Anordnungen steht ein Raum, der zwischen dem äußeren Dichtungselement 122 und dem inneren Dichtungselement 124 definiert ist, in Fluidverbindung mit dem Einlass und den Einlassöffnungen. Der Raum innerhalb des inneren Dichtungselements 124 steht in Fluidverbindung mit dem Auslass und der zentralen Öffnung 1418. Dementsprechend strömt das zu filternde Fluid, wenn das Filterelement 1410 in das Filtersystem eingebaut ist (wie in 14 gezeigt), durch den Einlass, durch die Einlassöffnungen, durch das Filtermedium 116 in einer Strömungsrichtung von außen nach innen, aus der zentralen Öffnung 1418 und aus dem Auslass, wie durch die Strömungspfeile von 14 gezeigt.
Wie im Folgenden in Bezug auf 15A, 15B und 16 näher beschrieben, schließen das Mantelgehäuse 1408 und die erste Endplatte 1412 komplementäre (z.B. passende) Oberflächen ein, die kämmen, wenn das Filterelement 1410 in dem Mantelgehäuse 1408 eingebaut ist. Die passenden Oberflächen schließen mindestens eine radial herausragende Wand um eine Außenfläche der ersten Endplatte 1412 ein. Die passenden Oberflächen ermöglichen ein Einrasten des Filterelements 1410 in Bezug auf das Mantelgehäuse 1408 während des Einbaus des Mantelgehäuses 1408 in den Filtermontagekopf oder eine andere Filtergehäuse-Komponente. Nach dem Einbau behindern die passenden Oberflächen die vertikale Bewegung des Filterelements 1410 im Inneren des Mantelgehäuses 1408. Darüber hinaus verhindert die Oberfläche des Mantelgehäuses 1408, dass ein nicht zugelassenes Filterelement (z.B. ein Filterelement ohne die passende gewellte Oberfläche) in das Mantelgehäuse 1408 und schließlich in das Filtersystem 1400 eingebaut wird.
Es wird auf 15A und 15B Bezug genommen, wo Ansichten des Mantelgehäuses 1408 gezeigt sind. 15A zeigt eine perspektivische Ansicht des Mantelgehäuses 1408. 15B zeigt eine Querschnittsansicht des oberen Abschnitts des Mantelgehäuses 1408, das in 15A gezeigt ist. Wie oben mit Bezug auf 14 beschrieben, schließt das Mantelgehäuse 1408 ein offenes oberes Ende ein. Das offene obere Ende ist durch eine obere Oberfläche 1502, eine erste Dichtungshaltewand 1504, eine Dichtungshaltelippe 1522, eine zweite Dichtungshaltewand 1506, eine eingetiefte (z.B. gemusterte) Wand 1508, eine eingetiefte Lippe 1512 und eine Endplattenhaltelippe 1510 definiert. In einigen Anordnungen sind die erste Dichtungshaltewand 1504, die zweite Dichtungshaltewand 1506 und die Wand 1508 senkrecht, oder im Wesentlichen senkrecht, zur oberen Oberfläche 1502, die zweite Dichtungshaltewand 1506 und/oder die Endplattenhaltelippe 1510. Im Gegensatz zum Mantelgehäuse 108 oder Mantelgehäuse 908 ist direkt im Mantelgehäuse 1408 ein U-förmiger Kanal ausgebildet, der das äußere Dichtungselement 122 (wie vorstehend in Bezug auf 14 beschrieben) aufnimmt. Insbesondere wird das äußere Dichtungselement 122 von einem Kanal aufgenommen, der aus der ersten Dichtungshaltewand 1504, der zweiten Dichtungshaltewand 1506 und der Dichtungshaltelippe 1522 gebildet wird. Die eingetiefte Wand 1508 und die Endplattenhaltelippe 1510 nehmen die erste Endplatte 1412 auf, wenn das Filterelement 1410 im Mantelgehäuse 1408 eingebaut ist. Die eingetiefte Wand 1508 definiert eine innere eingetiefte Umfangsfläche, so dass nur Filterelemente mit zusätzlichen Vorsprüngen (z.B. die herausragende Wand 1610 der ersten Endplatte 1412) im Mantelgehäuse 1408 gehalten werden können. Das eingetiefte Muster, das die eingetiefte Wand 1508 definiert, kann kontinuierlich oder intermittierend über den gesamten Innenumfang der eingetieften Wand 1508 verlaufen. Wie hierin verwendet, kann sich „eingetieft“ auf ein sich wiederholendes Muster oder ein sich nicht wiederholendes Muster beziehen, das einem kontinuierlichen Muster, einem Wellenmuster (z.B. einem sinusförmigen Muster), einem Blumenmuster, einem Dreiecksmuster oder einem anderen beliebigen Muster folgen kann, so dass ein passendes Muster mit dem Vorsprung kämmen kann. Wie zu erkennen ist, erleichtert es die Endplattenhaltelippe 1510, dass die herausragende Wand 1610 der ersten Endplatte 1412 in die eingetiefte Wand eingreift 1508.
16 zeigt eine perspektivische Ansicht des Filterelements 1410 des Filtersystems 1400 von 14. Wie vorstehend in Bezug auf 14 beschrieben, schließt das Filterelement 1410 eine erste Endplatte 1412 mit mindestens einer radial herausragenden Wand 1610 ein. Die erste Endplatte 1412 schließt eine obere Oberfläche 1602 und eine untere Oberfläche 1604 ein. Die obere Oberfläche 1062 und untere Oberfläche 1604 sind parallel, oder im Wesentlichen parallel, und voneinander versetzt. Die erste Endplatte 1412 schließt die inneren Dichtungshaltewände 1616, die sich von der oberen Oberfläche 1602 erstrecken, eine innere Dichtungshaltelippe 1624 und, sich von der oberen Oberfläche 1602 nach unten erstreckend, einen axial herausragenden Flansch 1614 mit einer radial herausragenden Wand 1610 entlang der Oberfläche des herausragenden Flansches 1614 ein. In einigen Ausführungsformen ist der axial herausragende Flansch 1614 in radialer Richtung zum Filtermedium 116 flexibel. In einigen Anordnungen sind die obere Oberfläche 1602, die innere Dichtungshaltelippe 1624 und die untere Oberfläche 1604 alle parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander. In einigen Anordnungen sind die inneren Dichtungshaltewände 1616 und der axial herausragende Flansch 1614 senkrecht, oder im Wesentlichen senkrecht, zur oberen Oberfläche 1602, der unteren Oberfläche 1604 und der inneren Dichtungshaltelippe 1624. In einigen Anordnungen ist der axial herausragende Flansch 1614 um einen Umfang des Filterelements 1410 nicht unterbrochen. In einigen Anordnungen ist die radial herausragende Wand 1610 um einen Umfang des Filterelements 1410 nicht unterbrochen. Die radial herausragende Wand 1610 schließt eine Form (z.B. dreieckig, rechteckig, stumpf, abgewinkelt usw.) ein, die es ermöglicht, die erste Endplatte 1412 vertikal nach unten zu drücken, vorbei an der eingetieften Lippe 1512 und der Endplattenhaltelippe 1510, wodurch der axial herausragende Flansch 1614 nach innen gebeugt wird. In einigen Ausführungsformen ist die radial herausragende Wand 1610 im Wesentlichen parallel zur oberen Oberfläche 1602, der inneren Dichtungshaltelippe 1624 und der unteren Oberfläche 1604.
Da das Filterelement 1410 ein zugelassenes Filterelement ist, kann dementsprechend die erste Endplatte 1412 im Mantelgehäuse 1408 aufgenommen werden. Wenn das Filterelement 1410 in das Mantelgehäuse 1408 eingebaut wird, fällt die radial herausragende Wand 1610 der ersten Endplatte 1412 in das Mantelgehäuse 1408. Sobald die radial herausragende Wand 1610 unter die Endplattenhaltelippe 1510 gedrückt wird, behindert die Kämmung der Form der radial herausragenden Wand 1610 und der Form der Endplattenhaltelippe 1510 des Mantelgehäuses 1408 die vertikale Bewegung des Filterelements 1410 in Bezug auf das Mantelgehäuse 1408. Wie zu erkennen ist, ist das Vorspannelement 1420 so strukturiert, dass es den „Verrastungs“-Einbau des Filterelements 1410 in das Mantelgehäuse 1408 erleichtert und eine vertikale Kraft des Filterelements 1410 aufbringt, um den Eingriff der radial herausragenden Wand 1610 der ersten Endplatte 1412 mit der komplementären Oberfläche des Mantelgehäuses 1408 sicherzustellen. Mit anderen Worten „kämmen“ die beiden sich wiederholenden Muster, wenn die beiden Muster in ähnlicher Weise wie die Zähne zweier kämmender Zahnräder ineinandergreifen und verrasten, wodurch eine wesentliche Drehung der ersten Endplatte 1412 in Bezug auf das Mantelgehäuse 1408 verhindert wird.
Wie in 16 gezeigt, schließt die radial herausragende Wand 1610 ferner eine Gehäusehaltelippe 1612 ein, die komplementär zur Endplattenhaltelippe 1510 des Mantelgehäuses 1408 ist, so dass der Eingriff der Gehäuseträgerlippe 1612 und der Endplattenhaltelippe 1510 eine vertikale Bewegung des Filterelements 1410 in Bezug auf das Mantelgehäuse 1408 verhindert. Ferner nimmt der äußere Dichtungskanal (z.B. der Kanal, der durch die erste Dichtungshaltewand 1504, die zweite Dichtungshaltewand 1506 und die Dichtungshaltelippe 1522 gebildet wird) das äußere Dichtungselement 122 auf, wenn das Filterelement 1410 in dem Mantelgehäuse 1408 eingebaut ist. Wenn das Filterelement 1410 im Filtersystem 1400 eingebaut ist, wird das äußere Dichtungselement 122 einer Kompression unterzogen, da es zwischen einer Filtergehäuse-Komponente (z.B. dem Filtermontagekopf) und dem U-förmigen Kanal zusammengedrückt wird, wodurch das äußere Dichtungselement 122 gegen die Wände des U-förmigen Kanals und die Filtergehäuse-Komponente gedrückt wird. In einigen Anordnungen betragen die Wände des U-förmigen Kanals mindestens zwei Drittel der Höhe des äußeren Dichtungselements 122.
Wenn ein Techniker versucht, ein nicht zugelassenes Filterelement in das Mantelgehäuse 1408 einzusetzen (z.B. ein Filterelement, das keine erste Endplatte mit der radial herausragenden Wand 1610 einschließt), wird das nicht zugelassene Filterelement nicht in das Mantelgehäuse 1408 passen. Zum Beispiel wird eine erste Endplatte eines nicht zugelassenen Filterelements nicht ganz in das Mantelgehäuse 1408 gleiten, da das Muster der eingetieften Wand 1508 verhindert, dass die nicht zugelassene erste Endplatte in das Mantelgehäuse 1408 gleitet. Dementsprechend steht das nicht zugelassene Filterelement um die Höhe der eingetieften Wand 1508 aus einer vollständig eingebauten Position hoch und befindet sich um die Höhe der nicht zugelassenen ersten Endplatte über der Oberseite der eingetieften Wand 1508. Die Höhe ist ausreichend groß, um zu ermöglichen, dass die nicht zugelassene erste Endplatte über die obere Oberfläche 1502 des Mantelgehäuses 1408 herausragt. Da die nicht zugelassene erste Endplatte hochsteht, kommt die nicht zugelassene erste Endplatte mit einem Filtermontagekopf in Kontakt, bevor die Gewindeverbindung zwischen dem Mantelgehäuse 108 und dem Filtermontagekopf in Eingriff kommt (und bevor sich Dichtungen zwischen der nicht zugelassenen ersten Endplatte und dem Filtermontagekopf bilden), was den Einbau des nicht zugelassenen Filterelements in das Filtersystem 1400 verhindert. Wenn kein Filterelement im Filtersystem 1400 eingebaut ist, kann ein beliebiges entsprechendes dem Filtersystem 1400 zugeordnetes System (z.B. ein Verbrennungsmotor) am Starten gehindert werden.
Es wird auf 17 Bezug genommen, wo eine Querschnittsansicht eines Filtersystems 1700 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist. Das Filtersystem 1700 kann ein Kraftstoff-Filtersystem, ein Schmiermittel-Filtersystem, ein Hydraulikfluid-Filtersystem, ein Wasser-Filtersystem oder dergleichen sein. Das Filtersystem 1700 ist dem Filtersystem 900 von 9 in vieler Hinsicht ähnlich. Ein Unterschied zwischen dem Filtersystem 1700 und dem Filtersystem 900 besteht in einer Modifikation der gewellten Wand der Mutterplatte, wo die Mutterplatte mit dem Gehäuse ineinandergreift. Das Filtersystem 1700 schließt im Vergleich zum Filtersystem 900 ein anderes Muster und eine andere Anzahl von replizierten Mustern ein, die axial um die Mitte der ersten Endplatte 1712 und des Mantelgehäuses 1708 extrudiert sind. In einigen Ausführungsformen schließt das Filtersystem 1700 sechs Replikationen des axial um die Mitte des Filtersystems 1700 extrudierten Musters auf den gewellten Wänden des Mantelgehäuses 1708 und der ersten Endplatte 1712 ein, im Gegensatz zu zwölf Replikationen des axial um die Mitte des Filtersystems 900 extrudierten Musters auf den gewellten Wänden des Mantelgehäuses 908 und der ersten Endplatte 912. Wie zu erkennen ist, verhindern die unterschiedlichen gewellten Muster, dass die erste Endplatte 912 anstelle der ersten Endplatte 1712 mit dem Mantelgehäuse 1708 des Filtersystems 1700 verwendet wird. Damit zusammenhängend verhindern die unterschiedlichen gewellten Muster, dass die erste Endplatte 1712 anstelle der ersten Endplatte 912 mit dem Mantelgehäuse 908 des Filtersystems 900 verwendet wird. Dementsprechend wird eine gleiche Nummerierung verwendet, um ähnliche Komponenten zwischen dem Filtersystem 900 und den in 17, 18A, 18B, 19, 20A, 20B und 21 gezeigten Komponenten des Filtersystems 1700 zu bezeichnen. Wie in 17 gezeigt, schließt das Filtersystem 1700 ein Mantelgehäuse 1708 und ein Filterelement 1710 ein.
Das Mantelgehäuse 1708 ist im Wesentlichen zylindrisch geformt und weist ein offenes oberes Ende angrenzend an die erste Endplatte 1712 und ein geschlossenes unteres Ende gegenüber dem offenen oberen Ende auf. Das untere Ende weist einen Vorsprung auf, um das Entfernen des Mantelgehäuses 1708 aus dem Filterelement 1710 und/oder dem Filtersystem 1700 zu unterstützen. In einigen Anordnungen schließt das geschlossene untere Ende eine verschließbare Ablauföffnung, einen Sensoranschluss oder eine andere Öffnung ein, die wahlweise abgedichtet werden kann. Das Mantelgehäuse 1708 schließt ein Gewindeelement 1706 ein, das um das obere Ende des Mantelgehäuses 1708 herum ausgebildet ist. Das Gewindeelement 1706 ist konfiguriert, um mit den Gewinden einer Filtergehäuse-Komponente (z. B. eines Filtermontagekopfs) des Filtersystems 1700 in Eingriff zu kommen. In einigen Ausführungsformen sind das Mantelgehäuse 1708 und das Gewindeelement 1706 separate Komponenten.
Ein Filterelement 1710 ist im Filtersystem 1700 eingebaut. Das Filterelement 1710 wird in einer zentralen Kammer aufgenommen, die durch das Mantelgehäuse 1708 gebildet wird. Das Filterelement 1710 schließt eine erste Endplatte 1712, eine zweite Endplatte 1714 und ein Filtermedium 116, das zwischen der ersten Endplatte 1712 und der zweiten Endplatte 1714 angeordnet ist, ein. Das Filtermedium 116 ist zwischen der ersten Endplatte 1712 und der zweiten Endplatte 1714 zylindrisch angeordnet. Die erste Endplatte 1712 schließt einen Mutterplattenabschnitt 1902 ein, der mit einem Endplattenabschnitt 1904 eine Einheit bildet, so dass die obere Oberfläche der ersten Endplatte 1712 der Mutterplattenabschnitt 1902 ist und die untere Oberfläche ein Endplattenabschnitt 1904 ist, der vertikal von dem Mutterplattenabschnitt 1902 beabstandet ist und so strukturiert ist, dass er an dem Filtermedium 116 angebracht wird. Es versteht sich, dass das Einbringen eines integrierten Mutterplattenabschnitts 1902 auf einem Endplattenabschnitt 1904 zur Bildung der ersten Endplatte 1712 des Filterelements 1710 die Notwendigkeit zusätzlicher Komponenten zur Verbindung mit und Abdichtung mit dem Mantelgehäuse 1708 reduziert. Wie in 17 gezeigt, ist die erste Endplatte 1712 eine offene Endplatte, die eine zentrale Öffnung 1718 in Fluidverbindung mit einem Auslass einschließt. Die zweite Endplatte 1714 ist eine geschlossene Endplatte. Die erste Endplatte 1712 schließt mindestens eine Einlassöffnung in Fluidverbindung mit einem Einlass ein. In einigen Anordnungen können eine oder beide der ersten Endplatte 1712 und zweiten Endplatte 1714 erhöhte Laschen einschließen, die sich von einer Oberfläche erstrecken. Die Laschen können gleichmäßig im gleichen Radius von einem Mittelpunkt der ersten Endplatte 1712 und der zweiten Endplatte 1714 beabstandet sein, so dass die Laschen entlang des durch den Radius und den Mittelpunkt definierten Kreises liegen.
Das Filtersystem 1700 schließt ein äußeres Dichtungselement 122 und ein inneres Dichtungselement 124 ein. Das äußere Dichtungselement 122 ist in einem U-förmigen Kanal gelagert, der aus der ersten Endplatte 1712 und dem Mantelgehäuse 1708 gebildet ist (z.B. wie in 17 gezeigt, die eine Querschnittsansicht des Zusammenwirkens zwischen der ersten Endplatte 1712 und dem Mantelgehäuse 1708 zeigt). Das innere Dichtungselement 124 ist in einem U-förmigen Kanal gelagert, der durch die Vorsprünge auf der ersten Endplatte 1712 gebildet ist. Insbesondere wird das innere Dichtungselement 124 durch die inneren Dichtungshaltewände 2016 und die innere Dichtungshaltelippe 1924 der ersten Endplatte 1712 getragen. Wenn das Filterelement 1710 und das Mantelgehäuse 1708 in dem Filtersystem 1700 eingebaut sind (z. B. wie in 17 gezeigt), werden das äußere Dichtungselement 122 und das innere Dichtungselement gegen eine Abdeckung oder einen Filterkopf gedrückt und bilden Dichtungen. In einigen Ausführungsformen greifen das Mantelgehäuse 1708 und der Mutterplattenabschnitt 1902 der ersten Endplatte 1712 ineinander, um das äußere Dichtungselement 122 zu bilden. In einigen Anordnungen steht ein Raum, der zwischen dem äußeren Dichtungselement 122 und dem inneren Dichtungselement 124 definiert ist, in Fluidverbindung mit dem Einlass und den Einlassöffnungen. Der Raum innerhalb des inneren Dichtungselements 124 steht in Fluidverbindung mit dem Auslass und der zentralen Öffnung 1718. Dementsprechend strömt das zu filternde Fluid, wenn das Filterelement 1710 in das Filtersystem eingebaut ist (wie in 17 gezeigt), durch den Einlass, durch die Einlassöffnungen, durch das Filtermedium 116 in einer Strömungsrichtung von außen nach innen, aus der zentralen Öffnung 918 und aus dem Auslass, wie durch die Strömungspfeile von 17 gezeigt.
Wie im Folgenden in Bezug auf 18A bis 21 näher beschrieben, schließen das Mantelgehäuse 1708 und die erste Endplatte 1712 passende gewellte Oberflächen ein, die kämmen, wenn das Filterelement 1710 in dem Mantelgehäuse 1708 eingebaut ist. Weiterhin schließt im Allgemeinen der Mutterplattenabschnitt 1902 der ersten Endplatte 1712 eine obere Mutterplattenoberfläche 2020 und eine untere Mutterplattenoberfläche 2029 ein, wobei die gewellte Wand 1910 zwischen der oberen Mutterplattenoberfläche 2020 und einer unteren Mutterplattenoberfläche 2029 angeordnet ist. Die passenden gewellten Oberflächen schließen eine Mehrzahl von Kurven oder Formen ein. Die passenden gewellten Oberflächen verhindern, dass sich das Filterelement 1710 in Bezug auf das Mantelgehäuse 1708 beim Einbau des Mantelgehäuses 1708 zum Filtermontagekopf oder einer anderen Filtergehäuse-Komponente dreht. Zusätzlich verhindert die gewellte Oberfläche des Mantelgehäuses 1708, dass ein nicht zugelassenes Filterelement (z.B. ein Filterelement ohne die passende gewellte Oberfläche) in das Mantelgehäuse 1708 und schließlich in das Filtersystem 1700 eingebaut wird.
Es wird auf 18A und 18B Bezug genommen, wo Ansichten des Mantelgehäuses 1708 gezeigt sind. 18A zeigt eine perspektivische Ansicht des Mantelgehäuses 1708. 18B Zeigt eine Querschnittsansicht des oberen Abschnitts des Mantelgehäuses 1708, der in 18A gezeigt ist. Wie oben mit Bezug auf 17 beschrieben, schließt das Mantelgehäuse 1708 ein offenes oberes Ende ein. Das offene obere Ende ist durch eine obere Oberfläche 1802, eine Dichtungshaltewand 1804, eine Dichtungshaltelippe 1806, eine gewellte Wand 1808 und eine Endplattenhaltelippe 1810 definiert. In einigen Anordnungen sind die obere Oberfläche 1802, die Dichtungshaltelippe 1806 und die Endplattenhaltelippe 1810 parallele oder im Wesentlichen parallele Oberflächen. In einigen Anordnungen sind die Dichtungshaltewand 1804 und die gewellte Wand 1808 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der oberen Oberfläche 1802, der Dichtungshaltelippe 1806 und/oder der Endplattenhaltelippe 1810. Die Dichtungshaltewand 1804 und die Dichtungshaltelippe 1806 definieren einen ersten Abschnitt des U-förmigen Kanals (eine erste Hälfte des U-förmigen Kanals in einer Ausführungsform), der das äußere Dichtungselement 122 aufnimmt (wie vorstehend in Bezug auf die 17 beschrieben).
Die gewellte Wand 1808 und die Endplattenhaltelippe 1810 nehmen die erste Endplatte 1712 auf, wenn das Filterelement 1710 in dem Mantelgehäuse 1708 eingebaut ist. Die gewellte Wand 1808 definiert eine innere unebene Umfangsfläche, so dass nur Filterelemente mit einer komplementären gewellten Wand (z. B. die gewellte Wand 1910 der ersten Endplatte 1712) im Mantelgehäuse 1708 gehalten werden können. Das gewellte Muster, das die gewellte Wand 1808 definiert, kann kontinuierlich oder intermittierend über den gesamten Innenumfang der gewellten Wand 1808 verlaufen. In einigen Ausführungsformen und wie in 18A gezeigt, schließt die gewellte Wand 1808 sechs Replikationen des gewellten Musters (z.B. Extrusion) ein, die axial um die Mitte des Mantelgehäuses 1708 extrudiert sind. Wie hierin verwendet, kann sich „gewellt“ oder „wellenförmig“ auf ein sich wiederholendes Muster oder ein sich nicht wiederholendes Muster beziehen, das einem Wellenmuster (z.B. einem sinusförmigen Muster), einem Blumenmuster, einem Dreiecksmuster oder einem anderen beliebigen Muster folgen kann, so dass ein passendes Muster mit dem gewellten oder wellenförmigen Muster kämmen kann.
19 zeigt eine perspektivische Ansicht des Filterelements 1710 des Filtersystems 1700 von 17. Wie vorstehend in Bezug auf 17 beschrieben, schließt das Filterelement 1710 einen Mutterplattenabschnitt 1902 ein, der integral auf einem Endplattenabschnitt 1904 zum Bilden der ersten Endplatte 1712 ausgebildet ist. Der Mutterplattenabschnitt 1902 und der Endplattenabschnitt 1904 können in einem einzigen Injektionsschuss gebildet werden. In einigen Ausführungsformen weist der Mutterplattenabschnitt 1902 eine andere Farbe auf als der Endplattenabschnitt 1904. Der Mutterplattenabschnitt 1902 schließt eine Mehrzahl von Rippen 1908, eine äußere Dichtungshaltelippe 1922 (wie in 20A gezeigt), eine äußere Dichtungshaltewand 2006, eine innere Dichtungshaltelippe 1924 (wie in 20A gezeigt), innere Dichtungshaltewände 2016 und eine gewellte Wand 1910 ein. In einigen Ausführungsformen trägt die Mehrzahl der Rippen 1908 zur Erleichterung beim Einbau des Filterelements 1710 in das Mantelgehäuse 1708 bei. In einigen Anordnungen handelt es sich bei dem zwischen der Mehrzahl von Rippen 1908 definierten Raum um Einlassöffnungen in Fluidverbindung mit einem Einlass, so dass das zu filternde Fluid durch den Einlass, durch die Einlassöffnungen und in das Filtermedium 116 strömt. Die gewellte Wand 1910 schließt ein wellenförmiges oder sich wiederholendes Muster ein, das mit dem passenden wellenförmigen oder sich wiederholenden Muster auf der Filtergehäuse-Komponente kämmt (z. B. der gewellten Wand 1808 des Mantelgehäuses 1708). Die zwei wellenförmigen oder sich wiederholenden Muster „kämmen“, wenn die zwei Muster in ähnlicher Weise wie die Zähne zweier kämmender Zahnräder ineinandergreifen und verrasten, wodurch eine wesentliche Drehung der ersten Endplatte 1712 in Bezug auf das Mantelgehäuse 1708 verhindert wird (d.h. eine Drehung der Endplatte in Bezug auf die Filtergehäuse-Komponente um mehr als fünf Grad in einer bestimmten Richtung wird verhindert).
Es wird auf 20A und 20B Bezug genommen, wo Ansichten der ersten Endplatte 1712 gezeigt sind. 12A zeigt eine Querschnittsansicht der ersten Endplatte 1712. 20B zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten Endplatte 1712. Die erste Endplatte 1712 schließt eine obere Oberfläche 2002 und eine untere Oberfläche 2004 ein. Die obere Oberfläche 2002 und untere Oberfläche 2004 sind parallel, oder im Wesentlichen parallel, und voneinander versetzt. Die obere Oberfläche 2002 schließt den Mutterplattenabschnitt 1902 der ersten Endplatte 1712 ein. Die untere Oberfläche 2004 schließt den Endplattenabschnitt 1904 der ersten Endplatte 1712 ein. Der Mutterplattenabschnitt 1902 der ersten Endplatte 1712 schließt eine äußere Dichtungshaltewand 2006, die sich von der oberen Oberfläche 2002, erstreckt, die äußere Dichtungshaltelippe 1922, die inneren Dichtungshaltewände 2016, die sich von der oberen Oberfläche 2002 erstrecken, die innere Dichtungshaltelippe 1924, eine gewellte Wand 1910 und eine Gehäuseträgerlippe 2012 ein. In einigen Anordnungen sind die obere Oberfläche 2002, die äußere Dichtungshaltelippe 1922, die innere Dichtungshaltelippe 1924, die Gehäuseträgerlippe 2012 und die untere Oberfläche 2004 alle parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander. In einigen Anordnungen sind die äußere Dichtungshaltewand 2006, die inneren Dichtungshaltewände 2016 und die gewellte Wand 1910 senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der oberen Oberfläche 2002, der unteren Oberfläche 2004, der Dichtungshaltelippe 2008 und/oder der Gehäuseträgerlippe 2012. Die äußere Dichtungshaltewand 2006 und die äußere Dichtungshaltelippe 1922 definieren eine zweite Hälfte des U-förmigen Kanals, der das äußere Dichtungselement 122 aufnimmt (wie oben mit Bezug auf 17 und 19 beschrieben).
Die gewellte Wand 1910 und die Gehäuseträgerlippe 2012 sind so bemessen und geformt, dass sie von der gewellten Wand 1808 und der Endplattenhaltelippe 1810 des Mantelgehäuses 1708 getragen werden, wenn das Filterelement 1710 im Mantelgehäuse 1708 eingebaut ist. Die gewellte Wand 1910 definiert eine äußere unebene Umfangsfläche derart, dass sie komplementär zu der gewellten Wand 1808 des Mantelgehäuses 1708 ist. Das gewellte Muster, das die gewellte Wand 1808 definiert, kann kontinuierlich oder intermittierend über den gesamten Innenumfang der gewellten Wand 1808 verlaufen. Das gewellte Muster kann einem Wellenmuster, einem Blumenmuster, einem Dreiecksmuster oder dergleichen folgen, solange das gewellte Muster der gewellten Wand 1910 mit dem gewellten Muster der gewellten Wand 1808 komplementär ist. In einigen Ausführungsformen und wie in 20B gezeigt, schließt die gewellte Wand 1910 sechs Replikationen des gewellten Musters ein (z.B. Extrusion), die axial um die Mitte des Mutterplattenabschnitts 1902 der ersten Endplatte 1712 extrudiert sind, die komplementär mit sechs Replikationen des gewellten Musters sind, die axial um die Mitte des Mantelgehäuses 1708 auf der gewellten Wand 1008 extrudiert sind.
Der Endplattenabschnitt 1904 schließt eine obere Endplattenoberfläche 2030 ein, die parallel oder im Wesentlichen parallel zu und von einer unteren Endplattenoberfläche 2032 versetzt ist. Der Endplattenabschnitt 1904 schließt einen axial herausragenden Flansch 2034 ein, der sich von der unteren Endplattenoberfläche 2032 weg zu der zweiten Endplatte 1714 erstreckt. Wie zu erkennen ist, sind die obere Oberfläche 2002, die untere Oberfläche 2004, die obere Mutterplattenoberfläche 2020, die untere Mutterplattenoberfläche 2029, die obere Endplattenoberfläche 2030 und die untere Endplattenoberfläche 2032 parallel oder im Wesentlichen parallel zueinander. Zusätzlich ist die obere Oberfläche 2002 der ersten Endplatte 1712 ein umlaufender Vorsprung, der sich weg von und um die obere Mutterplattenoberfläche 2020 herum erstreckt. Wie in 20A gezeigt, ist die obere Mutterplattenoberfläche 2020 axial von der unteren Mutterplattenoberfläche 2029 um einen größeren Abstand verschoben als der axiale Abstand zwischen der oberen Endplattenoberfläche 2030 und der unteren Endplattenoberfläche 2032. Ein Raum 2024 ist zwischen der unteren Mutterplattenoberfläche 2029 und der oberen Endplattenoberfläche 2030 ausgebildet. Der Mutterplattenabschnitt 1902 und der Endplattenabschnitt 1904 sind so integriert, dass das Fluid durch die obere Oberfläche 2002 der ersten Endplatte 1712, durch die Öffnungen zwischen den mehreren Rippen 1908 auf der oberen Mutterplattenoberfläche 2020, in den Raum 2024 und um die obere Endplattenoberfläche 1230 und den Flansch 1234 strömt, um das Filtermedium 116 zu kontaktieren. In einigen Ausführungsformen ist der Raum 2024 konfiguriert, um den Einlasskraftstoffstrom durch die erste Endplatte 1712 in Richtung des Filtermediums 116 zu steuern.
Dementsprechend kann, da das Filterelement 1710 ein zugelassenes Filterelement ist, die erste Endplatte 1712 im Mantelgehäuse 1708 aufgenommen werden, wie im Filtersystem 1700 von 21 gezeigt. Wenn das Filterelement 1710 im Mantelgehäuse 1708 eingebaut ist, kämmt die gewellte Wand 1910 der ersten Endplatte 1712 mit der gewellten Wand 1808 des Mantelgehäuses 1708 derart, dass die erste Endplatte 1712 (und damit das Filterelement 1710) in Bezug auf das Mantelgehäuse 1708 nicht drehbar ist. Wenn das Filterelement 1710 in dem Mantelgehäuse 1708 eingebaut ist, bilden die erste Endplatte 1712 und das Mantelgehäuse 1708 ferner einen U-förmigen Kanal, der das äußere Dichtungselement 122 aufnimmt. Das äußere Dichtungselement 122 wird durch die äußere Dichtungshaltewand 2006, die äußere Dichtungshaltelippe 1922, die Dichtungshaltewand 1804 und die Dichtungshaltelippe 1806 getragen. Wenn das Filterelement 1710 im Filtersystem 1700 eingebaut ist, wird das äußere Dichtungselement 122 einer Kompression unterzogen, da es zwischen einer Filtergehäuse-Komponente (z.B. Filtermontagekopf) und dem U-förmigen Kanal gedrückt wird, wodurch das äußere Dichtungselement 122 gegen die Wände des U-förmigen Kanals und die Filtergehäuse-Komponente gedrückt wird. In einigen Anordnungen betragen die Wände des U-förmigen Kanals mindestens zwei Drittel der Höhe des äußeren Dichtungselements 122.
Wenn ein Techniker versucht, ein nicht zugelassenes Filterelement in das Mantelgehäuse 1708 einzusetzen (z.B. ein Filterelement, das keine erste Endplatte mit der gewellten Wand 1910 einschließt), wird das nicht zugelassene Filterelement nicht in das Mantelgehäuse 1708 passen. Beispielsweise wird eine erste Endplatte eines nicht zugelassenen Filterelements nicht vollständig in das Mantelgehäuse 1708 gleiten, da das Muster der gewellten Wand 1808 verhindert, dass die nicht zugelassene erste Endplatte in das Mantelgehäuse 1708 gleitet. Dementsprechend wird das nicht zugelassene Filterelement gegenüber einer vollständig eingebauten Position um die Höhe der gewellten Wand 1808 hochstehen und um die Höhe der nicht zugelassenen ersten Endplatte über der Oberseite der gewellten Wand 1808 sitzen. Die Höhe ist ausreichend groß, um zu ermöglichen, dass die nicht zugelassene erste Endplatte über die obere Oberfläche 1802 des Mantelgehäuses 1708 herausragt. Da die nicht zugelassene erste Endplatte hochsteht, kommt die nicht zugelassene erste Endplatte mit einem Filtermontagekopf in Kontakt, bevor die Gewindeverbindung zwischen dem Mantelgehäuse 908 und dem Filtermontagekopf in Eingriff kommt (und bevor sich Dichtungen zwischen der nicht zugelassenen ersten Endplatte und dem Filtermontagekopf bilden), was den Einbau des nicht zugelassenen Filterelements in das Filtersystem 1700 verhindert. Wenn kein Filterelement im Filtersystem 1700 eingebaut ist, kann ein beliebiges entsprechendes dem Filtersystem 1700 zugeordnetes System (z.B. ein Verbrennungsmotor) am Starten gehindert werden.
Das vorstehend beschriebene wellenförmige Muster einer der vorstehend beschriebenen Anordnungen (z.B. der gewellten Wände 308, 410, 1008, 1110, 1508, 1610, 1808 und 1910) kann von Produkt zu Produkt variiert werden, um verschiedene Eigenschaften bestimmter Filtersysteme von Filterelementen zu bezeichnen. Die Unterscheidungseigenschaften können jede Kombination aus Mediumtyp, Filterelementlebensdauer, Anwendung (z.B. On- vs. Off-Highway), Filtertyp (z.B. Kraftstoff, Öl, Wasser, etc.), Vorhandensein spezieller Komponenten (z.B. Koaleszenzschichten, Siebe, etc.), Filtermedienqualität, Filterelementwirkungsgrad oder ISO-Code, Bezeichnung der Filterelementstufe, Vorhandensein von Sensoren oder dergleichen einschließen. Das wellenförmige Muster kann durch Variation der Form des Musters (z.B. abgerundete Blütenblätter, gezackte Zähne, geometrische Formen usw.), der Häufigkeit des Musters (z.B. die Anzahl der Blätter, Zähne usw.), der Farbe der Endplatte, des Materials der Endplatte, der Größe der Eingangslöcher, der Anzahl der Eingangslöcher, der Tiefe des Musters oder einer Kombination derselben verändert 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. Dieses Verbinden 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 einstückig als ein einheitlicher Körper ausgebildet sind, oder dadurch, dass die beiden Elemente oder die beiden Elemente und beliebige weitere Zwischenelemente aneinander befestigt sind.
Bezugnahmen hierin auf die Positionen der Elemente (z. B. „Ober-“, „Unter-“, „oben“, „unten“ usw.) beschreiben lediglich die Ausrichtung der unterschiedlichen Elemente in den Figuren. Es sollte beachtet werden, dass die Ausrichtung verschiedener Elemente je nach anderen beispielhaften Ausführungsformen unterschiedlich ausfallen kann und die vorliegende Offenbarung derartige Varianten umfasst.
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 Proportionen 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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62461497 [0001]

Claims

Filterelement, umfassend: ein Filtermedium; und eine erste Endplatte, die mit dem Filtermedium verbunden ist, wobei die erste Endplatte Folgendes umfasst: eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Oberfläche, eine zentrale Öffnung ein, die durch die obere Oberfläche und die untere Oberfläche verläuft, mindestens einen Einlass, und eine erste gewellte Wand, die zwischen der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche angeordnet ist, wobei die erste gewellte Wand ein Muster aufweist, das eine äußere, unebene Umfangsfläche definiert, die so strukturiert ist, dass sie mit einem passenden Muster eines Mantelgehäuses kämmt, wenn das Filterelement in dem Mantelgehäuse eingebaut ist.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei das Muster eine Mehrzahl von ineinandergreifenden Merkmalen hat.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei die erste Endplatte ferner eine Dichtungshaltelippe und eine Dichtungshaltewand umfasst, wobei die Dichtungshaltewand senkrecht zur oberen Oberfläche, die Dichtungshaltelippe parallel zur oberen Oberfläche verläuft, wobei die Dichtungshaltelippe die erste gewellte Wand und die Dichtungshaltewand verbindet, wobei die Dichtungshaltelippe und die Dichtungshaltewand einen ersten Abschnitt eines U-förmigen Kanals bilden, der ein äußeres Dichtungselement aufnimmt.
Filterelement nach Anspruch 3, wobei die erste Endplatte ferner eine innere Dichtungshaltelippe, eine erste Dichtungshaltewand und eine zweite Dichtungshaltewand umfasst, wobei die erste Dichtungshaltewand und die zweite Dichtungshaltewand senkrecht zur oberen Oberfläche verlaufen und nach innen von der Dichtungshaltewand beabstandet sind, wobei die innere Dichtungshaltelippe und die erste Dichtungshaltewand und die zweite Dichtungshaltewand einen zweiten U-förmigen Kanal bilden, der ein inneres Dichtungselement aufnimmt.
Filterelement nach Anspruch 4, wobei ein erster Raum zwischen dem äußeren Dichtungselement und dem inneren Dichtungselement definiert ist, wobei der erste Raum in Fluidverbindung mit dem mindestens einen Einlass und ein zweiter Raum innerhalb des inneren Dichtungselements definiert ist, wobei der zweite Raum in Fluidverbindung mit der zentralen Öffnung steht.
Filtersystem, umfassend: einen Filtermontagekopf mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass; ein Mantelgehäuse, das durch eine Gewindeverbindung abnehmbar mit dem Filtermontagekopf verbunden ist, wobei das Mantelgehäuse eine zentrale Kammer definiert, wobei das Mantelgehäuse eine zweite wellenförmige Wand mit dem passenden Muster hat; und wobei das Filterelement nach Anspruch 1 innerhalb der zentralen Kammer so angeordnet ist, dass die erste gewellte Wand mit der zweiten gewellten Wand kämmt.
Filtersystem nach Anspruch 6, wobei das Filterelement in Bezug auf das Mantelgehäuse drehfest ist.
Filtersystem nach Anspruch 6, wobei die erste Endplatte in das Muster einbeschrieben ist.
Filtersystem nach Anspruch 6, wobei die erste Endplatte das Muster umschreibt.
Filtersystem nach Anspruch 6, wobei die erste Endplatte eine erhöhte Lasche umfasst, die sich von einer oberen Oberfläche der ersten Endplatte erstreckt, wobei die erhöhte Lasche in einem kreisförmigen Kanal des Filtermontagekopfes aufgenommen ist.
Filterelement nach Anspruch 1, wobei die obere Oberfläche eine Mutterplatte und die untere Oberfläche eine Endplatte umfasst; die Mutterplatte eine obere Mutterplattenoberfläche und eine untere Mutterplattenoberfläche parallel zur oberen Mutterplattenoberfläche umfasst und von dieser versetzt ist, wobei die erste gewellte Wand zwischen der oberen Mutterplattenoberfläche und der unteren Mutterplattenoberfläche angeordnet ist; und die Endplatte eine obere Endplattenoberfläche und eine untere Endplattenoberfläche parallel zur oberen Endplattenoberfläche und von dieser versetzt umfasst, wobei die obere Endplattenoberfläche im Wesentlichen parallel zur unteren Mutterplattenoberfläche verläuft, wobei die obere Endplattenoberfläche von der unteren Mutterplattenoberfläche durch einen Fluiddurchgang beabstandet ist.
Filterelement nach Anspruch 11, wobei die Mutterplatte ferner eine Mehrzahl von Rippen zwischen der oberen Mutterplattenoberfläche und der unteren Mutterplattenoberfläche umfasst, wobei jede der Mehrzahl von Rippen radial von der zentralen Öffnung bis zur ersten gewellten Wand angeordnet ist, und mindestens eine Öffnung zwischen der Mehrzahl von Rippen und in Fluidverbindung mit dem mindestens einen Einlass angeordnet ist.
Filterelement nach Anspruch 11, wobei die obere Mutterplattenoberfläche ferner eine Dichtungshaltelippe und eine Dichtungshaltewand umfasst, wobei die Dichtungshaltewand senkrecht zur oberen Mutterplattenoberfläche, die Dichtungshaltelippe parallel zur oberen Mutterplattenoberfläche verläuft, wobei die Dichtungshaltelippe die erste gewellte Wand und die Dichtungshaltewand verbindet, wobei die Dichtungshaltelippe und die Dichtungshaltewand einen ersten Abschnitt eines U-förmigen Kanals bilden, der ein äußeres Dichtungselement aufnimmt.
Filtersystem, umfassend: einen Filtermontagekopf mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass; ein Filterelement, umfassend: ein Filtermedium; und eine erste Endplatte, die mit dem Filtermedium verbunden ist, wobei die erste Endplatte Folgendes umfasst: eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Oberfläche, eine zentrale Öffnung ein, die durch die obere Oberfläche und die untere Oberfläche verläuft, mindestens einen Einlass, und eine erste gewellte Wand, die zwischen der oberen Oberfläche und der unteren Oberfläche angeordnet ist, wobei die erste gewellte Wand ein Muster aufweist, das eine äußere, unebene Umfangsfläche definiert, die so strukturiert ist, dass sie mit einem passenden Muster eines Mantelgehäuses kämmt, wenn das Filterelement in dem Mantelgehäuse eingebaut ist, wobei die obere Oberfläche eine Mutterplatte und die untere Oberfläche eine Endplatte umfasst; wobei die Mutterplatte eine obere Mutterplattenoberfläche und eine untere Mutterplattenoberfläche umfasst, die parallel zur oberen Mutterplattenoberfläche verläuft und von dieser versetzt ist, wobei die erste gewellte Wand zwischen der oberen Mutterplattenoberfläche und der unteren Mutterplattenoberfläche angeordnet ist; und wobei die Endplatte eine obere Endplattenoberfläche und eine untere Endplattenoberfläche umfasst, die parallel zur oberen Endplattenoberfläche verläuft und von dieser versetzt ist, wobei die obere Endplattenoberfläche im Wesentlichen parallel zur unteren Mutterplattenoberfläche verläuft, wobei die obere Endplattenoberfläche von der unteren Mutterplattenoberfläche durch einen Fluiddurchgang beabstandet ist; ein Mantelgehäuse, das durch eine Gewindeverbindung abnehmbar mit dem Filtermontagekopf verbunden ist, wobei das Mantelgehäuse eine zentrale Kammer definiert, wobei das Mantelgehäuse eine zweite wellenförmige Wand mit dem passenden Muster hat, wobei das Filterelement innerhalb der zentralen Kammer so angeordnet ist, dass die erste gewellte Wand mit der zweiten gewellten Wand kämmt.
Filtersystem nach Anspruch 14, wobei das Mantelgehäuse ferner eine Endplattenlippe umfasst, die unterhalb der zweiten wellenförmigen Wand angeordnet ist, wobei die Endplattenlippe mit einem Abschnitt der unteren Mutterplattenoberfläche in Eingriff steht.
Filtersystem nach Anspruch 14, wobei das Filterelement in Bezug auf das Mantelgehäuse drehfest ist.
Filtersystem nach Anspruch 14, wobei die erste Endplatte in das Muster einbeschrieben ist.
Filtersystem nach Anspruch 14, wobei die erste Endplatte das Muster umschreibt.
Filterelement, umfassend: ein Filtermedium; und eine erste Endplatte, die mit dem Filtermedium verbunden ist, wobei die erste Endplatte Folgendes umfasst: eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Oberfläche, eine zentrale Öffnung, die durch die obere Oberfläche und die untere Oberfläche verläuft, mindestens einen Einlass, ein Flansch, der axial von der unteren Oberfläche weg ragt und senkrecht zu dieser ist, und eine erste gewellte Wand, die auf einer Oberfläche des Flansches angeordnet ist, wobei die erste gewellte Wand radial vom Flansch weg ragt und ein Muster aufweist, das eine äußere Umfangsfläche definiert, die so strukturiert ist, dass sie mit einem passenden Muster eines Mantelgehäuses kämmt, wenn das Filterelement in dem Mantelgehäuse eingebaut ist.
Filterelement nach Anspruch 19, wobei der Flansch radial flexibel zum Filtermedium hin ist.
Filtersystem, umfassend: einen Filtermontagekopf mit einem Fluideinlass und einem Fluidauslass; ein Filterelement, umfassend: ein Filtermedium; und eine erste Endplatte, die mit dem Filtermedium verbunden ist, wobei die erste Endplatte Folgendes umfasst: eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche parallel zu und versetzt von der oberen Oberfläche, eine zentrale Öffnung, die durch die obere Oberfläche und die untere Oberfläche verläuft, mindestens einen Einlass, ein Flansch, der axial von der unteren Oberfläche weg ragt und senkrecht zu dieser ist, und eine erste gewellte Wand, die auf einer Oberfläche des Flansches angeordnet ist, wobei die erste gewellte Wand radial vom Flansch weg ragt und ein Muster aufweist, das eine äußere Umfangsfläche definiert, die so strukturiert ist, dass sie mit einem passenden Muster eines Mantelgehäuses kämmt, wenn das Filterelement in dem Mantelgehäuse eingebaut ist; und ein Mantelgehäuse, das durch eine Gewindeverbindung abnehmbar mit dem Filtermontagekopf verbunden ist, wobei das Mantelgehäuse eine zentrale Kammer definiert, wobei das Mantelgehäuse eine zweite wellenförmige Wand mit dem passenden Muster hat, wobei die zweite wellenförmige Wand einen Mantelkanal unterhalb einer Wandhalterippe umfasst, wobei das Filterelement innerhalb der zentralen Kammer so angeordnet ist, dass die erste gewellte Wand mit der zweiten gewellten Wand kämmt, wenn die erste gewellte Wand im Mantelgehäuse unterhalb der Wandhalterippe angeordnet ist.
Filtersystem nach Anspruch 21, ferner umfassend ein Vorspannelement, das auf einer zweiten Endplatte angeordnet ist, wobei die zweite Endplatte mit dem Filtermedium gegenüber der ersten Endplatte gekoppelt ist, wobei das Vorspannelement eine Vorspannkraft auf das Filterelement ausübt, wodurch die erste gewellte Wand mit der Wandhalterippe in Kontakt kommt und im Mantelkanal verbleibt.