DE1935341C3

DE1935341C3 - Wegwerfbare, formstabile Filterpatrone

Info

Publication number: DE1935341C3
Application number: DE1935341A
Authority: DE
Inventors: Vernon Davis West Hartford Conn. Roosa (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-07-12
Filing date: 1969-07-11
Publication date: 1980-03-13
Also published as: JPS5313833B1; DE1935341B2; SE353468B; DE1935341A1; US3591004A; FR2014582A1; ES368952A1; GB1272311A

Description

Die Erfindung betrifft eine wegwerfbare, formstabile Filterpatrone, die an einer Patronengrundplatte befestigbar ist, welche einen Eintrittsanschluß für die zu filtrierende Flüssigkeit und einen Austrittsanschluß zur Abgabe der filtrierten Flüssigkeit aufweist, ferner mit einem flüssigkeitsundurchlässigen Gehäuse, das von einer äußeren Stirnwand und einer Bodenwand begrenzt wird, die durch Seitenwände miteinander verbunden sind, und einem in dem Gehäuse befindlichen Filterelement, das das Gehäuse in eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer unterteilt.

Derartige Filterpatronen werden insbesondere für Kraftstoff-Filter von Brennkraftmaschinen verwendet. Der Begriff »formstabil« besagt in diesem Zusammenhang, daß das äußere Gehäuse des Filters einerseits ausreichend fest ist, so daß es im wesentlichen seine natürliche Form selbst dann beibehält, wenn es unter Druck gegen einen tragenden Boden gepreßt wird, und daß es andererseits nicht unter der Wirkung von Filtrationsdrücken, die während des Betriebs auftreten, gedehnt wird, bzw. einer Ausdehnung Widerstand entgegengesetzt.

In den letzten Jahren haben sich formslabile, wegwerfbare Filterpatronen der genannten Art als ölfilter und Kraftstoff-Filter für Fahrzeugmotoren in erheblichem Maße durchgesetzt. Derartige Filterpatronen lassen sich in Behälter packen, die im Herstellerwerk, wo sie einer Qualitätskontrolle unterliegen, hermetisch abgedichtet werden. Bei Benutzung wird eine Patrone nach einer bestimmten Zeitspanne entfernt und weggeworfen, um durch ein völlig neues Filter ersetzt zu werden, das von dem Monteur aus einer hermetisch abgedichteten Verpackung entnommen wird. Auf diese Weise kann davon ausgegangen werden, daß eine absolut neue und perfekt arbeitende, saubere Filterpatrone genau und leicht installiert werden kann.

Bei den bekannten Filterpatronen der genannten Art (US-PS 26 30 919) sind jedoch die Eintritts- und die

ίο Austrittsöffnungen symmetrisch angeordnet, so daß die Möglichkeit besteht, die neue Patrone falsch einzubauen, was bedeutet, daß beispielsweise der Brennstoff in einer Richtung durch die Patrone strömt, die gerade entgegengesetzt zu der vom Konstrukteur vorgesehenen Richtung ist. Dieses Problem der Sicherstellung des richtigen Einbaus ist bei keiner der bekannten Filterpatronenkonstruktionen zur vollständigen Zufriedenheit gelöst So weisen die meisten typischen Filterpatronenkonstruktionen die Form einer zylindrisehen Blechbüchse auf, die eine ringförmige Filtereinheit zwischen inneren und äußeren Metalimänteln enthält

Kennzeichnend für diesen Typ der Ringfiltereinheit ist, daß die zu filtrierende Flüssigkeit dem Boden

2^r> und/oder außerhalb der perforierten Wandung, die das ringförmige Filterelement umschließt, dem Filterelement zuströmt, dann durch das Filterelement hindurchströmt nnd durch die innere Wand des Ringraums und/oder die Oberseite der in geeigneter Weise perforierten Stirnwand ausströmt, um unterhalb der Mittelöffnung des Ringraumes auszutreten. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Strömungsführung möglich, bei der die zu filtrierende Flüssigkeit in den mittleren Ringraum einströmt, durch das Filterelement hindurchgelangt und durch eine perforierte Stirnwand und/oder Außenwand ausströmt. Wenn also der innere Ringraum entweder den Eintrittskanal, der in das Filter hineinführt, oder den Austrittskanal, der aus dem Filter heraustritt, bildet, ist es nur eine Frage der Schaffung

-to einer koaxialen Eintritts- bzw. Austrittsöffnung und einer entgegengesetzten Austritts- bzw. Eintrittsströmungsverbindung auf dem Boden, die in ausreichendem Radialabstand von der koaxialen Eintrittsöffnung angeordnet ist, um eine Überdeckung mit der

is ringförmigen Filterkammer radial außerhalb der zentralen Öffnung zu erreichen. Es ist jedoch auch bei diesen bekannten Konstruktionen immer noch möglich, die Filterbücher umgekehrt einzubauen, d. h. mit der Oberseite nach unten, was zur Folge hat, daß die zu

w filtrierende Flüssigkeit in einer Richtung durch das Filterelement strömt, die der vorgesehenen entgegengesetzt ist, wodurch die gewünschte optimale Filtrationsleistung nicht erreicht wird.
Schließlich ist auch zu berücksichtigen, daß die meisten bekannten Filterpatronen der genannten Art aussehen wie viele andere Blechbüchsen, beispielsweise Molorölbüchsen, so daß die Gefahr der Verwechslung solcher Büchsen mit den Filterpatronen gegeben ist, wodurch unter Umständen erhebliche Schäden entste-

w) hen können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine wegwerfbare, formstabile Filterpatrone zu schaffen, bei der nicht nur jede falsche Montage bezüglich der Eintritts- und Austrittsanschlüsse des Patronenbefesti-

f>5 gungsbodens ausgeschaltet ist, sondern die auch eine unterscheidungskräftige Form aufweist, so daß die oben angedeuteten Verwechslungen mit anderen Patronen oder Büchsen nicht erfolgen können, da diese sofort

erkannt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, die bekannte Filterpatrone zu verbessern durch eine vorgeformte Eintrittsöffnung, die in der Bodenwand ausgebildet ist und mit der Eintr.ttskammer in Verbindung steht, eine vorgeformte Austrittsöffnung, die ebenfalls in der Bodenwand ausgebildet ist und mit der Austrittskammer verbunden ist, wobei die vorgeformten Öffnungen so angeordnet und voneinander getrennt sind, daß sie mit dem Eintrittsanschluß bzw. dem Aujtrittsanschluß der die Patrone tragenden Grundplatte in Oberdeckung stehen, und durch Positionierungsmittel, die zwischen der die Grundplatte tragenden Patrone und der Bodenwand der Patrone angeordnet sind und sicherstellen, daß die Grundplatte richtig installiert wird, so daß der Flüssigkeitseintrittsanschluß und der Austrittsanschluß der die Patronen tragenden Grundplatte mit der vorgeformten Eintrittsöffnung bzw. Austrittsöffnung der Patrone nur in einer Drehrichtung um eine Achse fluchtend ausgerichtet sind, die im wesentlichen normal zu der Bodenwand verläuft

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Konstruktion ist somii die Verwendung von vorgeformten öffnungen, die auf der Grundplatte asymmetrisch angeordnet sind, wodurch für den Einbau der Patrone jegliche Verwechslungsgefahr ausgeschlossen wird, und zwar unabhängig von der Formgebung der Patrone, so daß sichergestellt ist, daß die Eintrittsöffnung mit der Eintrittsleitung und die Austrittsöffnung mit der Austrittsleitung verbunden wird, die den gefilterten Kraftstoff zum Motor fördert. Darüber hinaus wird für den Fall, daß die Patrone falsch auf ihre Grundplatte aufgesetzt wird, die Verbindung zwischen der Eintrittsleitung und der Austrittsleitung unterbrochen, so daß der angeschlossene Motor nicht arbeitet. Des weiteren wird durch die Verwendung von vorgeformten öffnungen auch eine Beschädigung der Grundplatte der Patrone vermieden und jegliche schadhafte Abdichtung der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung von vorneherein ausgeschlossen.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung, auf die sich die Beschreibung bezieht, schematisch wiedergegeben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Doppelelementenfilteranordnung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 1.

Die in F i g. 1 gezeigte Filteranordnung weist eine Filtermontagegrundplatte 10 auf, auf der Filterpatronen 11 Seite an Seite befestigt sind, wobei die eine Filterpatrone entfernt ist. Zur Anbringung der Grundplatte auf einem Träger sind Schraubenbolzen aufnehmende, hinterdrehte Bohrungen 12 vorgesehen. Eine Eintrittsleitung 14 und eine Austrittsleitung 16 führen der Filteranordnung öl zu, bzw. transportieren es ab. Ein in der Grundplatte 10 vorhandener, nicht dargestellter ölkanal befördert das öl von der Eintrittsleitung 14 zu der Einlaßöffnung 18 in der äußeren Oberfläche der Grundplatte 10, während Jas gefilterte öl durch einen nicht dargestellten Kanal abtransportiert wird, der entweder mit der Auslaßleitung 16 oder der Einlaßleitung 18a der zweiten Filterpatrone U in Verbindung steht, je nachdem ob die beiden Filterpatronen 11 in Reihe oder parallel geschaltet sind.

Die Filterpatronen 11 sind identisch gebaut, und jede Patrone weist ein etwa recheclciges, lassenförmiges Gehäuse 21 auf, das durch eine Deckelplatte 22 abgedichtet wird, die aus Blech geformt sein kann und mit Hilfe einer Federklemmeneinrichtung in Form einer Klammer 24 an dem ihr zugewiesenen Platz auf der Grundplatte 10 befestigt ist. Jede Klammer 24 weist einen etwa flachen Mittelteil 26 auf, der das geschlossene Ende des Filtergehäuses 21 überspannt, sowie gegabelte, vorstehende Schenkelteiie 30, an deren

ίο Enden sich je ein Finger 32 befindet, und die mit jedem Ende des Mittelteils 26 durch ein Knie 28 verbunden sind. Die hier gezeigten Klammern 26 sind eine einteilige Konstruktion, hergestellt aus federndem Metallblech. Die Finger 32 stehen mit konvex gekrümmten Bodenwänden von Schlitzen 34 der Grundplatte 10 in Eingriff, so daß auf jedes Filterelement eine Spannkraft einwirkt, die längs der Filtermittellinie einen Gleichgewichtszustand bedingt

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist ist die Oberseite der Grundplatte zur Aufnahme des Filterelementes 11 mit einer Umfangswand 36 versehen, die so bemessen ist, daß sie den Rand der Deckelpiatte 22 der Filterpatrone eng umgibt und überlappt, indem sie über die Filterpatrone geschoben ist Die Umfangswand 36 begrenzt die seitliche Bewegung der Patrone in bezug auf die Grundplatte 10.

Die hier gezeigten Einlaß- und Auslaßöffnungen 18 und 20 sowie die Ausflußöffnung 38 sind in die Grundplatte 10 eingesenkt so daß sie die dazu passenden ringförmigen Lagerungs- und Abdichtungsaugen 28a, 28b und 28c aufnehmen können, um auf diese Weise die Ausrichtung mit den entsprechenden öffnungen der Filterpatrone herbeizuführen, wenn diese montiert wird. Die Filtergrundplatte ist ebenfalls mit einem Umfangsschlitz 40 versehen, sowie mit einem mit diesem verbundenen Querschlitz 41, der mit dem Umfang der Deckelplatte 22 fluchtet, so daß irgendwelche Staub- oder Schmutzteilchen berücksichtigt werden können, die sich auf der Grundplatte befinden können, wenn die Filterpatrone montiert wird. Die Schlitze 40 und 41 sind außerdem an einer Umfangsleiste angebracht, die sich von der Deckelplatte 22 aus für den Fall erstreckt, daß eine axial vorstehende Leiste benutzt wird, um die Deckelplatte gegen das offene Ende des tassen- oder haubenförmigen Behälters 21 der Filterpatrone 11 abzudichten.

Wie am besten aus den strichpunktierten Linien von F i g. 2 ersichtlich ist, ist der Mittelteil 26 der Klammer 24 konvex gebogen, wenn er sich im entspannten Zustand befindet. Falls gewünscht, läßt sich, wie dies aus Fi g. 3 ersichtlich ist, an dem einen Ende des Mittelteils 26 der Kammer 24 ein Fingerstück 42 vorsehen, mit dem die Klammer gehandhabt und die Finger 32 in ihre Zusammenbaulage mit dem Schlitz 34 <ier Grundplatte gebracht werden können. Die Klammer 24 übt an getrennten Stellen auf die Mittelteile des geschlossenen Endes des Behälters für die Filterpatronen 11, und zwar bezüglich jedes nicht axial angeordneten Auges 38a und 38fc und 38c, eine Federspannkraft aus, um auf diese Weise bei der hier gezeigten Ausführungsform die Filterpatrone unter einen sich automatisch selbst einstellenden Druck zu setzen und sie dadurch bezüglich der öffnungen 18, 20, 38 abzudichten, während sie befestigt ist. Mit Hilfe der Dreipunktlagerung, die durch

b5 die Augen 38a, 38f> und 38c bei der dargestellten Ausführungsform vorhanden ist, erfolgt tatsächlich durch die von der Klammer 24 ausgeübte seitlich versetzte Federkraft eine automatische und zwangsläu-

fige Abdichtung der Strömungsmittelverbindungen der Patrone gegen Leckage, und zwar unabhängig von Fertigungsschwankungen und Toleranzen in der Filterpatrone und der Grundplatte, ohne daß spezielle Befestigungsmittel oder Gewindekupplungen an den "> Strömungsmittelverbindungen notwendig sind.

Wie aus der Fig.2 ersichtlich ist, stehen die Augen 38a, 386, 38c axial aus der Deckelplatte oder der Bodenwand 22 heraus und schaffen auf diese Weise Anschläge für die abgedichtete Patrone, welche von der Deckelplatte 22 aus in eine im wesentlichen gemeinsame Richtung weisen. Die Augen haben ein größere Dicke, als die Aussparungen rund um die Öffnungen 18, 20 und 38 des Bodens tief sind, so daß für die Patrone 11 eine Dreipunktelagerung geschaffen wird, die sicher- is stellt, daß bei der dargestellten Ausführungsform auf die Augen die Druckkraft der Klammer 24 einwirkt, um die Eintritts- und Austrittsöffnungen der Filterpatrone beim geradlinigen Aufschieben der abgedichteten Patrone 11 auf die Grundplatte 10 während der Montage der Patrone abgedichtet werden.

Die Austrittsöffnung 20 (Fig. 1) der Grundplatte 10 ist mit einem kurzen, hochstehenden, rohrförmigen Dorn 76 versehen, dessen Ende schräg abgeschnitten ist, um an seinem äußersten Ende eine scharfe Kante zu erzeugen, mit der das geschlossene Ende 74 des Auges 386 während des Zusammenbaus automatisch durchstoßen wird. Um einen Schutz dagegen zu erreichen, daß ein Metallstück von dem Auge 38b abgeschnitten wird, wenn das Ende 74 von dem rohrförmigen Dorn 76 durchstoßen wird, ist das Ende 74 an seiner gekürzten Seite 78 vorzugsweise dicker ausgebildet, so daß es in dem Auge 386 fest sitzen bleibt, nachdem die Filterpatrone 11 auf der Grundplatte aufgebaut worden ist. Auf diese Weise wird die Reinheit des Kraftstoffsystems auf der Abstromseite des Filterelements 50 gegen Eindringen von Schmutzteilchen während des Austausches einer Filterpatrone 11 geschützt. Offensichtlich könnten das Auge 38a und das Auge 38c in gleicher Weise wie das Auge 386 von Fig. 5 ausgebildet sein, und ihre zugehörigen Öffnungen 18 und 38 der Grundplatte könnten mit rohrförmigen Dornen ähnlich dem Dorn 76 versehen sein, um die geschlossenen Enden während des Zusammenbaus zu durchstoßen. Eine solche Konstruktion würde darüber hinaus zu einer Abdichtung der Filterpatrone mit Hilfe des radialen Eingriffs des rohrförmigen Doms an dem Halsteil des Auges schaffen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Wegwerfbare, formstabile Filterpatrone, die an einer Patronengrundplatte befestigbar ist, welche einen Eintritisanschluß für die zu filtrierende Flüssigkeit und einen Austrittsanschluß zur Abgabe der filtrierten Flüssigkeit aufweist, ferner mit einem flüssigkeitsundurchlässigen Gehäuse, das von einer äußeren Stirnwand und einer Bodenwand begrenzt wird, die durch Seitenwände miteinander verbunden sind, und einem in dem Gehäuse befindlichen Filterelement, das das Gehäuse in eine Eintrittskammer und eine Austrittskammer unierteilt, gekennzeichnet durch eine vorgeformte Eintrittsöffnung (38a), die in der Bodenwand (22) ausgebildet ist und mit der Eintrittskammer (6S) in Verbindung steht, eine vorgeformt Austrittsöffnung {38b), die ebenfalls in der Bodenwand ausgebiiidet ist und mit der Austrittskammer (70) verbunden ist, wobei die vorgeformten Öffnungen so angeordnet und voneinander getrennt sind, daß sie mit dem Eintrittsanschluß (18) bzw. dem Austrittsanschluß (20) der die Patrone tragenden Grundplatte (10) in Qberdeckung stehen, und durch Positionierungsmittel (38a, b, c, 18,38,76), die zwischen der die Grundplatte (10) tragenden Patrone und der Bodenwand der Patrone (11) angeordnet sind und sicherstellen, daß die Grundplatte richtig installiert wird, so daß der Flüssigkeitseintrittsanschluß und der Auütrittsanschluß der die Patronen tragenden Grundplatte (10) mit der vorgeformten Eintrittsöffnung bzw. Austrittsöffnung der Patrone nur in einer Drehriclitung um eine Achse fluchtend ausgerichtet sind, die im wesentlichen normal zu der Bodenwand (22) verläuft.