DE19527843B4

DE19527843B4 - Öl- oder Kraftstofffiltereinrichtung eines Verbrennungsmotors

Info

Publication number: DE19527843B4
Application number: DE19527843A
Authority: DE
Inventors: Hans Gebert; Peter Dr. Metzger; Achim von Dr. Pastau; Hans Waibel; Gerhard Scheu
Original assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Current assignee: Mahle Filtersysteme GmbH
Priority date: 1995-07-29
Filing date: 1995-07-29
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2015-07-30
Also published as: DE19527843A1

Abstract

a) Öl- oder Kraftstofffiltereinrichtung eines Verbrennungsmotors mit einem lösbar mit einer an einem abnehmbaren Deckel (2) eines Filtergehäuses (1) abtrennbar gelagerten Innenzarge (3) verbundenen Ringfilterelement (10), das aus zick-zack-förmig gefaltetem Bahnenmaterial mit in Radialebenen dieses Elementes verlaufenden Faltkanten und durch Endscheiben (11) gedichteten Stirnseiten besteht und bei der
b) das Ringfilterelement (10) bei an dem Deckel (2) des Filtergehäuses (1) verbleibender Innenzarge (3) auswechselbar ist,
c)– das Ringfilterelement (10) eine konische Innenfläche und die Innenzarge (3) eine konische Außenfläche besitzen,
d)– die konischen Flächen des Ringfilterelementes (10) und der Innenzarge (3) komplementär zueinander ausgebildet sind,
e)– das Ringfilterelement (10) zumindest in einem axialen Teilbereich über jeweils einen gesamten innerhalb dieses mindestens einen axialen Teilbereiches liegenden Umfang direkt an der konischen Außenfläche der Innenzarge (3) anliegt,
f)– die verjüngten Konusenden von Ringfilterelement (10) und Innenzarge (3) an dem freien Ende der Innenzarge (3) liegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Öl- oder Kraftstofffiltereinrichtung eines Verbrennungsmotors mit einem lösbar mit einer an einem abnehmbaren Deckel eines Filtergehäuses abtrennbar gelagerten Innenzarge verbundenen Ringfilterelement, das aus zick-zack-förmig gefaltetem Bahnenmaterial mit in Radialebenen dieses Elementes verlaufenden Faltkanten und durch Endscheiben gedichteten Stirnseiten besteht.
Eine solche Filtereinrichtung ist aus DE 93 12 856 U1 bekannt. Bei diesem bekannten Filter kann das Ringfilterelement bei einem Filtertausch von der Innenzarge, die in dem Filtergehäuse verbleiben kann, abgetrennt werden. Für ein Abtrennen von der Innenzarge ist das Ringfilterelement von dieser über deren Länge abzuziehen. Um auf die Innenzarge aufgeschoben und bei einem Filterelementewechsel von dieser wieder abgezogen werden zu können, kann das Ringfilterelement mit seinem Innenumfang nicht direkt, das heißt kraftschlüssig an der Innenzarge anliegen. Ein solches kraftschlüssiges Anliegen ist jedoch in bestimmten Fällen zwingend erforderlich. Ein solcher Fall ist beispielsweise dann gegeben, wenn die Innenzarge mit Längsrillen jeweils einer äußerst geringen Tiefe versehen ist, in die die auf dem In nenumfang des Ringfilterelementes liegenden Faltkanten zur Umfangsstabilisierung eingreifen sollen, und zwar in einer Art wie es in EP 0 682 967 B1 beschrieben ist.
In Fällen, in denen die Stirnseiten eines Ringfilterelementes, auf das sich die Erfindung bezieht, durch axial aufzutragendes Material gedichtet werden, ist es für die Erzielung einer sicheren Abdichtung im radialen Innenbereich im übrigen häufig notwendig, das aufgetragene Dichtungsmaterial geringfügig radial innen über die Faltenkanten hinausragen zu lassen. Insbesondere in diesen Fällen kann ein solches Ringfilter nicht derart auf eine zylindrische Innenzarge aufgezogen werden, dass die zwischen den axialen Enddichtungen liegenden Falteninnenkanten kraftschlüssig, d.h. praktisch abstandslos, an der Innenzarge anliegen können. Eine solche abstandslose Anlage ist bei von radial außen nach innen unter hoher Druckdifferenz durchströmten Ringfilterelementen jedoch häufig aus Stabilitäts- und Festigkeitsgründen zwingend notwendig.
Insbesondere mit dem vorgenannten Problem beschäftigt sich die Erfindung, die hierfür bei einer gattungsgemäßen Innenzarge mit abnehmbar an dieser befestigtem Ringfilterelement mit der Ausführung nach den Merkmalen b) bis f) des Anspruchs 1 eine Lösung aufzeigt.
Die Erfindung beruht in erster Linie auf dem Gedanken, den Außendurchmesser der Innenzarge von deren freiem Ende aus axial allmählich ansteigen zu lassen und hierauf abgestimmt bei dem Innendurchmesser des Ringfilterelementes in gleicher Weise zu verfahren. Auf diese Weise kann das an der Stirn seite des Ringfilterelementes geringfügig nach radial innen überstehende Dichtungsmaterial ohne weiteres über die gesamte Länge der Innenzarge berührungsfrei geschoben werden, während die Innenkanten der Falten des Ringfilterelementes in der voll auf die Innenzarge aufgezogenen Lage des Ringfilters abstandslos und kraftschlüssig an zumindest Teilbereichen der Innenzarge anliegen können. Das vorstehend dargelegte radiale Überstehen der stirnseitigen Endscheiben des Ringfilterelementes ist dabei lediglich ein Extremfall, der durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen in besonders guter Weise gelöst wird. Grundsätzlich sind die erfindungsgemäßen Maßnahmen bereits auch dann notwendig, wenn kein derartiger radialer Überstand der Endscheiben gegeben ist und dennoch eine kraftschlüssige Anlage der Filtermaterialkanten an der Außenfläche der Innenzarge über deren gesamte Länge sicher gewährleistet sein soll.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung, die sich im wesentlichen mit der Art der Dichtung des Ringfilterelementes gegenüber der Innenzarge bzw. dem Filtergehäuse beschäftigen, sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im Rahmen der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung noch näher erläutert werden.
Konische Innenzargen zur Aufnahme konischer Ringfilterelemente sind an sich bereits aus CH 646344 A5 bekannt. Die dortigen Zargen sind jedoch integrierter Bestandteil eines insgesamt austauschbaren Ringfilterelementes bei Luftfiltern. Die dortige Lösung ist daher auf den vorliegenden Anwendungsfall nicht übertragbar.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigen
1 einen Schnitt durch eine Innenzarge mit einem lösbar mit dieser verbundenen Ringfilterelement in einem strichpunktiert angedeuteten Filtergehäuse,
2 einen Schnitt durch eine alternativ ausgebildete Innenzarge mit einem an dieser befestigten Ringfilterelement innerhalb eines Filtergehäuses,
3 einen Ausschnitt III aus 2.
In einem in 1 strichpunktiert angedeuteten Gehäuse 1 mit einem mit diesem verschraubbaren Deckel 2 ist in dem Deckel 2 eine Innenzarge 3 verdreh- und lösbar eingerastet.
Die Einrastung erfolgt über einen mit einem Rastbund 4 versehenen Stutzen 5 der Innenzarge 3. Der Rastbund 4 liegt bei dieser Rastverbindung in federnden nicht dargestellten Zungen des Schraubdeckels 2.
Die Innenzarge 3 setzt sich zusammen aus einem ersten axial geschlossenen im wesentlichen scheibenförmigen Teil 6 und einem mit diesem ersten Teil verbundenen rohrförmig ausgebildeten zweiten Teil 7. Das zweite rohrförmige Teil 7 besitzt über seine axiale Länge verteilt umlaufende Ringstege 8, die radial außen auf einem konischen Hüllmantel auslaufen. Die Konizität ist so ausgebildet, daß der den geringsten Durchmesser aufweisende Bereich an dem freien Ende des rohrförmigen zweiten Teiles 7 liegt, während das Ende mit dem größten Durchmesser an dem entgegengesetzten in den ersten Teil 6 übergehenden Bereich liegt.
Bei dem gezeigten Beispiel ist der rohrförmige Teil 7 der Innenzarge 3 auf einen gehäuseseitigen Stutzen 9 radial dicht aufgeschoben.
Auf die Innenzarge 3 aufgeschoben ist ein konisch ausgebildetes Ringfilterelement 10. Dieses besteht aus zickzackförmig gefaltetem Bahnenmaterial, das beispielsweise Papier sein kann. Die axialen Enden des Ringfilterelementes 10 sind durch aufgebrachte Endscheiben 11 gedichtet.
Das gefaltete Bahnenmaterial des Ringfilterelementes 10 liegt radial innen mit seinen Faltkanten abstandsfrei und kraftschlüssig an sämtlichen Ringstegen 8 der Innenzarge 3 an. Um ein Verschieben der Faltkanten in Umfangsrichtung der Ringstege 8 zu vermeiden, sind die Ringstege 8 über ihren gesamten Umfang jeweils mit axial verlaufenden in der Zeichnung nicht erkennbaren Rillen versehen, in die die Faltkanten des Ringfilterelementes 10 jeweils formschlüssig eingreifen.
Die Endscheiben 11 des Ringfilterelementes 3 ragen radial jeweils zumindest innen oder außen ringförmig über das Bahnenmaterial hinaus. Diese ringförmigen Überstände der Endscheiben 11 sind bei den gezeichneten Ausführungsbeispielen jeweils mit 12 und 13 bezeichnet. Der ringförmige Überstand 12 befindet sich radial außen an dem Ringfilterelement 10 an dem dem Deckel 2 zugewandten Ende der Innenzarge 3. Der ringförmige Überstand 13 befindet sich radial innen an der Endscheibe 11 des Ringfilterelementes 10 an dem freien Ende des rohrförmigen zweiten Teils 7 der Innenzarge 3. Die Endscheiben 11 sowie die ringförmigen Überstände 12 und 13, die jeweils integraler Bestandteil der Endscheiben sind, bestehen aus relativ steifen, jedoch elastisch geringfügig verformbarem Material. Dieses Material ist üblicherweise ein Kunststoff und kann beispielsweise ein thermoplastisches Polyurethan sein. Die Überstände 12 und 13 der Endscheiben 11 liegen bei noch nicht auf die Innenzarge 3 aufgeschobenem Zustand mit den jeweiligen Endscheiben 11 in einer gemeinsamen Ebene. Dies bedeutet, daß sie ihre Dichtfunktion durch einfaches Umbiegen beim Anlegen an ihre Gegendichtfläche erhalten. Diese Gegendichtflächen sind bei dem ringförmigen Überstand 13 die rohrförmige Außenwand des zweiten Teiles 7 der Innen-zarge 3 und bei dem Überstand 12 ein radial außen liegender Kragen 14 in dem scheibenförmigen ersten Teils 6 der Innenzarge 3.
Das Ringfilterelement 10 wird von radial außen nach innen durchströmt. Das gereinigte Strömungsmedium, das beispielsweise Kraftstoff oder Öl eines Verbrennungsmotors sein kann, fließt im Zentrum der Innenzarge 3 durch ein zentrales Rohr 15 ab.
Der Stutzen 9 besitzt zwischen zwei außen umlaufenden Dichtungen 16 eine radiale Öffnung 17, die bei einer Abnahme der Innenzarge 3 von dem Stutzen 9 mit dem Reinraum des Filters verbunden ist und aus diesem gereinigtes Medium abströmen läßt.
Die ringförmige Dichtfunktion ausübenden Überstände 12 und 13 sind jeweils so abgebogen, daß sie durch den Differenzdruck zwischen Roh- und Reinseite des Filters in ihrer Dichtwirkung unterstützt werden.
Bei der Ausführung nach 2 ist die Innenzarge 3 einteilig ausgebildet. Der ringförmige Überstand 12 an der in dem Deckel 2 gelegenen Endscheibe 11 des Ringfilterelementes 10 dichtet radial außen hier direkt gegenüber der Außenwand des Deckels 2 ab. Im übrigen bestehen keine Unterschiede zu der Ausführung nach 2.
Bei dem in 3 gezeigten Ausschnitt ist an einer Endscheibe 11 eine etwas andersartig ausgebildete radiale Dichtung 18 gezeigt. Diese Dichtung 18 ist einstückig mit der betreffenden Endscheibe 11 verbunden und besteht aus elastischem Material, aus dem die gesamte Endscheibe einheitlich ausgebildet sein kann. Die radiale Dichtung erfolgt über einen umlaufenden Wulst 19 der Dichtung 18, der durch Aufweiten beim Aufbringen auf die Innenzarge 3 unter Vorspannung dichtend an der Innenzarge 3 anliegt. Das Material dieser Dichtung 18 kann beispielsweise thermoplastisches Polyurethan sein.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung einer Innenzarge mit lösbar darauf aufziehbarem Ringfilterelement besteht ein wesentlicher Vorteil darin, daß bei einfacher Montage Faltenkanten des Ringfilterelementes radial innen abstandsfrei und damit kraftschlüssig von der Innenzarge auch dann abgestützt werden können, wenn die Endscheiben als axiale Dichtungen des Ringfilterelementes radial innen leicht über die Faltenkanten hinausragen.

Claims

a) Öl- oder Kraftstofffiltereinrichtung eines Verbrennungsmotors mit einem lösbar mit einer an einem abnehmbaren Deckel (2) eines Filtergehäuses (1) abtrennbar gelagerten Innenzarge (3) verbundenen Ringfilterelement (10), das aus zick-zack-förmig gefaltetem Bahnenmaterial mit in Radialebenen dieses Elementes verlaufenden Faltkanten und durch Endscheiben (11) gedichteten Stirnseiten besteht und bei der b) das Ringfilterelement (10) bei an dem Deckel (2) des Filtergehäuses (1) verbleibender Innenzarge (3) auswechselbar ist, c)– das Ringfilterelement (10) eine konische Innenfläche und die Innenzarge (3) eine konische Außenfläche besitzen, d)– die konischen Flächen des Ringfilterelementes (10) und der Innenzarge (3) komplementär zueinander ausgebildet sind, e)– das Ringfilterelement (10) zumindest in einem axialen Teilbereich über jeweils einen gesamten innerhalb dieses mindestens einen axialen Teilbereiches liegenden Umfang direkt an der konischen Außenfläche der Innenzarge (3) anliegt, f)– die verjüngten Konusenden von Ringfilterelement (10) und Innenzarge (3) an dem freien Ende der Innenzarge (3) liegen.
Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenzarge (3) drehbar mit einem mit dem Filtergehäuse (1) verschraubbaren Deckel (2) verbindbar und an ihrem an die drehbare Lagerung angrenzenden Ende zur Trennung von Roh- und Reinraum axial verschlossen ist und daß das Ringfilterelement (10) innerhalb des axial geschlossenen Bereiches über eine an seiner entsprechenden Stirnseite vorgesehene Endscheibe (11) innen oder außen gedichtet ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringfilterelement (10) innerhalb des axial geschlossenen Bereiches der Innenzarge (3) radial außen gedichtet ist.
Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Dichtung von einem radial ringförmig überstehenden Rand (12, 13) der Endscheibe (11) des Ringfilterelementes (10) gebildet ist, deren Material zumindest in dem überstehenden Randbereich elastisch ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der überstehende, dichtend wirkende Rand (12, 13) der Endscheibe (11) in Dichtstellung derart abgebogen an einer Gegendichtfläche anliegt, daß ein dort anstehender Überdruck die Dichtwirkung erhöht.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenzarge (3) aus einem in das Innere des Ringfilterelementes (10) ragenden zweiten rohrförmigen Teil (7) und einem den axial geschlossenen scheibenförmigen Bereich bildenden ersten Teil (6) besteht, das mit dem zweiten Teil (7) verbunden ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil (7) der Innenzarge (3) aus einem radial durchlässigen, zylindrischen Rohr mit darauf angebrachten radial außen auf einem konischen Hüllmantel endenden Ringstegen (8) zur radialen Aufnahme des Ringfilterelementes (10) besteht.
Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenzarge (3) auf ihrem Außenumfang, der von den Ringstegen (8) gebildet sein kann, in Längsrichtung des Ringfilterelementes (10) rilliert ist.
Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei dieser das Ringfilterelement (10) mit einem radial nach außen ringförmig überragenden, aus elastischem Material bestehenden Rand (12) der an die drehbare Lagerung der Innenzarge (3) angrenzenden Endscheibe (11) radial gegenüber der Innenwand des Schraubdeckels (2) gedichtet ist.
Filtereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenzarge (3) drehbar mit einem gegenüber dem Filtergehäuse aufschraubbaren Deckel (2) verbindbar ist und daß an ihrem der drehbaren Lagerung entgegengesetzten Ende das Ringfilterelement (10) über eine an seiner entsprechenden Stirnseite vorgesehene Endscheibe (11) radial innen gegenüber der Innenzarge (3) gedichtet ist.
Filtereinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die radial überstehenden ringförmigen Überstände (12 und 13) der Endscheiben (11) des Ringfilterelementes (10) bei noch nicht auf die Innenzarge (3) aufgezogenem Ringfilterelement (10) in einer gemeinsamen Ebene mit dem jeweils zugehörigen übrigen Endscheibenbereich liegen.