DE19859960A1 - Flüssigkeitsfilter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter mit einem Filtergehäuse, in das ein Filterkörper axial einbringbar ist, mit dem ein Dichtkörper zur Übertragung von Zugkräften gekoppelt ist, der bei durch den Gehäusedeckel verschlossenem Filtergehäuse in eine in das Filtergehäuse eingebrachte Leerlauföffnung axial eindringt und diese mit Dichtmitteln dichtet. DOLLAR A Um den Herstellungsaufwand für ein derartiges Flüssigkeitsfilter zu reduzieren, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Dichtmittel eine Labyrinthdichtung aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter, insbesondere ein Ölfilter für Kraftfahrzeuge, mit einem Filtergehäuse, in das ein Filterkörper axial einbringbar ist und das mit einem Gehäusedeckel verschließbar ist, mit dem ein Dichtkörper zur Übertragung von Zugkräften gekoppelt ist, der bei durch den Gehäusedeckel verschlossenem Filtergehäuse in eine in das Fil­ tergehäuse eingebrachte Leerlauföffnung axial eindringt und diese mit Dichtmitteln dichtet.

Bei modernen Flüssigkeitsfiltern, die im wesentlichen ste­ hend montiert bzw. angeordnet sind, ist das Filtergehäuse mit einem Deckel verschlossen, der im Inneren des Filterge­ häuses mit dem Dichtkörper und vorzugsweise auch mit dem Filterkörper zur Übertragung von Axialkräften direkt oder indirekt gekoppelt ist. Beim Abnehmen des Gehäusedeckels, d. h. bei einer sich vom Filtergehäuse entfernenden Axialver­ stellung des Gehäusedeckels, kann dadurch der Filterkörper axial aus dem Filtergehäuse herausgezogen werden. Gleichzei­ tig wird dabei der Dichtkörper aus der Leerlauföffnung axial herausgezogen. Dadurch wird die Leerlauföffnung geöffnet, so daß die noch im Filtergehäuse enthaltene Flüssigkeit durch die Leerlauföffnung abfließen kann. Regelmäßig ist der Öff­ nungspunkt der Leerlauföffnung so gewählt, daß das Filter­ gehäuse bereits entleert ist, bevor der Gehäusedeckel vom Fil­ tergehäuse abgenommen werden kann. Auf diese Weise kann ge­ währleistet werden, daß beim Öffnen des Filtergehäuses keine Flüssigkeit in die Umgebung austritt. Diese Maßnahme er­ leichtert die Handhabung des Flüssigkeitsfilters, insbeson­ dere bei Wartungsmaßnahmen oder zum Austausch des Filterkör­ pers.

Bei herkömmlichen Flüssigkeitsfiltern ist der Dichtkörper mit einem O-Ring versehen, der bei in die Leerlauföffnung eingebrachtem Dichtkörper radial abdichtend an einer Innen­ wandung der Leerlauföffnung zur Anlage kommt.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Flüssigkeitsfilter der eingangs genannten Art eine mit geringerem Aufwand, insbesondere preiswerter, herstell­ bare Ausführungsform anzugeben.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtmittel eine Labyrinthdichtung aufweisen. Eine derartige Labyrinthdichtung kann beispielsweise ohne größeren Aufwand an einem im Spritzgußverfahren hergestellten Kunststoff­ dichtkörper ausgebildet werden, ohne daß sich dadurch die Herstellungskosten für den Dichtkörper zwingend erhöhen.

Konventionelle O-Ringdichtungen, wie sie bei herkömmlichen Flüssigkeitsfiltern zur Abdichtung der Leerlauföffnung ver­ wendet werden, können beim erfindungsgemäßen Flüssigkeits­ filter daher eingespart werden, so daß das erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter preiswerter herstellbar ist.

Durch den Wegfall der O-Ringdichtung wird die Recycling- Fähigkeit des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters verbes­ sert, da bei der Werkstofftrennung weniger Aufwand getrieben werden muß.

Aufgrund der in dem Filtergehäuse herrschenden Platzverhält­ nisse wird die Labyrinthdichtung vorzugsweise als radialwir­ kende Labyrinthdichtung ausgebildet.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform kann die La­ byrinthdichtung durch mehrere, voneinander axial beabstande­ te, vom Dichtkörper, insbesondere radial, abstehende Ring­ stege gebildet sein, die sich bis zu einer Innenwandung der Leerlauföffnung erstrecken und dort jeweils einen drosseln­ den Ringspalt bilden bzw. daran zur Anlage kommen, wenn das Filtergehäuse durch den Gehäusedeckel verschlossen ist. Eine solche Ausführungsform ist besonders einfach herstellbar, da der Dichtkörper regelmäßig durch ein Spritzgußverfahren her­ gestellt wird. Darüber hinaus wird bei einer derartigen Aus­ bildung die Innenwandung der Leerlauföffnung vorzugsweise kreiszylindrisch ausgestaltet, wobei die Dimensionierung der Leerlauföffnung zweckmäßigerweise so gewählt ist, daß am Filtergehäuse eines herkömmlichen Flüssigkeitsfilters keine Änderung durchgeführt werden muß.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Innenwandung der Leerlauföffnung jedoch konisch ausgebildet sein. Es ist klar, daß in diesem Fall auch die Ringstege der Labyrinth­ dichtung in entsprechender Weise angepaßt sind, insbesondere liegen die Außendurchmesser der Ringstege auf einer koni­ schen Mantelfläche, deren Konizität gleich der Konizität der konischen Innenwandung der Leerlauföffnung ist. Durch diese Maßnahme hat eine bezüglich der Leerlauföffnung in Eindring­ richtung gerichtete Axialkraft für die Ringstege der Laby­ rinthdichtung eine radiale Anpreßkraft gegen die Innenwan­ dung der Leerlauföffnung zur Folge, wodurch die Dichtwirkung der Labyrinthdichtung gesteigert werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Flüssig­ keitsfilters können die Dichtmittel außerdem einen axial vom Dichtkörper abstehenden Ringkragen aufweisen, der bei durch den Gehäusedeckel verschlossenem Filtergehäuse an einem von der Innenwandung der Leerlauföffnung nach innen vorstehenden Ringabsatz zur Anlage kommt. Durch diese Maßnahme wird eine zusätzliche axialwirkende Dichtung geschaffen, die zur Erhö­ hung der Dichtwirkung des Dichtkörpers beiträgt. Vorzugswei­ se wird der Ringabsatz konisch ausgebildet.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn die Dichtmittel an einer Hülse ausgebildet sind, die am Dichtkörper befestigt ist. Dadurch kann für die Dichtmittel bzw. für die Hülse ein anderer Werkstoff verwendet werden als für den Dichtkörper, um eine Optimierung hinsichtlich der Bauteilfunktionen zu erzielen. Außerdem können an einem Dichtkörper mehrere Varianten von Dichtmittel-Hülsen ange­ bracht werden.

Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Flüssigkeits­ filters kann der Dichtkörper so an einem Filterbestandteil gehaltert sein, daß er axiales Spiel aufweist. Diese Maßnah­ me ermöglicht eine Axialverstellung des Dichtkörpers relativ zum Filterkörper bzw. relativ zum Filtergehäuse, wodurch insbesondere toleranzbedingte Maßabweichungen ausgeglichen werden können.

Die axiale Verstellbarkeit kann jedoch vorzugsweise zur Aus­ bildung einer weiteren Ausführungsform verwendet werden, bei welcher der Dichtkörper bei durch den Gehäusedeckel ver­ schlossenem Filtergehäuse bezüglich der Leerlauföffnung in Eindringrichtung mit einer Axialkraft beaufschlagt ist. Die­ se Maßnahme gewährleistet einerseits eine optimale Positio­ nierung des Dichtkörpers in der Leerlauföffnung. Anderer­ seits bewirkt die Axialkraft bei Ausführungsformen mit axial wirkenden Dichtelementen bzw. mit konisch ausgebildeter In­ nenwandung der Leerlauföffnung eine Verstärkung der erziel­ baren Dichtwirkung.

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch eine Mittelstange für ein Flüssigkeitsfilter, insbesondere Ölfilter für ein Kraftfahrzeug, gelöst, wobei das Flüssig­ keitsfilter ein Filtergehäuse aufweist, in das ein Filter­ körper axial einbringbar ist und das mit einem Gehäusedeckel verschließbar ist, mit dem ein Dichtkörper zum gemeinsamen Herausziehen gekoppelt ist, der bei durch den Gehäusedeckel verschlossenem Filtergehäuse in eine in das Filtergehäuse eingebrachte Leerlauföffnung axial eindringt und diese mit Dichtmitteln dichtet, die eine Labyrinthdichtung aufweisen, wobei die Mittelstange konzentrisch im Filterkörper angeord­ net ist, einenends den Dichtkörper trägt und anderenends am Gehäusedeckel direkt oder indirekt über ein Halteteil, an dem zusätzlich der Filterkörper gehaltert sein kann, gehal­ tert ist.

Außerdem wird das der Erfindung zugrundeliegende Problem auch durch einen Filterkörper für ein Flüssigkeitsfilter, insbesondere Ölfilter für ein Kraftfahrzeug, gelöst, wobei das Flüssigkeitsfilter ein Filtergehäuse aufweist, in das der Filterkörper axial einbringbar ist und das mit einem Ge­ häusedeckel verschließbar ist, mit dem ein Dichtkörper zum gemeinsamen Herausziehen gekoppelt ist, der bei durch den Gehäusedeckel verschlossenem Filtergehäuse in eine in das Filtergehäuse eingebrachte Leerlauföffnung axial eindringt und diese mit eine Labyrinthdichtung aufweisenden Dichtmit­ teln dichtet, wobei die Labyrinthdichtung durch mehrere, voneinander axial beabstandete, vom Dichtkörper abstehende Ringstege gebildet ist, die an einer Innenwandung der Leer­ lauföffnung zur Anlage kommen, wobei insbesondere die Dicht­ mittel einen axial vom Dichtkörper abstehenden Ringkragen aufweisen, der an einem von einer Innenwandung der Leerlauf­ öffnung nach innen vorstehenden Ringabsatz zur Anlage kommt.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschrei­ bung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach­ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je­ weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kom­ binationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Be­ schreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Flüssigkeitsfilter, wo­ bei in einem einen Dichtkörper enthaltenden Bereich des Flüssigkeitsfilters in der linken Figurenhälfte Dichtmittel nach dem Stand der Technik und in der rechten Figurenhälfte Dichtmittel nach der Erfindung entsprechend einer ersten Ausführungsform darge­ stellt sind,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen den Dichtkörper ent­ haltenden Bereich eines Flüssigkeitsfilters, wobei in der linken Figurenhälfte Dichtmittel nach der Er­ findung gemäß einer zweiten Ausführungsform und in der rechten Figurenhälfte erfindungsgemäße Dichtmit­ tel gemäß einer dritten Ausführungsform dargestellt sind, und

Fig. 3 einen Längschnitt durch eine Mittelstange, die an einem Ende mit dem Dichtkörper ausgestattet ist, der Dichtmittel nach der Erfindung gemäß einer vierten Ausführungsform aufweist.

Entsprechend Fig. 1 weist ein erfindungsgemäßes Flüssig­ keitsfilter 1, das beispielsweise als Ölfilter ausgebildet sein kann, ein zylindrisches, topfförmiges Filtergehäuse 2 auf, das stehend, d. h. mit etwa vertikaler Längsachse, mon­ tiert bzw. angeordnet ist. Das Filtergehäuse 2 ist mit einem zylindrischen Gehäusedeckel 3 verschlossen, der die Form ei­ nes umgestülpten Topfes aufweist.

In einem Inneren 4 des Flüssigkeitsfilters 1 ist ein Filter­ körper 5 angeordnet. Dieser Filterkörper 5 besteht im we­ sentlichen aus einer radiale Durchbrüche aufweisenden In­ nenzarge 7, die auf ihrer Außenseite ein Ringfilterelement 6 haltert, das aus einem zick-zack-förmig gefalteten Filter­ werkstoff gebildet ist und an seinen axialen Enden durch Endscheiben 8 verschlossen ist. Der Filterkörper 5 ist über ein Halteteil 9 mit dem Gehäusedeckel 3 verbunden, wobei das Halteteil 9 sowohl am Gehäusedeckel 3 als auch am Filterkör­ per 5 durch Rast- oder Clips-Verbindungen gehaltert ist. Der in das Filtergehäuse 2 eingesetzte Filterkörper 5 ist auf einen im Inneren 4 des Filtergehäuses 2 ausgebildeten zylin­ drischen Stutzen 10 aufgesetzt. Bei der dargestellten Aus­ führungsform wird das Ringfilterelement 6 radial von außen nach innen durchströmt, wobei die Flüssigkeit reinseitig durch den Stutzen 10 abfließt.

An einer geodätisch tiefliegenden Stelle ist im Filtergehäu­ se 2 eine Leerlauföffnung 11 ausgebildet, die bei in das Filtergehäuse 2 eingesetztem Filterkörper 5 durch einen Dichtkörper 12 verschlossen ist. Im vorliegenden Fall ist die Leerlauföffnung 11 innerhalb des Stutzens 10 angeordnet und in einem mit einer geschweiften Klammer gekennzeichneten oberen Bereich 15 kreiszylindrisch ausgebildet.

Der Dichtkörper 12 ist an einem axialen Ende einer Mittel­ stange 13 ausgebildet, die an ihrem gegenüberliegenden axia­ len Ende von Halteelementen 14, die am Halteteil 9 ausgebil­ det sind, über eine Clips- oder Rastverbindung gehaltert ist. Ebenso sind Ausführungsformen möglich, bei denen die Haltestange 13 oder der Dichtkörper 12 direkt am Filterkör­ per 5 oder direkt am Gehäusedeckel 3 gehaltert bzw. ausge­ bildet ist.

Der Dichtkörper 12 weist Dichtmittel auf, die bei einer her­ kömmlichen Ausführungsform des Flüssigkeitsfilters 1 ent­ sprechend der linken Hälfte der Fig. 1 durch eine radialwir­ kende Ringdichtung 16 ausgebildet sind. Dies entspricht dem Stand der Technik. Im Unterschied dazu weisen die Dichtmit­ tel beim erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter 1 entsprechend der rechten Hälfte der Fig. 1 eine Labyrinthdichtung 17 auf. In der Ausführungsform entsprechend Fig. 1 (rechte Hälfte) weist die Labyrinthdichtung 17 drei vom Dichtkörper 12 radi­ al nach außen vorstehende Ringstege 18 auf, die axiäl von­ einander beabstandet sind und sich radial bis zu einer In­ nenwandung 19 des zylindrischen Bereiches 15 der Leerlauf­ öffnung 11 erstreckt und dort jeweils einen drosselnd wir­ kenden Ringspalt 26 (vgl. auch Fig. 2) ausbilden bzw. daran anliegen. Die Labyrinthdichtung 17 arbeitet dabei in bekann­ ter Weise, wobei die einzelnen Ringstege 18 separate Dros­ selstellen bilden, die durch ihre Reihenschaltung die ge­ wünschte Dichtwirkung erzielen.

Der in Fig. 1 dargestellte Dichtkörper 12 weist als weiteres Dichtmittel außerdem einen am axialen, entsprechend Fig. 1 unteren, Ende angeordneten, im wesentlichen axial vom Dicht­ körper 12 abstehenden Ringkragen 20 auf, der an einem sich an den zylindrischen Bereich 15 anschließenden, bspw. ko­ nisch ausgebildeten Ringabsatz 21 zur Anlage kommt. Der am Ringabsatz 21 im wesentlichen axial aufliegende Ringkragen 20 erzeugt eine axiale Dichtwirkung. Vorzugsweise kommt der Ringkragen 20 in einem Übergangsbereich, in dem der Ringab­ satz 21 an den zylindrischen Bereich 15 anschließt, zur An­ lage, wodurch sich zusätzlich eine radiale Dichtwirkung aus­ bildet.

Das Halteteil 9, mit dem der Filterkörper 5 und die Mittel­ stange 13 am Gehäusedeckel 3 gehaltert sind, ist mittels ei­ ner sich an einem Bypaß-Ventil 25 abstützenden Druckfeder 22 axial nach unten vorgespannt. Eine dabei erzeugte Axialkraft 23 ist durch einen Pfeil symbolisiert. Über die Halteelemen­ te 14 wird diese axiale Vorspannkraft auf die Haltestange 13 und somit auf den Dichtkörper 12 übertragen, so daß dieser mit der Axialkraft 23 bezüglich der Leerlauföffnung 11 in Eindringrichtung belastet ist. Diese axiale Vorspannung hat zur Folge, daß der Ringkragen 20 mit einem entsprechenden Anlagedruck am Ringabsatz 21 anliegt, wodurch sich die Dichtwirkung des Ringkragens 20 gegenüber dem Ringabsatz 21 erhöht.

In Fig. 2 sind zwei weitere Ausführungsformen für die Ausge­ staltung der Dichtmittel am Dichtkörper 12 dargestellt. Bei beiden Varianten ist die Innenwandung 19 des oberen Berei­ ches 15 - wie auch bei der Variante entsprechend Fig. 1 - kreiszylindrisch ausgebildet, dementsprechend weisen die Ringstege 18 jeweils denselben Außendurchmesser auf. Auch bei diesen Ausführungsformen bildet der Ringkragen 20 durch seine axiale Anlage am Ringabsatz 21 eine zusätzliche Axial­ dichtung am Dichtkörper 12 aus. Hierbei ist die ganze, dem Dichtkörper 12 zugewandte Oberfläche des Ringabsatzes 21 von der Dichtfläche des Ringkragens 20 bedeckt. In Fig. 2 ist zur Verdeutlichung der Dicht- oder Drosselspalt 26 vergrö­ ßert wiedergegeben.

Fig. 3 zeigt die Mittelstange 13, an deren einen axialen En­ de der Dichtkörper 12 ausgebildet ist. Bei dieser speziellen Ausführungsform sind die Dichtmittel an einer Hülse 24 aus­ gebildet, die auf das dem Dichtkörper 12 zugeordnete axiale Ende der Mittelstange 13 aufgesteckt ist. Die Hülse 24 wird dabei verliersicher gehaltert, beispielsweise durch eine Verklebung oder einen entsprechenden Preßsitz am betreffen­ den axialen Ende der Mittelstange 13. Die Dichtmittel umfas­ sen hier wiederum die aus den Ringstegen 18 gebildete Laby­ rinthdichtung 17. Ebenso wie bei den Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 kann auch die Hülse 24 mit dem Ringkragen 20 zur Ausbildung einer zusätzlichen Axialdichtung ausgestattet werden.

Claims (13)

1. Flüssigkeitsfilter, insbesondere Ölfilter für ein Kraft­ fahrzeug, mit einem Filtergehäuse (2), in das ein Filterkör­ per (5) axial einbringbar ist und das mit einem Gehäusedec­ kel (3) verschließbar ist, mit dem ein Dichtkörper (12) zur Übertragung von Zugkräften zum gemeinsamen Herausziehen ge­ koppelt ist, der bei durch den Gehäusedeckel (3) verschlos­ senem Filtergehäuse (2) in eine in das Filtergehäuse (2) eingebrachte Leerlauföffnung (11) axial eindringt und diese mit Dichtmitteln dichtet, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel eine Labyrinthdichtung (17) aufweisen.

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthdichtung als radial wirkende Labyrinthdich­ tung (17) ausgebildet ist.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Labyrinthdichtung (17) durch mehrere, voneinander axial beabstandete, vom Dichtkörper (12) abstehende Ringste­ ge (18) gebildet ist, die mit einer Innenwandung (19) der Leerlauföffnung (11) zur Ausbildung der Dichtwirkung zusam­ menwirken.

4. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung (17) kreiszylindrisch ausgebildet ist.

5. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung (17) konisch ausgebildet ist.

6. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel einen im wesentlichen axial vom Dicht­ körper (12) abstehenden Ringkragen (20) aufweisen, der an einem von der Innenwandung (17) der Leerlauföffnung (11) nach innen vorstehenden Ringabsatz (21) zur Anlage kommt.

7. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel (17, 20) an einer Hülse (24) ausgebildet sind, die am Dichtkörper (12) befestigt ist.

8. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnete, daß der Dichtkörper (12) so an einem Filterbestandteil (2, 3, 5, 9) gehaltert ist, daß er axiales Spiel aufweist.

9. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (12) bei durch den Gehäusedeckel (3) verschlossenem Filtergehäuse (2) bezüglich der Leerlauföff­ nung (11) in Eindringrichtung mit einer Axialkraft (23) be­ aufschlagt ist.

10. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Axialkraft (23) durch Federmittel (22) aufgebracht wird.

11. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß konzentrisch im Filterkörper (5) eine Mittelstange (13) angeordnet ist, die einenends den Dichtkörper (12) trägt und anderenends am Gehäusedeckel (3) direkt oder indirekt über ein Halteteil (9), an dem zusätzlich der Filterkörper (5) gehaltert sein kann, gehaltert ist.

12. Mittelstange für ein Flüssigkeitsfilter 1 gemäß Anspruch 11.

13. Filterkörper für ein Flüssigkeitsfilter 1 gemäß Anspruch 3 oder 6.