DE202005003047U1

DE202005003047U1 - Füssigkeitsfilter

Info

Publication number: DE202005003047U1
Application number: DE200520003047
Authority: DE
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Hengst SE and Co KG
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2015-02-25

Abstract

Flüssigkeitsfilter,
mit einem auswechselbaren, das Filtermedium aufweisenden Filtereinsatz,
und mit einem Filterumgehungsventil, welches bei Überschreitung eines vorbestimmten Flüssigkeitsdrucks öffnet und einen Flüssigkeitsstrom von der Roh- zur Reinseite des Filters unter Umgehung des Filtermediums ermöglicht,
wobei das Filterumgehungsventil einen beweglichen Ventilkörper aufweist, der an einem Filter fest verbleibenden Bauteil gelagert ist,
sowie eine dem Ventilkörper zugeordnete Dichtfläche, die am auswechselbaren Filtereinsatz vorgesehen ist und die eine Ventilöffnung umgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventilkörper (9) ein Vorsprung (14) zugeordnet ist, der sich durch die Ventilöffnung (12) erstreckt.

Description

Aus der DE 196 05 425 C2 ist ein gattungsgemäßer Flüssigkeitsfilter bekannt, der als Ölfilter für Verbrennungskraftmaschinen in der Praxis eingesetzt wird.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Flüssigkeitsfilter dahingehend zu verbessern, dass dieser eine verbesserte Anströmung des Filterumgehungsventils aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Flüssigkeitsfilter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, dem Ventilkörper einen Vorsprung vorzulagern, der sich durch die Ventilöffnung des Filterumgehungsventils erstreckt. Dieser Vorsprung bewirkt eine Verbesserung der Strömungsverhältnisse, obwohl ein vermeintliches „Hindernis" in der Ventilöffnung vorgesehen ist, so dass in überraschender Weise die Strömungsverhältnisse verbessert werden. In dem ganz gattungsfremden technischen Bereich des Schiffsbaus sind für die Ausgestaltung eines Schiffsbugs bei größeren Schiffe ähnliche Vorteile erzielbar.
Vorteilhaft kann der Vorsprung unmittelbar an den Ventilkörper angeformt sein. Dies ermöglicht eine wirtschaftliche Fertigung und erübrigt, den Vorsprung als separates Bauteil handhaben zu müssen.
Vorteilhaft kann der Vorsprung einen Kreisquerschnitt aufweisen, so dass sich bei einer kreisförmigen Ventilöffnung ein Ringspalt als freier Durchlassquerschnitt ergibt. Im Vergleich zu einer mehreckigen Ausgestaltung der Ventilöffnung oder des Vorsprungs werden so störende Verwirbelungen im Bereich der Eckausbildungen vermieden.
Vorteilhaft kann am Filtereinsatz ein Ventilsitz vorgesehen sein, der elastisch verformbar ist und insofern zugunsten einer möglichst guten Abdichtung dem Ventilkörper optimal angepasst anliegt. Diese elastische Verformbarkeit der Dichtfläche kann dadurch erzielt werden, dass eine Elastomerdichtung Verwendung findet, oder es kann ein Dichtkragen aus demgegenüber härterem Material Verwendung finden, beispielsweise unmittelbar aus dem Kunststoff, aus dem Teile des Filtereinsatzes bestehen, wobei durch eine entsprechend dünnwandige Ausgestaltung des Dichtkragens auch bei derartigen Werkstoffen die gewünschte elastische Verformbarkeit erzielt werden kann.
In wirtschaftlich besonders vorteilhafter Ausgestaltung kann der Dichtkragen als Bestandteil einer Endscheibe des Filtereinsatzes ausgestaltet sein, so dass kein separates Bauteil erforderlich ist, um den Dichtkragen zu bilden, sondern dieser vielmehr durch dasselbe Werkzeug und die dementsprechende Bauteilgeometrie der Endscheibe erzeugt wird.
Vorteilhaft kann zugunsten einer optimal mittigen Ausrichtung des Vorsprungs innerhalb der Ventilöffnung vorgesehen sein, die beteiligten Bauteile zu zentrieren, so dass eine möglichst gleichmäßige Strömungsausbildung bei geöffnetem Filterumgehungsventil gesichert ist:
Einerseits können Zentrierelemente vorgesehen sein, welche dem Vorsprung des Ventilkörpers anliegen und somit den Ventilkörper innerhalb der Ventilöffnung zentrieren.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Filtereinsatz innerhalb des Filtergehäuses zentriert wird. Dies kann durch entsprechende Zentriervorsprünge am Filtereinsatz und/oder am Gehäuse und/oder am Deckel des Filters erfolgen.
Wenn in an sich bekannter Weise ein Stützdom vorgesehen ist, welcher sich zentral durch den etwa zylindrischen Filtereinsatz erstreckt, so kann auch zwischen Filtereinsatz und Stützdom eine Zentrierung durch entsprechende Zentrierelemente vorgesehen sein. Insbesondere wenn der Stützdom den beweglichen Ventilkörper trägt, so dass durch die Zentrierung des Stützdoms im Verhältnis zum Filtereinsatz eine Zentrierung des Ventilkörpers und insbesondere dessen Vorsprungs im Verhältnis zur Ventilöffnung erzielt wird.
Bei der vorerwähnten etwa zylindrischen Ausgestaltung des Filtereinsatzes kann vorteilhaft eine Verdrehsicherung vorgesehen sein. Je nach Anordnung der Einströmkanäle für die ungefilterte Flüssigkeit kann ansonsten ein Drehimpuls dem Filtereinsatz vermittelt werden, der aufgrund seiner Kreisquerschnittsgeometrie in Drehung versetzt wird, was zu unerwünschtem Abrieb und dementsprechend zu unerwünschten Undichtigkeiten führen kann. Insbesondere wenn der Filtereinsatz als Faltenfilter-Element ausgestaltet ist, können die Drehbewegungen zudem erhebliche Verwirbelungen im Flüssigkeitsfilter verursachen, und zwar sowohl innerhalb als auch außerhalb des Filtereinsatzes, welche eine vorteilhafte Durchströmbarkeit des Filters beeinträchtigen können.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Neuerung sind den Unteransprüchen und den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen entnehmbar.
Die 1–12 zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele neuerungsgemäßer Flüssigkeitsfilter.
1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Flüssigkeitsfilter, wobei der Großteil des Filters weggebrochen ist. Der Flüssigkeitsfilter ist insgesamt mit 1 bezeichnet. Er weist ein etwa zylindrisches oder becherartiges Gehäuse 2 auf, welches mittels eines aufgeschraubten Deckels 3 und einer Dichtung 4 ver schlossen ist. Innerhalb des Flüssigkeitsfilters 1 ist ein Filtereinsatz 5 vorgesehen, der das eigentliche Filtermedium 6 aufweist, welches als Papierfaltenfilter ausgestaltet ist und welches zwischen zwei Endscheiben des Filtereinsatzes 5 festgelegt ist. Die obere Endscheibe ist mit 7 gekennzeichnet. Sie ist durch Rastelemente mit dem Deckel 3 verklipst, so dass der Filtereinsatz 5 gemeinsam mit dem Deckel 3 vom Gehäuse 2 des Flüssigkeitsfilters 1 gelöst werden kann und anschließend vom Deckel 3 entfernt werden kann, so dass bei einem so genannten „Filterwechsel" lediglich der Filtereinsatz 5 ausgewechselt werden muss.
Im Betrieb des Flüssigkeitsfilters 1 ist eine Durchströmung radial von außen nach innen vorgesehen. Um ein Kollabieren des Filtereinsatzes 5 zu vermeiden, ist das Filtermedium 6 durch einen Stützdom 8 abgestützt, welcher sich zentral durch den Filtereinsatz 5 erstreckt. Der Stützdom 8 trägt einen Ventilkörper 9, der axial beweglich am Stützdom 8 festgelegt ist. Der Ventilkörper 9 liegt einer kreisringförmigen Dichtfläche 10 an, die durch einen nach unten gebogenen Stutzen 11 gebildet ist, wobei die Dichtfläche 10 sowie der Stutzen 11 Teile der oberen Endscheibe 7 sind.
Der Stutzen 11 und die Dichtfläche 10 umgeben eine kreisförmige Ventilöffnung 12. Am Ventilkörper 9 ist ein Vorsprung 14 angeformt, der sich durch die Ventilöffnung 12 erstreckt.
Der Ventilkörper 8 und die ihn umgebende Dichtfläche 10 bilden ein Filterumgehungsventil, durch welches Flüssigkeit von der Rohseite des Flüssigkeitsfilters 1 unmittelbar auf die Reinseite im Inneren des Filtereinsatzes 5 gelangen kann, wenn die Druckverhältnisse innerhalb des Flüssigkeitsfilters so sind, dass der Ventilkörper 9 gegen die Wirkung der ihn stützenden Druckfeder nach unten gedrückt wird und somit die Ventilöffnung 12 freigibt.
Auch bei vollständig geöffnetem Filterumgehungsventil ist der Vorsprung 14 innerhalb der durch die Dichtfläche 10 gebildeten Ebene vorhanden, so dass stets lediglich ein Kreisringquerschnitt zur Durchströmung des Filterumgehungsventils verfügbar ist.
2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel. Bei diesem und sämtlichen weiteren besprochenen Ausführungsbeispielen sind gleichwirkende Bauteile, selbst wenn sie unterschiedlich zu dem Ausführungsbeispiel der 1 ausgestaltet sind, mit denselben Bezugsziffern wie beim Ausführungsbeispiel der 1 gekennzeichnet.
Es wird in sämtlichen nachfolgend beschriebenen Zeichnungen lediglich auf die Bauteile Bezug genommen, die sich funktionsrelevant von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheiden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 ist die obere Endscheibe 7 plan ausgestaltet, also ohne einen nach unten abgewinkelten Stutzen, so dass sich die Dichtfläche 10 in derselben Ebene wie die übrige Endscheibe 7 befindet. Dementsprechend ragt der Ventilkörper 9 weiter nach oben in den Deckel 3 hinein. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorteilhaft, dass ein Schmutzsammelraum, wie er ansonsten in dem Ringspalt zwischen dem Stutzen 11 und dem Vorsprung 14 des Ventilkörpers 9 beim Ausführungsbeispiel der 1 geschaffen würde, vermieden ist, so dass Schmutzpartikel sich eher auf der oberen Endscheibe 7 verteilen bzw. auf der Rohseite des Filtereinsatzes 5 verteilt werden, so dass bei diesem Ausführungsbeispiel eher gewährleistet ist, dass derartige Schmutzpartikel vom Filtermedium 6 erfasst werden und sich nicht in dem vorerwähnten „Schmutzsammelraum" ablagern können, wo sie ungefiltert auf die Reinseite des Flüssigkeitsfilters 1 gelangen könnten.
Das Ausführungsbeispiel der 3 zeigt eine mit dem der 2 vergleichbare Lösung ohne Schmutzsammelraum, wobei hier je doch der Vorsprung 14 des Ventilkörpers 9 kürzer ausgestaltet ist und die obere Endscheibe 7 nicht nur stutzenlos und plan, sondern mit einer nach oben ragenden Kuppe 15 versehen ist, welche die Dichtfläche 10 bildet. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich Schmutzablagerungen im Bereich der Ventilöffnung 12 ansammeln, ist bei diesem Ausführungsbeispiel besonders gering.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem der 1, wobei die obere Endscheibe 7 zwar einen nach unten ragenden Stutzen 11 ausbildet, dieser Stutzen jedoch an eine nach oben ragende Kuppel 15 anschließt, so dass insgesamt die Gefahr, dass sich Schmutz bis in den Stutzen 11 gelangt, gegenüber dem Ausführungsbeispiel der 1 reduziert ist.
Weiterhin weist das Ausführungsbeispiel der 4 eine Zentrierung auf, die zwischen dem Stützdom 8 und der oberen Endscheibe 7 geschaffen wird, da sich der Stützdom 8 bis in die Kuppe 15 hinein erstreckt. Hierdurch wird eine exakte Zentrierung des Ventilkörpers 9 innerhalb der Ventilöffnung 12 und damit eine möglichst gleichmäßige Anlage des Ventilkörpers 9 an der Dichtfläche 10 unterstützt.
5 zeigt ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem der 4, wobei jedoch die Konturierung der Kuppe 15 und des Stützdoms 8 unrund ist, so dass hierdurch zusätzlich zu der anhand von
4 beschriebenen Zentrierung eine Verdrehsicherung für den Filtereinsatz 5 geschaffen wird.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einer Verdrehsicherung für den Filtereinsatz 5 durch die entsprechend unrunde Konturierung des Stützdoms 8; Der Stützdom 8 ist mit 8 umlaufend verteilt angeordneten Vorsprüngen versehen, denen sich die Kuppe 15 der oberen Endscheibe 7 des Filtereinsatzes 5 anlegt, so dass der Filtereinsatz 5 verdrehsicher am Stützdom 8 anliegt. Die unterhalb des Längsschnittes in 6 dargestellte vereinfachte Darstellung eines Querschnittes entlang der Linie A-A, wobei vereinfacht lediglich der Stützdom 8 und die Kuppe 15 dargestellt sind, verdeutlicht diese Ausgestaltung.
7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Verdrehsicherung des Filtereinsatzes 5 durch eine radiale Rippe 16 ermöglicht wird, die sich radial von der Kuppe 15 aus erstreckt und mit einer nach unten ragenden Nase 17 des Deckels 3 zusammenwirkt. Im Gegensatz zu der Verdrehsicherung der 5 ist bei dem Ausführungsbeispiel der 7 eine Drehung des Filtereinsatzes 5 um zunächst nahezu 360° möglich, wenn nur eine einzige Nase 17 bzw. eine einzige Rippe 16 vorgesehen ist. Spätestens nach einer derartigen Drehung jedoch, wenn die Rippe 16 an der Nase 17 anschlägt, ist eine weitere Drehung des Filtereinsatzes 5 verhindert.
Weiterhin weist das Ausführungsbeispiel der 7 eine Zentrierung des Filtereinsatzes und damit der Ventilöffnung 12 durch den Stützdom 8 auf, der sich bis in die Kuppe 15 der oberen Endscheibe 7 des Filtereinsatzes 5 erstreckt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 8 ist eine Zentrierung des Ventilkörpers 9 unmittelbar durch die obere Endscheibe 7 vorgesehen. Zu diesem Zweck erstreckt sich der Ventilkörper 9 nicht nur in die Ventilöffnung 12 und liegt somit der Dichtfläche 10 an, sondern der Ventilkörper 9 weist Zentrierarme auf, die sich radial nach außen und anschließend abgewinkelt nach oben erstrecken. Diese Zentrierarme 18 umgreifen den Stutzen 11, der an der oberen Endscheibe 7 ausgebildet ist.
9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem an der oberen Endscheibe 7 die Dichtfläche 10 durch eine ringförmige Elastomerdichtung 19 gebildet ist, also nicht durch den Werkstoff der oberen Endscheibe 7 selbst. Dies ermöglicht eine raue Oberflächengestaltung des Ventilkörpers 9 in dem Bereich, in welchem er der Dichtfläche 10 anliegt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 10 wird eine Zentrierung zwischen Filtereinsatz 5 und Stützdom 8 dadurch erreicht, dass der Stutzen 11 der oberen Endscheibe 7 vom Stützdom 8 umfasst ist. Der Stutzen 11 ist einteilig aus der oberen Endscheibe 7 geformt, jedoch mit einem erheblich dünneren Materialquerschnitt, und er ist an seinem unteren Ende nach innen umgebogen ausgestaltet, so dass er dort eine elastisch verformbare Dichtfläche 10 bildet, welcher der Ventilkörper 9 anliegt. Weiterhin ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Zentrierung des Ventilkörpers 9 vorgesehen. Diese wird durch mehrere Zentriernasen 20 bewirkt, die an den Deckel 3 angeformt sind und den Vorsprung 14 des Ventilkörpers 9 radial außen führen. Diese Zentriernasen erstrecken sich zudem in das Innere des Stutzens 11 und zentrieren somit auch den Filtereinsatz.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 11 wird die Dichtfläche 10 ebenfalls durch den Stutzen 11 der oberen Endscheibe 7 gebildet und ist, ebenso wie beim Ausführungsbeispiel der 10, elastisch verformbar. Sie ist jedoch nicht am Stutzen 11 nach innen umgebogen ausgeformt, sondern in Form einer glockenartig nach außen erweiterten Ausgestaltung des Stutzens 11. Die Zentrierung zwischen Deckel 3, Ventilkörper 9, sowie Filtereinsatz 5 erfolgt ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der 10.
Das Ausführungsbeispiel der 12 zeigt eine Verdrehsicherung, bei der ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der 7 an der oberen Endscheibe 7 eine Rippe 16 vorgesehen ist und bei der am Deckel 3 eine Nase 17 als mit der Rippe 16 zusammenwirkender Anschlag vorgesehen ist. Allerdings sind hier mehrere Nasen 17 vorgesehen, so dass die Drehbegrenzung schon nach einem vergleichsweise geringen Drehwinkel des Filtereinsatzes 5 erzielt wird. Die Rippe 16 dient hier durch ihre radiale Erstreckung zudem zur Zentrierung des Ventilkörpers 9, indem sie sich bis zu dem Vorsprung 14 des Ventilkörpers 9 erstreckt. Um eine zuverlässige Zentrierung zu erzielen, sind mehrere um fangsmäßig verteilt angeordnete Rippen 16 vorgesehen, beispielsweise drei derartige Rippen 16.

Claims

Flüssigkeitsfilter, mit einem auswechselbaren, das Filtermedium aufweisenden Filtereinsatz, und mit einem Filterumgehungsventil, welches bei Überschreitung eines vorbestimmten Flüssigkeitsdrucks öffnet und einen Flüssigkeitsstrom von der Roh- zur Reinseite des Filters unter Umgehung des Filtermediums ermöglicht, wobei das Filterumgehungsventil einen beweglichen Ventilkörper aufweist, der an einem Filter fest verbleibenden Bauteil gelagert ist, sowie eine dem Ventilkörper zugeordnete Dichtfläche, die am auswechselbaren Filtereinsatz vorgesehen ist und die eine Ventilöffnung umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ventilkörper (9) ein Vorsprung (14) zugeordnet ist, der sich durch die Ventilöffnung (12) erstreckt.
Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (14) an den Ventilkörper (9) angeformt ist.
Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (14) einen Kreisquerschnitt aufweist.
Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Filtereinsatz (5) ein die Dichtfläche (10) ausbildender elastischer Ventilsitz vorgesehen ist.
Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine an der Dichtfläche (10) angeordnete Elastomerdichtung (19).
Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Ventilsitz durch einen Dichtkragen geschaffen ist, welcher aus einem im Vergleich zu einem Elastomerwerkstoff härteren Werkstoff gebildet ist, wobei der Dichtkragen eine geringe Wandstärke aufweist, derart, dass er bei der Anlage am Ventilkörper (9) elastisch verformbar ist.
Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtkragen als Bestandteil einer Endscheibe (7) des Filtereinsatzes (5) ausgestaltet ist.
Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Zentrierelemente, welche dem Vorsprung (14) des Ventilkörpers (9) anliegen.
Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich durch den Filtereinsatz (5) erstreckender Stützdom (8) mittels am Stützdom (8) und/oder am Filtereinsatz (5) vorgesehener Zentrierelemente ausgerichtet ist.
Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (5) mittels an einem Deckel (3) des Filtergehäuses (2) und/oder am Filtereinsatz (5) vorgesehener Zentrierelemente ausgerichtet ist.
Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (5) einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt aufweist und verdrehgesichert im Flüssigkeitsfilter (1) festgelegt ist.
Flüssigkeitsfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (5) im Bereich der Ventilöffnung (12) im wesentlichen plan ausgestaltet ist.
Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (5) im Bereich der Ventilöffnung (12) eine aufwärts gewölbte Kuppe (15) aufweist.