DE202007008483U1

DE202007008483U1 - Funktionselement zum Betätigen eines Ventils

Info

Publication number: DE202007008483U1
Application number: DE202007008483U
Authority: DE
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2007-06-13
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2017-06-14

Abstract

Funktionselement zum Betätigen eines Ventils, bestehend aus einem im Wesentlichen ringförmigen Flanschbereich, der eine Befestigungsstruktur aufweist zum Befestigen des Funktionselementes an einem Bauteil und mit wenigstens zwei sich von dem Flanschbereich aus axial erstreckenden Stegen, deren Profil derart gewählt ist, dass diese Stege in vorgesehene Öffnungen eines Ventilkörpers greifen und eine Dreh- und/oder Schubbewegung auf den Ventilkörper ausüben, wobei die Länge der Stege im Bereich von 2 bis 15 Millimeter liegt und bevorzugt 8 Millimeter beträgt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Funktionselement zum Betätigen eines Ventils sowie ein Ventil für Fluide und ein Filtersystem zur Filtrierung von Flüssigkeiten mit einem Ventil und Funktionselement.
Stand der Technik
Aus der DE 3903675 ist ein Ventil bekannt, welches an einem Ölfilter angeordnet ist. Dieses Ventil verschließt eine Ablauföffnung und besteht im Wesentlichen aus einem Stift, der eine O-Ringdichtung aufweist. Dieser Stift befindet sich an der Endscheibe eines Filterelements und verschließt bei ordnungsgemäß eingesetztem Filterelement in ein Gehäuse die Ablaufbohrung innerhalb des Gehäuses. Beim Öffnen des Gehäuses und Herausnehmen des Filtereinsatzes gibt der Stift die Öffnung frei, so dass das im Gehäuse befindliche Fluid nach unten abfließen kann.
Es ist weiterhin aus der DE 4331467 ein Ventil bekannt, welches bei Fehlen eines Filterelements den Durchfluss durch ein Gehäuse unterbricht. Zu diesem Zweck ist im Bereich zwischen Filterkopf und Filtergehäuse im Zulauf eine Abdeckplatte vorgesehen, die das Filtergehäuse durchgreifende, sich gegen das Filterelement abstützende Füße besitzt und axial vom Filtergehäuse geführt wird. Kann sich die Abdeckplatte nicht mehr gegen das Filterelement abstützen, weil z. B. beim Filterelementwechsel der Ein bau eines neuen Filterelementes vergessen wurde, so fällt sie in ihre den Zulauf schließende Position.
Bei der dem Stand der Technik gemäß DE 3903675 ist zwar gewährleistet, dass bei einem eingesetzten Filterelement der Bodenablauf verschlossen ist, allerdings muss das Filterelement derart in das Gehäuse eingesetzt werden, dass ohne großen Aufwand die Zuordnung zwischen Stift und Öffnung gefunden werden kann.
Demgegenüber ist bei der DE 4331467 zwar kein großer manueller Aufwand erforderlich, allerdings besteht die Gefahr, dass durch ein Verkanten der Abdeckplatte auch bei einem fehlenden Filterelement Flüssigkeit durch das Gehäuse strömt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Element zu schaffen, mit dem ein zuverlässiges und kostengünstiges Betätigen eines Ventils möglich ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Es ist ferner die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Filtersystem zur Filtrierung von Flüssigkeiten zu schaffen, sowie ein Fluidfilter für dieses System. Dies wird durch die Merkmale des Anspruchs 5 und des Anspruchs 9 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt in der Einfachheit des Funktionselements zum Betätigen eines Ventils. Dieses besteht aus einem im Wesentlichen holzylindrischen Körper, der eine Befestigungsstruktur aufweist. An diesem Körper sind Stege vorgesehen, die in Öffnungen eines Ventilkörpers eingreifen und eine Schub- oder Drehbewegung auf den Ventilkörper ausüben.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Funktionselement mit beispielsweise einem O-Ring versehen, der in eine Radialnut eingelegt ist. Diese Radialnut befindet sich im Flanschbereich des Funktionselements, damit besteht die Möglichkeit, das Funktionselement gleichzeitig abdichtend in einer Aufnahme zu führen oder zu fixieren.
Die Stege des Funktionselements können in einer weiteren Ausgestaltung an einer Stirnfläche angeordnet sein und erstrecken sich rechtwinklig aus der Stirnfläche heraus, so dass eine optimale Übertragung einer Dreh- oder Schubbewegung möglich ist.
Weiterbildungsgemäß kann die Befestigungsstruktur des Funktionselements mit Schnappelementen ausgestattet sein, um eine Verliersicherheit zu gewährleisten. Bei der Verwendung eines Funktionselements an einem Fluidfilter, besteht der wesentliche Vorteil darin, dass dieses in eine Endscheibe eines konzentrisch aufgebauten und aus einem zickzackförmig gefalteten Filtermedium bestehenden Filter integriert werden kann. Das Funktionselement ist dabei fest mit der Endscheibe verbunden oder lösbar, beispielsweise über eine Rastverbindung. In bevorzugter Weise ist die Endscheibe mit dem Funktionselement einstückig ausgebildet.
An Stelle eines Fluidfilters kann das Funktionselement auch an einer Fluidtemperierungseinrichtung beispielsweise einem Kühl- oder Heizelement angeordnet sein. So besteht die Möglichkeit, einen Kühlkörper der Zu- und Abflüsse aufweist mit dem Funktionselement zum Betätigen eines Zufluss- oder Abflussventils auszustatten. Damit wird gewährleistet, dass bei dem Entfernen des Kühl- oder Heizelements die entsprechenden Kanäle geschlossen werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Ventil für Fluide mit einem Funktionselement. Dieses Ventil ist in einer zylinderförmigen Öffnung angeordnet und nach Art eines Schiebe- und/oder Drehventils ausgestaltet. Dies bedeutet, dass in einer Zylinderwand eine Fluidöffnung vorgesehen ist, das Ventil als zylinderförmiges und damit angeordnetes Element verschließt oder öffnet diese Fluidöffnung. Das Verschließen bzw. Öffnen kann durch eine Drehbewegung stattfinden. In diesem Fall weist das Ventil selbst Öffnungsschlitze oder Öffnungsbohrungen auf, es kann aber auch durch eine Hubbewegung des Ventils stattfinden, in diesem Fall wird das Ventil eine vordefinierte Länge aufweisen und die Öffnung freigeben, wenn das Ventil mit seiner geschlossenen Zylinderoberfläche sich außerhalb der Öffnung befindet.
In einer Ausgestaltung ist das Ventil ein Ringkörper der sich an einer Druckfeder abstützt und in seiner Ruhelage oder Endlage, die sich durch eine entspannte Druckfeder auszeichnet, die Wandöffnung verschließt.
Die Erfindung betrifft auch ein Filtersystem zur Filtrierung von Flüssigkeiten mit einem Funktionselement und einem Ventil, dieses Filtersystem dient z. B. zum Reinigen von Öl oder Kraftstoff für eine Brennkraftmaschine und besteht aus einem Flüssigkeitszulauf für die zu reinigende Flüssigkeit und einem Flüssigkeitsablauf für die gereinigte Flüssigkeit. Der Flüssigkeitsablauf ist über das entsprechend gestaltete Ventil verschließ- oder öffenbar.
In einer Weiterbildung ist der Flüssigkeitsablauf mit einem zusätzlichen Rücklaufsperrventil ausgestaltet, dieses Ventil verhindert bei einem fehlenden Flüssigkeitsdruck ein Zurückfließen von Flüssigkeit in den Filtrationsbereich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
1 Ein Funktionselement an einem Filtersystem zur Filtrierung von Flüssigkeiten in einer Schnittdarstellung,
2 das in 1 dargestellte System in einer Betriebsposition,
3 das in 1 dargestellte System in einer zweiten Betriebsposition,
4 das in 1 dargestellte System in einer Austauschposition,
5 eine Variante eines Funktionselements an einem Filtersystem in einer Schnittdarstellung,
6 das Funktionselement gemäß 5 in einer offenen Kanalposition,
7 das in 5 dargestellte System in einer Betriebsposition,
8 das in 5 dargestellte System in einer Austauschposition für den Austausch des Filterelements.
Ausführungsform(en) der Erfindung
Das in 1 gezeigte Funktionselement 10 ist an der Endscheibe 11 eines Filterelements 12 angeordnet. Dieses Filterelement 12 befindet sich in einem topfförmigen Gehäuse 13, das an seinem hier dargestellten oberen Ende einen Bajonettverschluss 14 aufweist. Es ist ferner ein Filterkopf 15 gezeigt, dieser besteht aus einer Aufnahmestruktur 16, die ein Bajonettsystem 17 aufweist, welches mit dem Bajonettverschluss 14 des Gehäuses 16 in Eingriff gebracht werden kann. Im Filterkopf 15 befindet sich ein Schiebe-Drehventil 18, welches aus einem im Wesentlichen zylindrischen Hohlkörper 19 besteht, der an der Innenwandung 20 einer Öffnung im Filterkopf 15 anliegt. Der zylindrische Hohlkörper ist sowohl drehbar, als auch axial verschiebbar.
Das Funktionselement 10 besteht aus einem ringförmigen Flanschbereich 21, dieser weist eine Befestigungsfläche 22 auf, an dieser ist das Funktionselement 10 mit der Endscheibe 11 verklebt oder verschweißt. Der Flanschbereich 21 geht über in einen Bereich mit einer konzentrischen Stirnfläche 23, an dieser konzentrischen Stirnfläche sind drei Stege 24, 25, 26 angeordnet, wobei Steg 26 in der Schnittdarstellung hier nicht sichtbar ist. Die drei Stege sind gleichmäßig auf der konzentrischen Stirnfläche verteilt und haben einen Abstand von 120°. An dem Funktionselement 10 ist eine Nut 10a vorgesehen, in welcher eine O-Ringdichtung 27 eingelegt ist. In der hier gezeigten Position befindet sich der Bajonettverschluss noch nicht in Eingriff, ebenso befinden sich die Stege 24, 25, 26 nicht in Eingriff mit dem zylindrischen Hohlkörper 19.
2 zeigt in einer etwas vergrößerten Darstellung die Betriebsposition. Der Bajonettverschluss ist hier verschlossen und das Filterelement 12 befindet sich in der normalen Betriebsposition, bei der zu reinigendes Öl von Außen zugeführt wird, durch das Filterelement strömt und im Zentrum nach oben abströmen kann. In der hier gezeigten Stellung liegt jedoch kein Flüssigkeitsdruck an, d. h. es erfolgt noch keine Filtrierung der Flüssigkeit. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Funktionselement 10 ist mit seinem O-Ring 27 in einen Flansch 28 eingeschoben, gleichzeitig sind die Stege von denen hier Steg 25 zu sehen ist, über Durchbrüche 29 hindurch in Eingriff mit dem zylindrischen Hohlkörper 19. Der zylindrische Hohlkörper weist hierzu entsprechende Bohrungen 29 auf, die zu den Stegen passend abgestimmt sind. Durch die Stege und die Drehbewegung des Filterelements 12 bzw. des Gehäuses 13, wird einerseits der zylindrische Hohlkörper 19 geringfügig nach oben verschoben und gleichzeitig auch um beispielsweise 120° gedreht.
Der zylindrische Hohlkörper weist im oberen Bereich an seinem Umfang eine Aussparung 30 auf, linksseitig ist zu erkennen, dass dort keine Aussparung vorgesehen ist, sondern sich der zylindrische Hohlkörper über seine volle Länge an der Innenwandung 20 anlegt. Im Bereich der Aussparung 30 befindet sich der Kanal 31, der in diesem Fall offen ist und bei einer Drehbewegung des zylindrischen Hohlkörpers verschlossen wird.
Die Stege 24, 25, 26 haben in der hier gezeigten Stellung den zylindrischen Hohlkörper 19 entgegen der Kraft der Feder 32 nach oben gedrückt und gleichzeitig aus der Ursprungsposition herausgedreht.
3 zeigt in einer weiteren Betriebsposition den Verlauf des zureinigenden Kraftstoffs durch das Filterelement 12. Der Kraftstoff tritt von Außen gemäß den Pfeilen 33, 34 ein, strömt gereinigt gemäß den Pfeilen 35, 36 nach oben, durch eine Öffnung 37 zu dem zylindrischen Hohlkörper 19. Wie gezeigt öffnet sich aufgrund des Flüssigkeitsdrucks ein Rückschlagventil 38 bestehend aus einem Ventilkörper 39, der von einer Druckfeder 40 beaufschlagt wird. Die Flüssigkeit strömt gemäß den Pfeilen 41, 42 an dem Rückschlagventil 38 vorbei und gemäß dem Pfeil 43 durch eine hier nicht sichtbare Bohrung in den Reinflüssigkeitskanal 44 zu einem Verbraucher.
Bei einem Austausch des Filterelements z. B. zum Entsorgen und Einbau eines neuen Filterelements, wird wie in 4 dargestellt, der Bajonettverschluss geöffnet, das Filterelement bewegt sich nach unten, die Stege 24, 25, 26 bringen zunächst den zylindrischen Hohlkörper 19 durch die Drehbewegung beim Öffnen des Bajonetts in die Ventilschließposition und entfernen sich anschließend aufgrund der nach unten erfolgten Bewegung aus dem Schiebedrehventil 18.
Die 5 bis 8 zeigen eine Variante mit einem etwas geänderten Aufbau. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Entscheidend ist hierbei, dass die Verbindung zwischen dem Gehäuse 13 und dem Filterkopf 15 nicht über einen Bajonettverschluss sondern über ein Schraubgewinde 50 erfolgt. Dies bedeutet, dass eine eindeutige Positionierung von Stegen zu Öffnungen an einem Schiebedrehventil nicht vorgenommen werden können. Deshalb befindet sich an der Endscheibe 11 ein konzentrischer Funktionskörper 51, dieser weist eine Ringfläche 52 auf.
Im Filterkopf 15 ist ein Schiebeventil 53 angeordnet, das auch hier wiederum die Innenwandung 20 abdeckt. Innerhalb des Schiebeventils befindet sich ein Rückschlagventil 38. Sofern das Filtermodul geschlossen ist, d. h. die beiden Gewinde 50 greifen ineinander und das Filterelement befindet sich in der Sollposition, schiebt die Ringfläche 52 das Schiebeventil 53 nach oben in die in 6 gezeigte Position. Das Schiebeventil 53 besitzt auf einer bestimmten Höhe am Umfang Schlitze 54, die in dieser Position den Reinflüssigkeitskanal 44 freigeben.
7 zeigt hier wiederum gemäß den Pfeilen den Flüssigkeitsverlauf. Bei anstehendem Flüssigkeitsdruck öffnet sich das Rückschlagventil 38 und die gereinigte Flüssigkeit strömt durch die mit dem Schiebeventil geöffnete Bohrung in den Reinflüssigkeitskanal.
Sobald – wie in 8 gezeigt – das Filterelement von dem Filterkopf abgeschraubt wird, verschließt wiederum das Schiebeventil 53 die Bohrung zum Reinflüssigkeitskanal. Gleichzeitig geht aufgrund des fehlenden Flüssigkeitsdrucks das Rückschlagventil in seine Schließposition, so dass ein Auslaufen von gereinigter Flüssigkeit oder auch ein Eindringen von Schmutz in den Reinflüssigkeitsbereich zuverlässig verhindert wird.

Claims

Funktionselement zum Betätigen eines Ventils, bestehend aus einem im Wesentlichen ringförmigen Flanschbereich, der eine Befestigungsstruktur aufweist zum Befestigen des Funktionselementes an einem Bauteil und mit wenigstens zwei sich von dem Flanschbereich aus axial erstreckenden Stegen, deren Profil derart gewählt ist, dass diese Stege in vorgesehene Öffnungen eines Ventilkörpers greifen und eine Dreh- und/oder Schubbewegung auf den Ventilkörper ausüben, wobei die Länge der Stege im Bereich von 2 bis 15 Millimeter liegt und bevorzugt 8 Millimeter beträgt.
Funktionselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Flanschbereich eine Radialnut vorgesehen ist und in dieser Radialnut ein O-Ring eingelegt ist.
Funktionselement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege an einer konzentrisch angeordneten Stirnfläche angeordnet sind.
Funktionselement nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsstruktur mit Schnappelementen versehen ist.
Fluidfilter mit einem Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei dieser Filter ein zickzackförmig gefaltetes Filtermedium aufweist, das zwischen zwei Endscheiben konzentrisch angeordnet und an wenigstens einer Endscheibe das Funktionselement integriert ist.
Fluidtemperierungseinrichtung mit einem Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Kühl- oder Heizelement an einer konzentrischen Endscheibe befestigt ist und diese konzentrische Endscheibe das Funktionselement trägt.
Ventil für Fluide mit einem Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Ventil in einer zylinderförmigen Öffnung angeordnet ist und wenigstens eine in der Zylinderwand vorgesehene Fluidöffnung verschließt oder öffnet und wobei das Ventil wenigstens zwei Aufnahmebohrungen für die Stege des Funktionselementes aufweist und wobei das Drehen und/oder Verschieben des Ventils die in der Wandung angeordnete Bohrung öffnet oder verschließt.
Ventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus einem Ringkörper besteht, der sich an einer Druckfeder abstützt und in seiner Ruhelage die Wandöffnung verschließt.
Filtersystem zur Filtrierung von Flüssigkeiten mit einem Funktionselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und einem Fluidfilter nach Anspruch 5 und einem im Systemkopf angeordneten Ventil nach Anspruch 7 oder 8, wobei dieses einen Flüssigkeitszulauf für die zu reinigende Flüssigkeit aufweist. Einen Flüssigkeitsablauf für die gereinigte Flüssigkeit und wobei der Flüssigkeitsablauf über das Ventil verschließ- oder öffenbar ist und wobei ein Rücklaufsperrventil vorgesehen ist, dass zentrisch innerhalb des Ventils angeordnet ist und welches bei einem fehlenden Filterelement den Reinflüssigkeitsbereich verschließt.