DE4124322A1 - Filterpatrone, insbesondere anschraubfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Filterpatrone, insbesondere Anschraubfilter, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der DE-OS 16 11 120 ist ein Anschraubfilter zur Verwen­ dung z. B. an Verbrennungsmotoren wie z. B. in Kraftfahrzeugen bekannt. Das Gehäuse dieses Anschraubfilters ist an dem Ende, das nicht zum Anschrauben des Filters ausgestaltet ist, mit einem Schraubdeckel verschlossen, der zum Austausch des in dem Anschraubfilter angeordneten Filterelements abge­ schraubt werden kann. Das zum Aufschrauben des Deckels auf das Gehäuse in den vom Deckelboden hochstehenden Deckelkragen eingewalzte Gewinde greift in ein am offenen Ende des Gehäu­ ses entsprechend eingewalztes Gewinde ein, wobei die Wand­ stärke des Gehäuses zu seinem offenen Ende hin zunimmt. Zur Abdichtung des auf den Gehäusemantel aufgeschraubten Schraub­ deckels ist im Kragen des Deckels eine umlaufende Nut ausge­ bildet, in der ein Dichtungsring angeordnet ist.

Es hat sich aber gezeigt, daß bei den z. B. heute im Automo­ bilbau verwendeten Verbrennungsmotoren im Motorölkreislauf Druckspitzen auftreten können, die bei dem bekannten An­ schraubfilter wegen des in dem dünnen Blech der Tiefziehteile Gehäuse und Deckel ausgebildeten Schraubverschlusses zu Un­ dichtigkeiten führen können, so daß dessen Betriebssicherheit nicht mehr gewährleistet werden kann.

Nachteilig ist an dem bekannten Anschraubfilter auch, daß zum Austauschen des Filterelementes eines an einem Kfz-Motor an­ geschraubten Filters wegen des schon wegen der Ausgestaltung eines Schraubgewindes langen Gehäuses ein genügend großer Arbeitsraum vor dem angeschraubten Filter vorhanden sein muß, damit nach dem Abschrauben des Schraubdeckels das Fil­ terelement in seiner vollen Länge unbehindert aus dem Gehäuse herausgezogen werden kann, wobei es nach Abschrauben des Schraubdeckels nur geringfügig aus dem Gehäuse herausragt, was außerdem einen Austausch des Filterelements nicht gerade er­ leichtert.

Ungünstig ist auch, daß sich beim Abdrehen des Schraubdeckels vom Gehäuse der gesamte Anschraubfilter u. U., z. B. wenn das Gehäuse nicht festgehalten wird, mitdreht und somit in seinem Sitz z. B. am Motorblock sich lockern kann bzw. beim Festdre­ hen des Schraubdeckels unnötig fest an den Motorblock ange­ schraubt wird, was bei einem späteren Abschrauben des gesam­ ten Anschraubfilters zu Schwierigkeiten führen kann.

Nachteilig ist auch der fertigungstechnische Aufwand zur Her­ stellung des Gewindes in den Tiefziehteilen Gehäuse und Dec­ kel, da hierzu neben dem Tiefziehvorgang mindestens noch ein weiterer Vorgang zum jeweiligen Gewindeeinwalzen notwendig ist, abgesehen von der Zunahme der Gehäusewandstärke zum of­ fenen Ende hin, was zu einer unerwünschten Gewichtszunahme des Anschraubfilters führt.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu­ grunde, eine Filterpatrone mit einem Verschlußmechanismus zu schaffen, der unter allen Betriebsbedingungen der Filterpatro­ ne absolut dicht ist, dabei im montierten Zustand der Filter­ patrone einfach handzuhaben ist und eine geringe Baulänge der Filterpatrone ermöglicht, so daß ein Austausch des in der Filterpatrone angeordneten Filterelements auch unter räumlich beengten Verhältnissen ohne Erschwernisse durchgeführt werden kann. Außerdem sollen die hierzu notwendigen Bestandteile ein­ fach und gewichtssparend herstellbar sein.

Die Erfindung löst das Problem mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Dadurch, daß der Verschlußmechanismus das Gehäuse mit der Deckelplatte lösbar verbindet, kann vorteilhaft

• - die im Vergleich zur Wandstärke des Gehäuses wegen ihrer bestimmungsgemäßen Funktion als Haltevorrichtung für die gesamte Filterpatrone viel dickere Deckelplatte in erster Linie mit zur Ausbildung des Verschlußmechanismus herange­ zogen werden, so daß das Gehäuse preiswert, ggf. sogar in einem Arbeitsgang, als einfaches Tiefziehteil und damit wegen der damit möglichen geringen Wandstärke gewichtsmäßig günstig hergestellt werden kann,
• - das Gehäuse kürzer sein, da an ihm kein Gewinde für einen Schraubdeckelverschluß ausgebildet werden muß wie im Stand der Technik, was einen entprechend längeren Gehäuse­ mantel erforderte; die somit kürzere, für einen räumlich beengten Anbau des Anschraubfilters an z.B. einen Motor­ block besonders geeignete Bauweise könnte zwar zu einer Verringerung der wirksamen Filterelement-Oberfläche führen, doch könnte dies ohne weiteres durch einen größeren Durch­ messer des Filterelements und folglich der Filterpatrone wieder ausgeglichen werden, zumal ein größerer Durchmesser der Filterpatrone den Austausch des Filterelements nicht behindern würde, da er die Tiefe des für einen Austausch notwendigen Arbeitsraums nicht beeinträchtigen würde,
• - schon nach Lösen der Verbindung von Gehäuse und Deckelplat­ te und nur teilweisem Abnehmen des Gehäuses von der Deckel­ platte das Filterelement bei entsprechender Anordnung im Gehäuse aus dem Gehäuse herausgezogen werden.

In der Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist als Bestandteil des Verschlußmechanismus zur lösbaren Verbindung von Gehäuse und Deckelplatte einerseits am offener Ende des becherförmigen Ge­ häuses eine seitliche Auskragung ausgebildet und zum anderen ein Befestigungring, der wenigstens eine vorgegebene Ver­ schließposition hat und der bei der Einnahme derselben sowohl gegenüber dem Gehäuse als auch der Deckelplatte beweglich ist, wie auch für das Aufbringen des Befestigungsrings auf die Auskragung des Gehäuses zur dichten Verbindung von Gehäuse und Deckelplatte Befestigunsmittel vorgesehen. Hierdurch kann das Gehäuse fertigungsgünstig preiswert als Tiefzieh­ teil hergestellt werden mit geringer und damit gewichtsmäßig günstiger Wandstärke, da die seitliche Auskragung gleichzei­ tig beim Tiefziehen ausgebildet werden kann und ggf. nur noch auf genaues Maß beschnitten werden muß, wobei eine im Ver­ hältnis zur Mantellänge des Gehäuses nur geringfügig über das Gehäuse überstehende Auskragung eine hohe Stabilität trotz geringer Wandstärke des Blechgehäuses besitzt.

Außerdem kann bei einem derart auszuführenden Verschlußmecha­ nismus die Deckelplatte in bezug auf die Zulauf- und Ablauf­ öffnungen, das Anschraubgewinde und die Anschraubdichtung auf bekannte Art und Weise gestaltet sein, so daß die erfindungs­ gemäße Filterpatrone vorteilhaft an Stelle der bisher übli­ chen Wegwerffilter, die nicht umweltfreundlich entsorgt wer­ den können, da sie nicht zur Entnahme bzw. Austausch des Filterelements geöffnet werden können, auch z. B. an sog. Alt­ kraftfahrzeugen ohne irgendwelche Umrüstmaßnahmen direkt ver­ wendet werden können.

Der Vorteil eines Befestigungsrings nach Anspruch 2 liegt darin, daß zum Austausch des in der Filterpatrone angeordne­ ten Filterelements die Filterpatrone nach Entfernen des Be­ festigungsrings geöffnet werden kann, ohne daß hierzu ein Ge­ häuse-Schraubdeckel abgeschraubt werden müßte, was Auswirkun­ gen auf den dichten Sitz der Filterpatrone im angeschraubten Zustand haben könnte, sondern die den Austausch vornehmende Person z. B. mit der linken Hand die Filterpatrone festhalten und mit der rechten Hand den Befestigungsring z.B. mit einem geeigneten Werkzeug aus seinem Sitz an der Filterpatrone ab­ nehmen kann.

In der Ausgestaltung nach Anspruch 3 ist als Befestigungsmit­ tel für das Aufbringen des Befestigungsringes auf die Auskra­ gung des Gehäuses ein Gewinde zwischen Befestigungsring und Deckelplatten vorgesehen. Hierdurch wird vorteilhaft ein be­ sonders gleichmäßiger Anpreßdruck des Befestigungsrings z. B. auf einer zwischen ihm und dem Gehäusekragen angeordneten Dichtung erzielt, so daß bei allen möglichen Druckzuständen der zu filternden Flüssigkeit eine absolute Dichtigkeit der lösbaren Verbindung des Gehäuses an der Deckelplatte gewähr­ leistet und dennoch der Befestigungsring wegen des großen Durchmessers die für die Dichtigkeit erforderliche axiale Vor­ spannkraft ohne besonderen Kraftaufwand entfaltet, nachdem er in seine Verschließposition in das Befestigungsgewinde einge­ schraubt wurde, was demzufolge sogar ohne Werkzeug erfolgen kann. Andererseits kann ein nach längerer Betriebsdauer fest­ sitzender Befestigungsring aufgrund des Befestigungsgewindes vorteilhaft mit einem entsprechenden Werkzeug, das zur Ver­ größerung des Abschraub-Drehmoments mit einem hierzu geeigne­ ten Hebelarm versehen werden kann, gelöst werden, so daß die­ se Komplikation beim Öffnen einer Filterpatrone zum Austausch des Filterelements dank eines Befestigungsgewindes einfach beseitigt werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel mit zwei Ausgestaltungsvarianten des Verschlußmechanismus ist schematisch in der beigefügten Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Es zeigen in Vergrößerung

Fig. 1 eine Filterpatrone im Längschnitt,

Fig. 2 eine Anordnung des Befestigungsringes am Umfang der Deckelplatte im Detail

Fig. 3 eine Anordnungsvariante des Befestigungsrings zwi­ schen Deckelplatte und Gehäuse im Detail.

Die in Fig. 1 in der Ausführung als Anschraubfilter für Flüs­ sigkeiten wie z. B. Motoröl dargestellte Filterpatrone 1 hat ein becherförmiges Gehäuse 2, dessen offenes Ende von einer kreisrunden Deckelplatte 3 verschlossen ist. Diese hat Zu­ lauföffnungen 4 für die zu filternde und eine zentrische Ab­ lauföffnung 5 für die gefilterte Flüssigkeit, in der Fig. 1 als Pfeile angedeutet, wobei sich die Ablauföffnung 5 durch einen auf der Innenseite der Deckelplatte 3 ausgebildeten rohrförmigen Ansatz 6 bis ins Innere der Filterpatrone 1 er­ streckt. Zum Anschrauben der Filterpatrone 1 ist die Ablauf­ öffnung 5 mit einem Anschraubgewinde 7 versehen. Auf der Außenseite der Deckelplatte 3 ist in einem Haltering 8 eine Anschraubdichtung 9 angeordnet.

Als Verschlußmechanismus zum lösbaren Befestigen des Gehäuses 2 an der Deckelplatte 3 ist

• - am offenen Ende des Gehäuses 2 ein rechtwinklig vom offenen Ende des Gehäuses 2 seitwärts nach außen abstehender Gehäuse­ kragen 10 ausgebildet;
• - ein Befestigungsring 11 außen um das Gehäuse 2, in Längs­ achsenrichtung des Gehäuses 2 beweglich angeordnet und
• - als Befestigungsmittel für das Aufbringen des Befestigungs­ rings 11 auf den Gehäusekragen 10 zur dichten Verbindung von Gehäuse 2 und Deckelplatte 3 ein Gewinde 12 vorgese­ hen, das einerseits am Umfang des Befestigungsrings 11 und andererseits an der Innenseite eines nach Verschlußkappen­ art rechtwinklig von der Innenseite der Deckelplatte 3 hochgestellten Deckelplattenkragens 13 ausgebildet ist, wo­ bei der Durchmesser des Randes des Gehäusekragens 10 und der Innendurchmesser des Deckelplattenkragens 13 so anein­ ander angepaßt sind, daß der Rand des Gehäusekragens 10 innen am Deckelplattenkragen 13 anliegt und folglich der Deckelplattenkragen 13 im Bereich des offenen Endes des Ge­ häuses 2 das Gehäuse 2 übergreift, dabei einen Spalt 14 zwischen dem Gehäuse 2 und sich bildend, in den der Befe­ stigungsring 11 mittels des Gewindes 12 einschraubbar ist, hierbei sich sowohl gegenüber dem Gehäuse 2 als auch dem Deckelkragen 13 bewegt und in der dargestellten, in den Spalt 14 eingeschraubten Position zum Verschließen der Fil­ terpatrone mit seinem einen Ende 15 die in der vor der Außenseite des Gehäuses 2 an dessem offenen Ende dem Ge­ häusekragen 10 und dem Deckelplattenkragen 13 am geschlos­ senen Ende des Spalts 14 gebildete Nut 16 angeordneten Be­ festigungsdichtung 17 auf den Gehäusekragen 10 dichtend und den Gehäusekragen 10 auf die Deckelplatte 3 preßt; am anderen, aus dem Spalt 14 herausstehenden ringförmigen Ende 18 des Befestigungsrings 11 sind Eingriffsöffnungen 19 z. B. für einen Zapfenschlüssel ausgebildet z. B. zum Ein- und Herausschrauben des Befestigungsrings 11 in bzw. aus seiner dargestellten Verschließposition in dem Spalt 14.

Ein Filterelement 20 ist in der Filterpatrone 1 auf eine Stützzarge 21 aufgeschoben angeordnet, die wiederum vorzugs­ weise lösbar auf den rohrförmigen Ansatz 6 an der Innenseite der Deckelplatte 2 aufgeschoben angeordnet ist, wobei diese Anordnung z. B. durch an der Stützzarge 21 als auch an dem Filterelement 20 anzuordnende Schiebedichtungen dicht ausge­ führt werden kann.

Zum Austausch des Filterelements 20 wird der Befestigungsring 11 z. B. mittels eines in die Eingriffsöffnungen 19 einzuset­ zenden Zapfenschlüssels aus seiner dargestellten Verschließ­ position und schließlich aus dem Spalt 14 herausgeschraubt, dann wird das Gehäuse 2 aus seinem Sitz in der durch den Dec­ kelplattenkragen 13 verschlußkappenförmig ausgestalteten Deckelplatte 2 abgezogen, und zwar wenigstens so weit, bis das Filterelement 20 für den Austausch z. B. mit der Hand gefaßt und vorzugsweise - insbesondere bei beengten Raumverhältnis­ sen - zusammen mit der Stützzarge 21 von dem rohrförmigen An­ satz 6 abgezogen werden kann, so daß für den Austausch des Filterelements 20 weniger Arbeitsraum benötigt wird, als wenn z. B. ein überwiegender Teil eines Gehäuses einer Filter­ patrone oder aber auch deren Stützzarge unlösbar z. B. an de­ ren Deckelplatte befestigt wären.

In der in Fig. 2 dargestellten Ausgestaltungsvariante einer lösbaren Verbindung eines Gehäuses 2′ mit einer Deckelplatte 3′ ist als Mittel zur Befestigung des Gehäuses 2′ an der Deckelplatte 3′ ein Gewinde 12′ sowohl an der Innenseite des Überwurfs 22 eines nach der Art einer Überwurfmutter ausge­ stalteten Befestigungsrings 11′ als auch am Umfang der Dec­ kelplatte 3′ ausgebildet. Zur Befestigung des Gehäuses 2′ an der Deckelplatte 3′ wird der Befestigungsring 11′ auf das Ge­ häuse 2′ aufgeschoben und in das Gewinde 12′ an der Deckel­ platte 3′ eingeschraubt. Hierbei liegt die Schulter 23 des Befestigungsrings 11′ außen an dem Gehäusekragen 10′ an und zieht diesen gegen eine in einer Nut 16′ in der Deckelplatte 3′ angeordnete Befestigungsdichtung 17′, bis eine dichte Befe­ stigung zwischen Gehäusekragen 10′ und Deckelplatte 3′ durch Einnahme der Verschließposition durch den Befestigungsring 11′ hergestellt ist.

In der in Fig. 3 dargestellten Ausgestaltungsvariante einer lösbaren Verbindung eines Gehäuses 2′′ mit einer Deckelplatte 3′′ ist als Bestandteil eines weiteren Verschlußmechanismus wie schon in Fig. 1 dargestellt am Umfang der Deckelplatte 3′′ nach Verschlußkappenart rechtwinklig von der Innenseite der Deckelplatte 3′′ ein Kragen 13′′ hochgestellt, an dessem Fuß in Verlängerung seiner Innenwandung eine Nut 16′′ ausge­ bildet ist, deren Innenflanken-Durchmesser und der Innen­ durchmesser des Gehäuses 2′′ aneinander angepaßt sind, in der eine Befestigungsdichtung 17′′ angeordnet ist. In das auf der Innenseite des Deckelplattenkragens 13′′ ausgebildete Be­ festungsgewinde 12′′ ist ein Befestigungsring 11′′ mit dem an seinem Umfang ausgebildeten Gewinde 12′′ eingeschraubt, der mit seinem einen Ende 15′′ außen an den Gehäusekragen 10′′ anliegt und diesen, in die Nut 16′′ hereingezogen, dich­ tend auf die in der Nut 16′′ angeordnete Befestigungsdichtung 17′′ preßt. Dabei kann der Befestigungsring 11′′ lose an dem Gehäuse angeordnet oder aber auch drehfest mit dem Gehäuse 2′′ verbunden sein, wobei im ersten Fall ein Werkzeug zum Fest­ schrauben bzw. Losschrauben des Befestigungsrings 11′′ erfor­ derlich sein kann, während im zweiten Fall der Befestigungs­ ring 11′′ durch Drehen des Gehäuses 2′′ mitgedreht werden kann.

In allen Ausgestaltungsvarianten zur lösbaren Befestigung eines Gehäuses an einer Deckelplatte besteht vorzugsweise das austauschbare Filterelement zwecks einer umweltfreundlichen thermischen Entsorgung ausschließlich aus leicht ohne Rück­ stände verbrennbaren Materialien, wie z. B. Filterpapier für das Filtermedium, Pappe für die Filterelement-Endscheiben und entsprechendem Klebstoff für die dichtende Verbindung der einzelnen Bestandteile eines Filterelements untereinander, wobei die für ein Papierfiltermedium notwendige vorzugsweise aus Lochblech gefertigte Stützzarge zur Wiederverwendung in der Filterpatrone angeordnet ist, wie es z. B. in Fig. 1 dar­ gestellt ist.

Bezugszeichenliste

 1 Filterpatrone
 2, 2′, 2′′ Gehäuse
 3, 3′, 3′′ Deckelplatte
 4 Zulauföffnung
 5 Ablauföffnung
 6 rohrförmiger Ansatz
 7 Anschraubgewinde
 8 Haltering für 9
 9 Anschraubdichtung
10, 10′, 10′′ Gehäusekragen
11, 11′, 11′′ Befestigungsring
12, 12′, 12′′ Befestigungsgewinde
13, 13′′ Deckelplattenkragen
14, 14′, 14′′ Spalt zw. Gehäuse u. Deckelplattenkragen
15, 15′′ im Spalt befindliches Ende des Befestigungsringes
16, 16′, 16′′ Nut für 17
17, 17′, 17′′ Befestigungsdichtung
18 aus dem Spalt herausragendes Ende des Befestigungsringes
19 Eingriffsöffnungen für Zapfenschlüssel
20 Filterelement
21 Stützzarge
22 Überwurf des wie eine Überwurfmutter ausgeb. Befestigungsringes
23 Schulter von 22

Claims (4)

1. Filterpatrone, insbesondere Anschraubfilter, mit

• - einem becherförmigen Gehäuse,
• - einer Deckelplatte, das offene Ende des Gehäuses ver­ schließend,
• - Öffnungen in der Deckelplatte für einen Zugang in die bzw. Ausgang aus der Filterpatrone,
• - einem Verschlußmechanismus zum Öffnen und Verschließen der Filterpatrone,
• - einem bei geöffneter Filterpatrone austauschbaren Fil­ terelement,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußmechanismus (10, 11, 12, 13; 10′, 11′, 12′; 10′′, 11′′, 12′′, 13′′) das Gehäuse (2, 2′, 2′′) und die Deckelplatte (3, 3′, 3′′) lösbar miteinander verbindet.

2. Filterpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußmechanismus gebildet ist

• - von einer seitlichen Auskragung (10, 10′, 10′′) am offenen Ende des Gehäuses (2, 2′, 2′′),
• - von einem Befestigungsring (11, 11′, 11′′), der wenig­ stens eine vorgegebene Verschließposition hat und der bei der Einnahme derselben sowohl gegenüber dem Gehäuse (2, 2′, 2′′ ) als auch der Deckelplatte (3, 3′, 3′′) be­ weglich ist,
• - von Befestigungsmitteln (12, 12′, 12′′) für das Aufbrin­ gen des Befestigungsrings (11, 11′, 11′′) auf die Aus­ kragung (10, 10′, 10′′) des Gehäuses (2, 2′, 2′′) zur dichten Verbindung von Gehäuse (2, 2′, 2′′) und Deckel­ platte (3, 3′, 3′′).

3. Filterpatrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungsmittel ein Gewinde (12, 12′, 12′′) zwischen Befestigungsring (11, 11′, 11′′) und Deckelplatte (3, 3′, 3′′) augebildet ist.