DE4330839A1 - Filter für die Reinigung von Flüssigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter für die Reinigung von Flüssigkeiten, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Flüssigkeitsfilter der genannten Art ist beispiels­ weise aus der EP-0 314 915 A2 bekannt, wobei der Filter hier als Ölfilter für die Reinigung von Schmieröl, ins­ besondere für Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen, ausgebildet ist. Auch bei diesem bekannten Filter ist ein Ableitungskanal vorgesehen, welcher dazu dient, bei Herausnahme der Filterpatrone die im Filtergehäuse be­ findliche Flüssigkeit abzuleiten, z. B. in einen Vorrats­ behälter, ohne daß ungefilterte Flüssigkeit zur Reinsei­ te des Filters gelangen kann. Während des Betriebes des Filters, d. h. bei eingesetzter Filterpatrone, muß die­ ser Ableitungskanal verschlossen sein, wozu bei dem be­ kannten Filter ein separates Verschlußglied in Form ei­ nes federbelasteten Ventils vorgesehen ist. Dieses Ven­ til umfaßt einen Ventilkörper, einen mit diesem zusammen­ wirkenden Ventilsitz und zwei Federn, die in ihrem Zusam­ menwirken dafür sorgen, daß bei eingesetzter Filterpa­ trone der Ableitungskanal verschlossen gehalten wird und daß sich der Ableitungskanal bei Herausnahme der Filter­ patrone aus dem Filtergehäuse öffnet.

Als nachteilig wird bei diesem Stand der Technik ange­ sehen, daß die Mittel für das Verschließen und Freigeben des Ableitungskanals technisch relativ aufwendig sind und mehrere Einzelteile umfassen, die bei der Herstel­ lung und Montage des Filters zu einem erhöhten Aufwand und zu hohen Herstellungskosten führen.

Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Filter der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, der die vorangehend auf­ geführten Nachteile vermeidet und der insbesondere mit einfach und kostengünstig herstellbaren und montierbaren Mitteln die gewünschte Funktion sicherstellt, nämlich bei eingesetzter Filterpatrone den Ableitungskanal ver­ schlossen zu halten und bei Herausnahme der Filterpatro­ ne aus dem Filtergehäuse den Ableitungskanal freizuge­ ben, wobei gleichzeitig vermieden wird, daß ungereinigte Flüssigkeit zur Reinseite des Filters gelangt.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch einen Filter der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Mit der Erfindung wird vorteilhaft erreicht, daß für die Sicherstellung der gewünschten Funktion lediglich einfa­ che, kostengünstig herstellbare und montierbare Mittel in dem Filter vorgesehen sind, mit denen die gewünschten Funktionen sichergestellt werden. Ein separates Ventil mit mehreren für sich herzustellenden und einzubauenden Einzelteilen wird nicht mehr benötigt. Aufgrund der ange­ gebenen Abstimmung der Höhen, d. h. der axialen Längen der Stutzen und der Höhenlage der Dichtringe relativ dazu wird gewährleistet, daß bei einem Herausziehen der Filterpatrone aus dem Filtergehäuse zunächst die Zuström­ seite des Filters mit dem Ableitungskanal verbunden wird, so daß eine Entleerung des Filtergehäuses erfolgen kann. Erst bei einem noch weiteren Herausziehen der Fil­ terpatrone kommt auch die Reinseite des Filters mit der Zuströmseite des Filters in Verbindung, wobei zu diesem Zeitpunkt aber das Filtergehäuse bereits so weit ent­ leert ist, daß keine noch nicht gefilterte Flüssigkeit zur Reinseite gelangen kann.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß die beiden Dichtringe als Radialdichtringe ausgebildet sind. Hierdurch wird vor­ teilhaft sichergestellt, daß für die Erfüllung der Dicht­ funktion der Dichtringe keine axialen Kräfte ausgeübt werden müssen. Die für die Dichtfunktion benötigten ra­ dialen Kräfte können einfach durch die elastische Vor­ spannung der Dichtringe sichergestellt werden, die bevor­ zugt aus einem Elastomer bestehen.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fil­ ters, bei der insbesondere die Montage vereinfacht wird, schlägt vor, daß die beiden Dichtringe zu einem ein­ stückigen Dichtkörper zusammengefaßt sind. Statt zweier einzelner Dichtringe muß so nur noch ein einzelner ring­ förmiger Dichtkörper mit der Filterpatrone verbunden werden, was eine einfachere Herstellung, Lagerhaltung und Montage ermöglicht.

Der vorgenannte Dichtkörper ist bevorzugt im Querschnitt stufenförmig oder Z-förmig ausgebildet. Diese Form er­ laubt eine einfache Herstellung und einen problemlosen Übergang von dem einen Dichtring mit geringerem Durchmes­ ser zu dem nächsten Dichtring mit größerem Durchmesser. Der Übergangsbereich von dem einen Dichtring zu dem an­ deren Dichtring des Dichtkörpers hat zwar für die Dicht­ wirkung keine Funktion, kann aber vorteilhaft für die Halterung des Dichtkörpers genutzt werden.

Weiter wird vorgeschlagen, daß die untere Stirnscheibe mit einem konzentrischen, nach unten vorragenden hohl­ zylinderförmigen Steg und einem quer daran anschließen­ den, in Radialebene verlaufenden kreisringförmigen Fort­ satz ausgebildet ist, wobei zwischen der Unterseite der Stirnscheibe und dem radial inneren Teil des Fortsatz es eine Aufnahmenut für den ersten Dichtring gebildet ist.

Hiermit wird eine einfache, problemlos herstellbare Form der Stirnscheibe und zugleich eine sichere Halterung des Dichtringes an der Stirnscheibe gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß von dem radial äußeren Teil des Fortsatz es ausgehend ein zu dem ersten hohlzylinderförmigen Steg konzentrischer zweiter hohlzylinderförmiger Steg vorgesehen ist, der den zwei­ ten Dichtring radial außenseitig umgibt. Durch diesen zweiten hohlzylinderförmigen Steg wird der zweite Dicht­ ring sowie der gegebenenfalls vorhandene Übergangsbe­ reich von dem ersten Dichtring zu dem zweiten Dichtring nach außen hin geschützt und insbesondere während des Einsetzens der Filterpatrone in das Gehäuse geführt, so daß eine lagerichtige Positionierung der Dichtringe ge­ währleistet wird. Zudem sorgt der zweite hohlzylinder­ förmige Steg dafür, daß die Filterpatrone vor ihrem Ein­ satz gegen mechanische Beschädigungen des zweiten Dicht­ ringes geschützt wird.

Schließlich wird noch vorgeschlagen, daß zwischen der radial äußeren Seite des zweiten Dichtringes und der ra­ dial inneren Seite des ihn umgebenden zweiten hohlzylin­ derförmigen Steges im Einbauzustand der Filterpatrone ein Spaltraum vorliegt. Dieser Spaltraum ermöglicht zum einen ein elastisches Aufweiten des zweiten Dichtringes bei seinem Aufsetzen auf den zugehörigen Stutzen und er­ möglicht zum anderen das Einwirken eines die Dichtwir­ kung fördernden Differenzdruckes auf den zweiten Dicht­ ring. Im Betrieb des Filters steht nämlich die Flüssig­ keit zuströmseitig unter einem höheren Druck als auf der Abströmseite, wobei in dem Ableitungskanal üblicherweise sogar ein druckloser Zustand vorliegt. Diese Druckdiffe­ renz ergibt eine Kraft auf den zweiten Dichtring, welche dessen Andruck an den Außenumfang des zugehörigen Stutzens verstärkt. Wenn der Filter außer Betrieb ge­ setzt, d. h. wenn keine Flüssigkeit gefördert wird, fällt die Druckdifferenz weg, so daß dann die Andruck­ kraft des zweiten Dichtringes an den zugehörigen Stutzen wesentlich vermindert ist. Dies erleichtert das Heraus­ ziehen der Filterpatrone aus dem Filtergehäuse erheb­ lich, so daß das Herausziehen der Filterpatrone problem­ los auch bei solchen Filtern erfolgen kann, bei denen ein Schraubdeckel des Filtergehäuses mit dem oberen Ende der Filterpatrone lediglich lösbar verrastet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich­ nung zeigen:

Fig. 1 einen vollständigen Filter im Längsschnitt und

Fig. 2 einen Dichtkörper als Teil des Filters aus Fig. 1, im Querschnitt.

Wie die Fig. 1 der Zeichnung zeigt, besteht der darge­ stellte Flüssigkeitsfilter 1 zunächst aus einem Filter­ gehäuse 10 mit einem Filtergehäusesockel 11 und einem lösbaren Schraubdeckel 12. Im Inneren des Filtergehäuses 10 ist eine Filterpatrone 2 angeordnet, die aus einem Filterstoffkörper 20, z. B. einem zick-zack-förmig gefal­ teten Filterpapierkörper, und zwei diesen oben und unten abdeckenden Stirnscheiben 22 und 23 besteht. Der Sockel 11 des Filtergehäuses 10 ist mit mehreren Kanälen ausge­ bildet, wobei hier ein Zulauf 13 für die zu reinigende Flüssigkeit, ein Ablauf 14 für die gereinigte Flüssig­ keit und ein Ableitungskanal 15 für die Entleerung des Filtergehäuses 10 bei einem Herausnehmen der Filterpatro­ ne 2 vorgesehen sind. Im Betrieb des Filters wird die zu filternde Flüssigkeit üblicherweise von einer Pumpe durch den Zulauf 13 zum Außenumfang des Filterkörpers 20 gefördert. Von dort durchströmt die Flüssigkeit den Fil­ terkörper 20 und gelangt in den Innenraum der Filterpa­ trone 2, welcher mit dem Ablauf 14 verbunden ist. Von dort kann die gefilterte Flüssigkeit ihrem vorgesehenen Verwendungszweck, beispielsweise einer Zapfstelle oder einer Schmierstelle oder einer Einspritzanlage oder der­ gleichen zugeführt werden. Die Flüssigkeit kann demnach praktisch beliebig sein, beispielsweise Wasser, Öl, Kraftstoff oder eine andere Flüssigkeit.

Bei dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Filters 1 befindet sich die Filterpatrone 2 in ihrer Ein­ baustellung, in welcher sie mit ihrer unteren Stirnschei­ be 23 unter Zwischenlage von Dichtringen 36 und 37 auf zwei rohrförmigen Stutzen 16 und 17, die Teile des Fil­ tersockels 11 bilden, aufsitzt. Durch den ersten Dicht­ ring 36 ist dabei die Reinseite des Filters 1, d. h. der Innenraum der Filterpatrone 2, gegen den Ableitungskanal 15 abgedichtet; durch den zweiten Dichtring 37 ist die Zulaufseite, d. h. der Bereich des Außenumfanges der Fil­ terpatrone 2 gegen den Ableitungskanal 15 abgedichtet. Weiterhin ist aus der Zeichnung ersichtlich, daß die Höhe der rohrförmigen Stutzen 16 und 17 unterschiedlich ist, wobei der innere Stutzen 16 eine größere Höhe auf­ weist als der äußere Stutzen 17. Weiterhin befindet sich im Einbauzustand der zweite, d. h. hier untere Dichtring 37 in einem axialen Abstand vom oberen Ende des zugehöri­ gen Stutzens 17, der kleiner ist als der axiale Abstand, in welchem sich der erste, hier obere Dichtring 36 vom oberen Ende des zugehörigen Stutzens 16 befindet. Bei einem Herausziehen der Filterpatrone 2 aus dem Filter­ gehäuse 10 bewirkt diese Höhenabstufung und relative An­ ordnung von Dichtringen 36, 37 und Stutzen 16, 17 zuein­ ander, daß zunächst der zweite Dichtring 37 von dem Stutzen 17 freikommt. Hierdurch wird eine Strömungsver­ bindung vom Zulauf 13 zum Ableitungskanal 15 gebildet, so daß noch nicht gereinigte Flüssigkeit vom Außenum­ fangsbereich der Filterpatrone 2 durch den Ableitungska­ nal 15 abströmen kann, z. B. in einen Vorratsbehälter, der drucklos ist. Während dieses Abströmens sitzt der erste Dichtring 36 weiterhin auf dem ersten rohrförmigen Stutzen 16 und hält dort die Abdichtung zwischen der Reinseite des Filters 1 und dem Ableitungskanal 15 auf­ recht. Erst bei einem noch weiteren Herausziehen der Fil­ terpatrone 2 in axialer Richtung nach oben kommt auch der Dichtring 36 vom zugehörigen Stutzen 16 frei, so daß nun, nachdem die ungereinigte Flüssigkeit bereits durch den Ableitungskanal 15 abgeströmt ist, auch die noch im zentralen Innenraum der Filterpatrone befindliche, be­ reits gereinigte Flüssigkeit durch den Ableitungskanal 15 abströmen kann. Ein Übertritt von ungereinigter Flüs­ sigkeit zur Reinseite des Filters 1 wird dadurch sicher vermieden.

Zur sicheren und einfachen Anbringung der Dichtringe 36 und 37 ist zum einen vorgesehen, daß diese beiden Dicht­ ringe 36, 37 zu einem einstückigen Dichtkörper 3 zusam­ mengefaßt sind, wie dies die Fig. 1 der Zeichnung zeigt. Im Querschnitt ergibt sich dann eine Stufenform des Dichtkörpers 3, wobei der obere Teil mit dem Dicht­ ring 36 einen kleineren Durchmesser und der untere Teil mit dem zweiten Dichtring 37 einen größeren Durchmesser aufweist. Weiterhin ist die untere Stirnscheibe 23 der Filterpatrone 2 zur Halterung des Dichtkörpers 3 zu­ nächst mit einem in Axialrichtung nach unten vorragenden hohlzylinderförmigen Steg 24 und einem sich daran an­ schließenden, quer dazu verlaufenden, kreisringförmigen Fortsatz 25 ausgebildet. Zwischen der radial inneren Seite des Fortsatzes 25 und der Unterseite der unteren Stirnscheibe 23 wird so eine Aufnahmenut 26 für den ersten Dichtring 36 gebildet, wobei die Aufnahmenut 26 radial nach innen hin zum Stutzen 16 offen ist. Vom ra­ dial äußeren Teil des Fortsatzes 25 geht schließlich noch ein weiterer hohlzylinderförmiger Steg 27 aus, der nach unten weist und frei endet. Dieser zweite Steg 27 umgibt radial außenseitig den zweiten, unteren Dichtring 37 sowie den Übergangsbereich des Dichtkörpers 3 vom ersten Dichtring 36 zum zweiten Dichtring 37. Zwischen dem Steg 27 und dem zweiten Dichtring 37 verbleibt ein kleiner, hier keilförmiger Spaltraum 28, der ein Eindrin­ gen von zuströmender Flüssigkeit vom Zulauf 13 auf die radial äußere Seite des Dichtringes 37 ermöglicht. Da im Ableitungskanal 15 üblicherweise ein druckloser Zustand vorliegt, ergibt sich aufgrund der Druckdifferenz zwi­ schen der durch den Zulauf 13 zuströmenden Flüssigkeit und dem drucklosen Zustand im Ableitungskanal 15 eine Kraft auf den zweiten Dichtring 37, die diesen an den zugehörigen Stutzen 17 andrückt.

Im Inneren der Filterpatrone 2 ist ein Stützkörper 18 an­ geordnet, der gitterartig mit einer hohlzylindrischen Grundform ausgeführt ist und der ein Kollabieren des Filterstoffkörpers 20 verhindert.

Schließlich zeigt die Fig. 1 in ihrem oberen Teil noch, daß der Deckel 12 des Filtergehäuses 10 an seiner Innen­ seite mit Rastmitteln 12′ versehen ist, die mit entspre­ chend ausgebildeten Gegen-Rastmitteln 22′ zusammenwir­ ken, welche an der oberen Stirnscheibe 22 der Filterpa­ trone 2 vorgesehen sind. Hierdurch wird, wie an sich be­ kannt, erreicht, daß bei einem Abschrauben des Deckels 12 vom Filtergehäuse 10 die Filterpatrone 2 mit nach oben bewegt wird, wobei dann zunächst, wie bereits be­ schrieben, der Dichtring 37 und erst später der Dicht­ ring 36 seine Dichtfunktion verliert und so in der ge­ wünschten Weise die Ableitung zunächst der noch nicht gereinigten Flüssigkeit und schließlich der bereits ge­ reinigten Flüssigkeit aus dem Filtergehäuse 10 erfolgt.

Falls für die Funktion des Filters 1 erforderlich, kann der Deckel 12 mit an sich bekannten Mitteln zum Entlüf­ ten des Filters 1 ausgebildet sein.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt den ringförmigen Dichtkörper 3 als Einzelteil des Filters gemäß Fig. 1 in vergrößer­ ter Darstellung. Im oberen Teil ist der erste Dichtring 36 erkennbar, der radial innenseitig mit zwei im wesent­ lichen halbrunden Dichtlippen ausgebildet ist. Radial außenseitig weist der erste Dichtring 36 eine Schräge 38 auf, die das Einführen des Dichtkörpers 3 in die ihn hal­ tende Nut 26 an der unteren Stirnscheibe 23 der Filter­ patrone 2 erleichtert. Unterhalb der Schräge 38 befindet sich eine Eintiefung oder Nut 38′, in welche der radial innere Teil des Fortsatzes 25 an der unteren Stirnschei­ be 23 der Filterpatrone 2 eingreift.

Unterhalb des ersten Dichtringes 36 befindet sich der zweite Dichtring 37, der mit einem größeren Durchmesser ausgeführt ist. Vom ersten Dichtring 36 zum zweiten Dichtring 37 erstreckt sich ein einstückiger Übergangs­ bereich 39, der zunächst in Radialebene nach außen und dann in Axialrichtung nach unten verläuft.

Der ganze ringförmige Dichtkörper 3 mit den beiden Dicht­ ringen 36 und 37 und dem Übergangsbereich 39 besteht ein­ stückig bevorzugt aus einem Elastomer, wodurch die ge­ wünschten elastischen Eigenschaften und eine ausreichen­ de Haltbarkeit und einfache Herstellbarkeit gewährlei­ stet werden.

Claims (7)

1. Filter für die Reinigung von Flüssigkeiten, insbeson­ dere Kraftstoff oder Schmieröl, mit einem im Einbau­ zustand zumindest annähernd stehend angeordneten Fil­ tergehäuse (10), ferner mit einer in dieses Gehäuse (10) eingesetzten hohlzylindrischen Filterpatrone (2) mit einer oberen und einer unteren Stirnscheibe (22, 23) und mit einem dazwischen angeordneten Fil­ terstoffkörper (20), ferner mit einem Zulauf (13) für die Filterpatrone (2) umströmende, zu reinigende Flüssigkeit und mit einem mit dem zentralen Innenbe­ reich der Filterpatrone (2) verbundenen Ablauf (14) für gereinigte Flüssigkeit in einem Gehäusesockel (11) am unteren Ende des Filtergehäuses (10), wobei der Ablauf (14) durch einen zentrisch in das Innere der Filterpatrone (2) ragenden rohrförmigen Stutzen (16) gebildet ist, der unter Zwischenlage eines an der Stirnscheibe (23) angeordneten Dichtringes (36) die untere Stirnscheibe (23) durchsetzt, und mit ei­ nem durch Herausziehen der Filterpatrone (2) freigeb­ baren Ableitungskanal (15) für die Entleerung des Filtergehäuses (10), wobei der Ableitungskanal (15) im eingebauten Zustand der Filterpatrone (2) ver­ schlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Filtergehäusesockel (11) konzentrisch zum er­ sten rohrförmigen Stutzen (16) ein diesen außen um­ gebender zweiter rohrförmiger Stutzen (17) vorgese­ hen ist, daß der Ableitungskanal (15) zwischen den beiden Stutzen (16, 17) in das Filtergehäuse (10) mündet und daß an der unteren Stirnscheibe (23) der Filterpatrone (2) konzentrisch zum ersten Dichtring (36) ein zweiter Dichtring (37) vorgesehen ist, wobei die Höhe der Stutzen (16, 17) und die Höhenla­ ge der Dichtringe (36, 37) so abgestimmt sind, daß bei dem Herausziehen der Filterpatrone (2) aus dem Gehäuse (10) zunächst der zweite Dichtring (37) von dem zweiten Stutzen (17) und erst anschließend der erste Dichtring (36) von dem ersten Stutzen (16) freikommt.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtringe (36, 37) als Radialdichtringe ausgebildet sind.

3. Filter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Dichtringe (36, 37) zu einem ein­ stückigen Dichtkörper (3) zusammengefaßt sind.

4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtkörper (3) im Querschnitt stufenförmig oder Z-förmig ausgebildet ist.

5. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die untere Stirnscheibe (23) mit einem konzentrischen, nach unten vorragen­ den hohlzylinderförmigen Steg (24) und einem quer da­ ran anschließenden, in Radialebene verlaufenden kreisringförmigen Fortsatz (25) ausgebildet ist, wo­ bei zwischen der Unterseite der Stirnscheibe (23) und dem radial inneren Teil des Fortsatzes (25) eine Aufnahmenut (26) für den ersten Dichtring (36) gebil­ det ist.

6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von dem radial äußeren Teil des Fortsatzes (25) aus­ gehend ein zu dem ersten hohlzylinderförmigen Steg (24) konzentrischer zweiter hohlzylinderförmiger Steg (27) vorgesehen ist, der den zweiten Dichtring (37) radial außenseitig umgibt.

7. Filter nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen der radial äuße­ ren Seite des zweiten Dichtringes (37) und der radi­ al inneren Seite des ihn umgebenden zweiten hohl­ zylinderförmigen Steges (27) im Einbauzustand der Filterpatrone (2) ein Spaltraum (28) vorliegt.