DE4408888C2 - Filter für eine Brennkraftmaschine - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Filter, insbesondere zur Rei
nigung von Öl oder Kraftstoff für eine Brennkraftmaschi
ne, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Filter der genannten Art ist aus der DE 40 22 723 A1
bekannt, wobei das Filter hier als Schmierölfilter ausge
führt ist. Bei diesem bekannten Filter ist weiterhin vor
gesehen, daß das im Nebenablaufkanal angeordnete Ventil
von einem zylindrischen Ventilgehäuse umgeben ist, wel
ches bevorzugt aus einem Aluminiumwerkstoff besteht und
an seinem äußeren Umfang mit einer Preßsitz-Fläche ver
sehen ist zum Einpressen des Ventilgehäuses in den Neben
ablaufkanal. Weiterhin wird bei diesem bekannten Filter
vorgeschlagen, daß der Betätigungskörper an einer Innen
fläche des Ventilgehäuses geführt ist und daß das Ventil
gehäuse zur Begrenzung der axialen Bewegung des Betäti
gungskörpers einen Bördelrand an seinem oberen Ende auf
weist. Die Federkonstanten der beiden Federelemente sind
dabei in ihrem Verhältnis zueinander so abgestimmt, daß
zum ersten das Ventil bei eingesetzter Filterpatrone in
Schließstellung gehalten wird, daß zum zweiten das Ven
til bei Herausnahme der Filterpatrone aus dem Filterge
häuse in Öffnungsstellung gebracht wird und daß zum drit
ten bei irrtümlich fehlender Filterpatrone das Ventil
durch einen sich beim Betrieb der zugehörigen Brennkraft
maschine aufbauenden Öldruck im geschlossenen Filterge
häuse in Schließstellung überführt wird.
Das bekannte Filter mit dem vorangehend beschriebenen
Ventil weist zwar die gewünschten vorteilhaften betrieb
lichen Eigenschaften auf, jedoch wird noch als nachtei
lig angesehen, daß für die Herstellung des Ventils ein
relativ hoher Aufwand erforderlich ist. Dieser hohe Auf
wand resultiert insbesondere daraus, daß ein eigenes Ven
tilgehäuse erforderlich ist, das zur Herstellung des Ven
tils eigens angefertigt, mit den weiteren Teilen des Ven
tils zusammenmontiert und schließlich noch nachbearbei
tet werden muß, hier insbesondere noch mit einer Randum
bördelung versehen werden muß.
Ein weiteres einschlägiges Filter ist aus der DE 34 22
482 A1 bekannt, wobei auch hier ein Ventil in einem Ne
benablaufkanal vorgesehen ist. Bei dem hier verwendeten
Ventil umgibt ein unterer Teilbereich eines Betätigungs
körpers den oberen Endbereich eines Dichtkörpers mit Ab
stand in Radialrichtung. Der Betätigungskörper wird
durch radial nach außen weisende Füße, die Teile des Be
tätigungskörpers sind und die an der inneren Oberfläche
eines Kanalstücks in Kanal-Axialrichtung verschieblich
anliegen, geführt. Ein Anschlagmittel begrenzt den Ver
schiebungsweg einer Scheibe, auf der oberseitig der Be
tätigungskörper sitzt. In Richtung nach oben kann aber
der Betätigungskörper unbehindert durch die Anschlagmit
tel und die Scheibe bewegt werden. Eine Begrenzung in
dieser Bewegungsrichtung nach oben erfährt der Betäti
gungskörper erst, wenn seine Füße an einen Anschlag lau
fen, der ein verengtes Kanalstück innerhalb des Filter
gehäuses unterseitig begrenzt. Das verengte Kanalstück
liegt dabei zwischen einem Kanalstück mit größerem Durch
messer und einem Schmutzflüssigkeitsraum des Filterge
häuses, in dem auch der Filtereinsatz angeordnet ist.
Die einzigen Teile, die bei diesem bekannten Ventil vor
montierbar sind, sind der Dichtkörper, eine Schraubenfe
der und die Scheibe, die oberhalb der Feder und unter
halb der Anschlagmittel angebracht ist. Diese drei Teile
bilden aber nachteilig noch kein funktionsfähiges Ven
til, da zusätzlich zumindest eine weitere Feder und der
Betätigungskörper für das Funktionieren des Ventils be
nötigt werden. Die beiden zuletzt genannten Teile sind
aber nicht vorab mit den anderen, oben genannten Teilen
des Ventils verbindbar; der vollständige Zusammenbau des
Ventils kann also erst innerhalb des Filtergehäuses, ge
nauer innerhalb der verschiedenen Kanalstücke, erfolgen.
Damit ist die Montage das Ventils erschwert und umständ
lich, was die Herstellungskosten erhöht.
Schließlich ist aus der DE 28 14 969 A1 ein in ein Loch
einer Platte einrastendes Einsatzstück bekannt, das ei
nen Grundkörper mit davon ausgehenden, in Axialrichtung
weisenden und quer dazu einfederbaren Rastarmen auf
weist. Die genannte Schrift offenbart aber eine Verwen
dung dieses Einsatzstücks nur im Bereich der Befesti
gungstechnik; eine Anwendung in einem Ventil als Teil
eines Flüssigkeitsfilters wird durch diese Schrift weder
offenbart noch nahegelegt.
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Filter der ein
gangs genannten Art zu schaffen, das die vorangehend auf
geführten Nachteile vermeidet und das insbesondere einen
einfacheren Aufbau aufweist sowie einfacher und schnel
ler montierbar ist, wobei die beschriebenen vorteilhaf
ten betrieblichen Eigenschaften in vollem Umfang erhal
ten bleiben sollen.
Eine erste Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß
mit einem Filter der eingangs genannten Art mit den kenn
zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Filter führen sich der Betäti
gungskörper und der Dichtkörper vorteilhaft gegenseitig,
wodurch erreicht wird, daß ein eigenes Ventilgehäuse
nicht mehr erforderlich ist. Hierdurch kann eines der
bisher benötigten Bauteile des Ventils entfallen, was
die Herstellung und Montage des Ventils und damit des
gesamten Filters vereinfacht und verbilligt. Zur Verein
fachung der Montage und Verbilligung des Filters trägt
weiter bei, daß die für das Ventil benötigten Bauteile
vormontiert werden können und daß dann die vormontierte
Baueinheit mittels eines einzigen Einbauschrittes in den
Nebenablaufkanal des Filtergehäuses eingebaut werden
kann. Die Vormontage ist sehr einfach und erfordert nur
ein einfaches Zusammenstecken der Teile des Ventils in
Axialrichtung. Damit sind sowohl die Vormontage als auch
der Einbau des Ventils in das Filtergehäuse mit geringem
Aufwand automatisierbar, was eine kostengünstige Massen
fertigung erlaubt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Filters gemäß An
spruch 1 ist im Anspruch 2 angegeben.
Eine zweite Lösung der oben gestellten Aufgabe gelingt
erfindungsgemäß durch ein Filter der eingangs genannten
Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentan
spruchs 3.
Bei dieser zweiten Lösung ist die Führung nicht am Dicht
körper sondern am Betätigungskörper vorgesehen, wobei im
übrigen die gleichen Vorteile erreicht werden wie mit
der Lösung gemäß Anspruch 1.
Vorteilhafte und bevorzugte weitere Ausgestaltungen der
Erfindung hinsichtlich der Ausführung von Dichtkörper,
Betätigungskörper und erstem Federelement sowie deren
Verbindung miteinander und deren gegenseitiger Führung
sind in den Ansprüchen 4 bis 6 angegeben.
Der für die Funktion des Ventils erforderliche Dichtsitz
ist in einer ersten Ausführung als in den Nebenablaufka
nal eingesetztes und in diesem festgelegtes Ringelement
ausgebildet, wobei dieses eine runde Durchbrechung mit
einer oberseitigen schrägen Dichtfläche, insbesondere in
Form eines Teils eines Konus, aufweist. Bei dieser Aus
bildung des Dichtsitzes als separates Ringelement muß
dieses zwar separat hergestellt werden, jedoch ist dann
keine exakte mechanische Bearbeitung des Filtergehäuses
erforderlich. Das Ringelement braucht dabei nur eine ge
ringe, für seine Montage ausreichende Höhe aufzuweisen,
die klein ist gegenüber der Höhe des Ventils insgesamt.
Bevorzugt ist dabei das Ringelement ein Metall- oder
Kunststoff-Formteil, das in den Nebenlaufkanal einpreß
bar und in diesem durch Reibschluß halterbar ist. Dies
hat den Vorteil, daß eine vorherige spanabhebende Bear
beitung des Nebenablaufkanals nicht nötig ist und daß
das Ringelement unmittelbar in den gußtechnisch herge
stellten, nicht weiter bearbeiteten Kanal eingesetzt wer
den kann. Kleinere Formungenauigkeiten der Kanalkontur
gleicht das Ringelement aus, ohne daß Undichtigkeiten
auftreten. Durch die Verwendung eines Ringelements aus
Kunststoff wird Kontaktkorrosion ausgeschlossen, wie sie
sonst bei z. B. Filtergehäusen aus Magnesium mit eingebau
ten Teilen aus anderen Metallen in Anwesenheit von Was
ser auftreten kann, da z. B. Kraftstoff immer auch gewis
se Wasseranteile enthält.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß das Ringelement mit dem Dichtkörper unter Zwischen
lage des ersten Federelements durch axiales Aufstecken
auf die Arme verbindbar ist und daß die so gebildete vor
montierte Einheit in den Nebenablaufkanal einsetzbar
ist. Hierzu kann man die komplette Einheit mit dem frei
en Ende des ersten Federelements voraus in den Nebenab
laufkanal einführen und in diesem festlegen.
Statt als separates Ringelement kann der Dichtsitz für
das Ventil alternativ filtergehäuseseitig im Nebenablauf
kanal ausgebildet sein, wobei auch bei dieser Ausführung
der Dichtsitz eine runde Durchbrechung mit einer obersei
tigen schrägen Dichtfläche, insbesondere in Form eines
Teils eines Konus, aufweist. Bei dieser Ausbildung des
Dichtsitzes als Teil des Filtergehäuses ist lediglich
eine mechanisch exakte Bearbeitung der Dichtfläche er
forderlich, beispielsweise mittels eines Stufenbohrers
oder eines Fräsers. Damit wird bei dieser Ausführung das
separate Ringelement als Teil des Ventils nicht mehr be
nötigt und die vormontierte Einheit umfaßt dann ein Teil
weniger.
Die zuvor erwähnten Federelemente sind bevorzugt Schrau
benfedern, da derartige Federn einfach und kostengünstig
mit den gewünschten Federkonstanten in einer ausreichen
den Genauigkeit herstellbar sind.
Ein weiterer Beitrag zu einer besonders kostengünstigen
Herstellbarkeit des Ventils wird dadurch geleistet, daß
der Dichtkörper und der Betätigungskörper spritztech
nisch hergestellte Kunststoffteile sind.
Das Filtergehäuse ist vorteilhaft ein Leichtmetall-Druck
gußteil aus Aluminium oder Magnesium oder deren Legierun
gen, wodurch die Herstellung einfach und das Gewicht des
Filtergehäuses niedrig wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden
anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeich
nung zeigen:
Fig. 1 einen Dichtkörper und einen Betätigungskörper
als Teile des Ventils für ein Filter,
Fig. 2 den Dichtkörper und den Betätigungskörper zusam
men mit zwei Federelementen in einem zu einer
vormontierten Einheit zusammengebauten Zustand,
Fig. 3a einen Ausschnitt aus einem Filter mit einem
Ventil in einer ersten Ausführung, wobei das
Ventil in Schließstellung ist,
Fig. 3b das Ventil gemäß Fig. 3a in Öffnungsstellung,
in gleicher Darstellung,
Fig. 4a einen Ausschnitt aus einem Filter mit einem
Ventil in einer zweiten Ausführung, wobei das
Ventil in Schließstellung ist,
Fig. 4b das Ventil gemäß Fig. 4a in Öffnungsstellung
und
Fig. 5 einen Ausschnitt aus einem Filter mit einem Ven
til in einer dritten Ausführung in Schließstel
lung.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt zwei wesentliche Teile des
Ventils im Längsschnitt vor deren Zusammenbau, nämlich
einen Dichtkörper 2 und einen Betätigungskörper 3.
Der Dichtkörper 2 besteht aus einem zentralen Teil mit
einer schrägen, konischen und gegebenenfalls noch leicht
balligen Dichtfläche 20, wobei von diesem zentralen Teil
nach unten hin mehrere Arme 21 ausgehen und sich nach
oben hin eine ringförmige Führung 23 anschließt. Die Ar
me 21, hier insgesamt drei, sind konzentrisch zur Längs
mittelachse des Dichtkörpers 2 angeordnet und verlaufen
in axialer Richtung nach unten. An seinem freien, unte
ren Ende besitzt jeder Arm 21 eine nach außen hin vor
springende, eine widerhakenartige Kontur aufweisende
Rastnase 22. Die im oberen Teil des Dichtkörpers 2 lie
gende Führung 23 ist als innere Oberfläche eines Rings
mit einem Außenumfang 23' und einem hohlen Inneren aus
gebildet, wobei der Ring einstückig mit dem übrigen Teil
des Dichtkörpers 2 hergestellt ist.
Der Betätigungskörper 3 besitzt einen hohlzylindrischen
Grundkörper 30, der nach oben hin durch eine kuppelförmi
ge Spitze, die einstückig mit dem Grundkörper 30 ist, ab
geschlossen ist. Nach unten hin erstrecken sich von dem
Grundkörper 30 hier insgesamt vier Arme 31, die eben
falls konzentrisch zur Längsmittelachse des Betätigungs
körpers 3 in dessen Axialrichtung nach unten verlaufen.
An seinem freien Ende besitzt auch hier jeder Arm 31 ei
ne mit widerhakenförmiger Kontur ausgebildete Rastnase
32, die radial nach außen hin vorspringt.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt eine vormontierte Einheit
10, die aus den beiden zuvor beschriebenen Teilen, näm
lich dem Dichtkörper 2 und dem Betätigungskörper 3 sowie
aus zwei Federelementen 4 und 5, hier Schraubenfedern,
zusammengebaut ist. Hierzu ist der Betätigungskörper 3
von oben her mit seinen Armen 31 voraus in die ringförmi
ge Führung 23 eingeführt worden, bis die Rastnasen 32
durch die Führung 23 hindurchgetreten und wieder nach
außen hin ausgefedert sind. Der Außendurchmesser des Be
tätigungskörpers 3 und der Innendurchmesser der Führung
23 sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß ein ausrei
chendes Bewegungsspiel zwischen beiden vorhanden ist.
Zwischen dem Dichtkörper 2 und dem Betätigungskörper 3
ist die Schraubenfeder 5 angeordnet, wobei sich deren
oberes Ende 51 an dem Betätigungskörper 3 und das untere
Ende 52 an dem Dichtkörper 2 abstützt. Die Feder 5 ist
innerhalb des hohlen Inneren 33 des Grundkörpers 30 des
Betätigungskörpers 3 angeordnet. Durch die Feder 5 wird
der Betätigungskörper 3 mit einer nach oben hin gerich
teten Ausschubkraft relativ zum Dichtkörper 2 beauf
schlagt. Die axiale Verschieblichkeit des Betätigungs
körpers 3 nach oben hin ist dabei durch die nach außen
vorspringenden, widerhakenartig konturierten Rastnasen
32 begrenzt, welche einen Anschlag für die axiale Ver
schiebbarkeit im Zusammenwirken mit der Unterseite der
ringförmigen Führung 23 des Dichtkörpers 2 bilden.
Weiterhin umfaßt die vormontierte Einheit 10 gemäß Fig.
2 noch die Schraubenfeder 4, die mit ihrem oberen Ende
41 außenseitig und mit dem Außenumfang 23' fluchtend an
dem die Führung 23 bildenden Ring klemmend gehaltert
ist. Das untere Ende der Schraubenfeder 42 liegt hier
frei etwa in Höhe des unteren Endes der Arme 21 des
Dichtkörpers 2.
Wie ersichtlich ist, besteht die zuvor beschriebene vor
montierte Einheit 10 aus lediglich vier einfachen Bautei
len 2, 3, 4 und 5, die ohne weiteres durch simples Zu
sammenstecken zu dieser vormontierten Einheit 10 zusam
mengefügt werden können. Dieses Zusammenfügen kann dabei
problemlos automatisiert erfolgen. Eine Nachbearbeitung
der einzelnen Teile der vormontierten Einheit 10 ist da
bei nicht erforderlich.
Die Fig. 3a und 3b der Zeichnung zeigen eine erste
Ausführung eines vollständigen Ventils 1 in seinem Ein
bauzustand in einem Nebenablaufkanal 13 innerhalb eines
Filtergehäuses 11, wobei das Ventil 1 durch die zuvor
anhand von Fig. 2 beschriebene vormontierte Einheit 10
und einen filtergehäuseseitig vorgesehenen Dichtsitz 6
gebildet ist.
In Fig. 3a ist das Ventil in seiner Schließstellung ge
zeigt, wobei diese Schließstellung durch eine in das Fil
tergehäuse 11 eingesetzte Filterpatrone 12 bewirkt wird,
indem die untere Stirnseite 12' der Filterpatrone 12 von
oben her auf den Betätigungskörper 3 drückt. Über die
Schraubenfeder 5 wird eine nach unten gerichtete Kraft
auf den Dichtkörper 2 ausgeübt, die diesen mit seiner
Dichtfläche 20 dichtend auf eine Dichtfläche 60 des
Dichtsitzes 6 drückt. Die Feder 5 dient als Ausgleichs
feder zwischen dem Betätigungskörper 3 und dem Dichtkör
per 2, um Maßungenauigkeiten des Filtergehäuses 11 und
der darin eingesetzten Filterpatrone 12 auszugleichen.
Die weitere Schraubenfeder 4 ist in diesem Zustand des
Ventils 1 ebenfalls zusammengedrückt. Mit ihrem unteren
Ende stützt sich diese Schraubenfeder 4 nun auf einem
stufenförmigen, den Dichtsitz 6 umgebenden Teil des Fil
tergehäuses 11 bzw. der Wandung des Nebenablaufkanals 13
ab.
Die Arme 21 am unteren Teil des Dichtkörpers 2 liegen
hier unterhalb des Dichtsitzes 6. In diese Position ge
langen die Arme 21 einfach dadurch, daß die vormontierte
Einheit 10 von oben her in den Nebenablaufkanal 13 einge
führt wird und die Arme 21 unter elastisch-flexibler Ein
federung durch den Dichtsitz 6 hindurchgedrückt werden.
Nach dem Durchtritt der Rastnasen 22 am unteren Ende der
Arme 21 federn letztere wieder aus, wodurch einerseits
eine Führung des Dichtkörpers 2 innerhalb des Dichtsit
zes 6 und zum anderen eine Begrenzung der axialen Ver
schiebbarkeit des Dichtkörpers 2 nach oben hin relativ
zum Filtergehäuse 11 erreicht wird.
Weiterhin zeigt die Fig. 3a, daß auch im oberen Teil
des Ventils 1 im Bereich der ringförmigen Führung 23 des
Dichtkörpers 2 dieser außenseitig durch seinen Außenum
fang 23' geführt wird, indem die Weite des Nebenablauf
kanals 13 hier so gewählt ist, daß der Außenumfang 23'
ein ausreichendes Bewegungsspiel gegenüber den Begrenzun
gen des Nebenablaufkanals 13 aufweist.
Bezüglich der weiteren in Fig. 3a angegebenen Bezugszif
fern wird auf die vorangehende Beschreibung verwiesen.
Fig. 3b zeigt das Ventil 1 gemäß Fig. 3a nun in seiner
Öffnungsstellung, wobei diese Öffnungsstellung dadurch
erreicht wird, daß die Filterpatrone 12 aus dem Filterge
häuse 11 nach oben hin herausgenommen wird. Hierdurch
können sich die Federn 4 und 5 wieder ausdehnen, wodurch
einerseits der Betätigungskörper 3 relativ zum Dichtkör
per 2 nach oben bis zum Anschlag der Rastnasen 32 an der
Unterseite der ringförmigen Führung 23 bewegt wird und
wodurch andererseits der Dichtkörper 2 zusammen mit dem
Betätigungskörper 3 durch die Feder 4 soweit nach oben
gehoben wird, bis die Rastnasen 22 an den Armen 21 des
Dichtkörpers 2 an der Unterseite des Dichtsitzes 6 anlie
gen. In diesem Zustand ist der Nebenablaufkanal 13 durch
gängig, so daß Flüssigkeit, z. B. Öl, aus dem Inneren des
Filtergehäuses 11 durch den Nebenablaufkanal 13 abströ
men kann, beispielsweise zur Ölwanne einer zugehörigen
Brennkraftmaschine. Im Bereich des Dichtsitzes 6 strömt
das Öl dabei durch eine nun freigegebene Durchbrechung
61.
Die in Fig. 3b gezeigte Stellung des Ventils 1 stellt
sich dann ein, wenn die Filterpatrone 12 aus dem Filter
gehäuse 11 herausgenommen ist und im Inneren des Filter
gehäuses 11 kein Druck gegenüber dem unteren Teil des
Nebenablaufkanals 13 bzw. gegenüber z. B. der Ölwanne der
zugehörigen Brennkraftmaschine vorliegt. Wird irrtümlich
keine Filterpatrone 12 in das Filtergehäuse 11 einge
setzt, so kann dennoch z. B. eine Ölversorgung der zuge
hörigen Brennkraftmaschine erfolgen, wobei hierzu der
bei geschlossenem Ölfiltergehäuse 11 in dessen Innerem
entstehende Öldruck ausgenutzt wird. Dieser Öldruck, der
bei laufender Brennkraftmaschine auftritt, bewirkt, daß
der Dichtkörper 2 gegen die Kraft der Feder 4 nach unten
hin in seine Schließstellung bewegt wird, wobei der Be
tätigungskörper 3 in seiner angehobenen Stellung ver
bleibt. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Brenn
kraftmaschine Schmieröl, wenn auch ungefiltert, zuge
führt wird.
Die Fig. 4a und 4b der Zeichnung zeigen eine zweite
Ausführung des Ventils 1, ebenfalls im eingebauten Zu
stand im Nebenablaufkanal 13 innerhalb eines Filterge
häuses 11. Der wesentliche Unterschied gegenüber dem zu
vor beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht hier da
rin, daß der Dichtsitz 6 nicht filtergehäuseseitig vor
gesehen ist, sondern als eigenes Ringelement 6' in den
Nebenablaufkanal 13 eingesetzt ist. Das Ringelement 6'
besitzt radial außenseitig einen im konzentrisch zur
Längsachse des Nebenablaufkanals 13 verlaufenden flach
zylindrischen Umfangsbereich, mittels welchem das Ring
element 6' unter Reibschluß in den Nebenablaufkanal 13
eingepreßt ist. Die Einpreßtiefe wird dabei durch eine
Stufe im Nebenablaufkanal 13 festgelegt. Radial innensei
tig besitzt das Ringelement 6' des Dichtsitzes 6 eine
schräg verlaufende, konische Dichfläche 60, die in ihrer
Kontur der zuvor anhand von Fig. 3a und 3b beschriebe
nen gehäuseseitig vorgesehenen Dichtfläche entspricht.
In Fig. 4a ist das Ventil 1 in seiner Schließstellung
gezeigt, welche auch hier durch eine in das Filtergehäu
se 11 eingesetzte Filterpatrone 12 bewirkt wird, die mit
ihrer unteren Stirnseite 12' den Betätigungskörper 3
nach unten drückt und in dieser Stellung hält. Auch hier
wird wieder über die Schraubfeder 5 der Dichtkörper 2
nach unten gedrückt, so daß dessen Dichtfläche 20 an der
Dichtfläche 60 des Dichtsitzes 6 dichtend anliegt. Auch
die Feder 4 ist dabei zusammengedrückt. Damit der Dicht
sitz 2 sicher in seiner Dichtstellung gehalten wird,
wenn eine Filterpatrone 12 sich innerhalb des Filterge
häuses 11 befindet, ist die Feder 5 stärker ausgeführt
als die Feder 4, d. h. sie besitzt eine höhere Federkon
stante. Die schwächere Feder 4 ist damit nicht in der
Lage, den Dichtkörper 2 von dem Dichtsitz 6 abzuheben,
solange der Betätigungskörper 3 abwärts gedrückt wird.
Über seinen Außenumfang 23' wird der Dichtkörper 2 in
seinem oberen Bereich im Nebenablaufkanal 13 geführt.
Fig. 4b der Zeichnung zeigt das Ventil 1 aus Fig. 4a
in seiner Öffnungsstellung, wobei diese wieder dadurch
erreicht wird, daß die Filterpatrone 12 aus dem Filter
gehäuse 11 herausgenommen wird. Hierdurch fällt die auf
den Betätigungskörper 3 von oben her einwirkende, nach
unten gerichtete Kraft weg, wodurch sich die Federn 5
und 4 wieder längen können und den Betätigungskörper 3
und den Dichtkörper 2 nach oben hin anheben.
Die Begrenzung der axialen Verschiebbarkeit des Betäti
gungskörpers 3 nach oben hin wird hier in der zuvor be
schriebenen Art und Weise durch die Rastnasen 32 be
wirkt; die axiale Verschiebbarkeit des Dichtkörpers 2
nach oben hin wird durch die Rastnasen 22 an den Armen
21 begrenzt, wobei die Rastnasen 22 hier mit dem unteren
Stirnende des Ringeelements 6' zusammenwirken.
Zum Einbau des Ventils 1 in den Nebenablaufkanal 13 wird
bei dieser Ausführung bevorzugt die vormontierte Einheit
10, bestehend aus dem Dichtkörper 2, dem Ringelement 6'
dem Betätigungskörper 3 und den beiden Federn 4, 5, mit
tels eines geeigneten Montagewerkzeuges von oben her in
den Nebenablaufkanal 13 eingeführt und nach unten ge
drückt, bis das Ringelement 6' bis zur vollen Einpreß
tiefe in den Nebenablaufkanal 13 eingepreßt ist.
Auch hier sind die beiden Federn 4 und 5 hinsichtlich
ihrer Federkonstanten so abgestimmt, daß bei fehlender
Filterpatrone im Filtergehäuse 11 der sich bei in Be
trieb befindlicher Brennkraftmaschine aufbauende Öldruck
im Inneren des Filtergehäuses 11 den Dichtkörper 2 gegen
die Kraft der schwächeren Feder 4 in seine Schließstel
lung bringt.
Das in der Fig. 5 dargestellte dritte Ausführungsbei
spiel des Ventils 1 besteht ebenfalls aus einem Dicht
körper 2 und einem Betätigungskörper 3, die sich gegen
seitig führen und die relativ zueinander in Axialrich
tung verschiebbar sind.
Der Dichtkörper 2 besteht aus einem zentralen Teil, der
im wesentlichen eine zylindrische Grundform hat und an
dessen unterem Ende sich die konische Dichtfläche 20 be
findet. Über die Dichtfläche 20 hinaus nach unten hin
ragen drei Arme 21 vor, die jeweils an ihrem freien Ende
je eine Rastnase 22 mit widerhakenartiger Kontur aufwei
sen.
Nach oben hin geht der zentrale Teil des Dichtkörpers 2
in einen oberen Körperteil 24 über, der durch hier ins
gesamt vier nach oben ragende Arme 26 gebildet wird, die
wieder je eine widerhakenförmige Rastnase 26 aufweisen.
Der Betätigungskörper 30 besteht hier aus dem Grundkör
per 30 und einer ringförmigen Führung 34, wobei der
Grundkörper 30 und die Führung 34 einstückig ausgeführt
sind. Der Grundkörper 30 liegt zum größten Teil inner
halb des von den vier Armen 25 des Dichtkörpers 2 be
grenzten Raumes, während die ringförmige Führung 34 die
Arme 25 außen umgibt. Die Verbindung zwischen Betäti
gungskörper 3 und Dichtkörper 2 erfolgt, indem die Arme
25 mit den Rastnasen 26 voraus zwischen Grundkörper 30
und Führung 34 in den Betätigungskörper 3 eingeführt
wird, bis die Rastnasen 26 wieder ausgefedert sind. Die
Rastnasen 26 sorgen dann dafür, daß die axiale Verschieb
barkeit von Betätigungskörper 3 und Dichtkörper 2 gegen
einander begrenzt ist.
Zwischen dem Betätigungskörper 3 und dem Dichtkörper 2
ist wieder die Schraubenfeder 5 angeordnet, die sich mit
ihrem oberen Ende 51 unterhalb des Grundkörpers 30 am Be
tätigungskörper 3 und mit ihrem unteren Ende 52 an der
Oberseite des zentralen Teils des Dichtkörpers 2 ab
stützt.
Weiterhin zeigt die Fig. 5 auch die Schraubenfeder 4,
die den Dichtkörper 2 außen umgibt und sich mit ihrem
unteren Ende 42 an einer Stufe im Filtergehäuse 11 und
mit ihrem oberen Ende 41 an einem radial nach außen vor
springenden Haltebund 27 des Dichtkörpers 2 abstützt.
Der Dichtsitz 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel wie
der gehäuseseitig im Filtergehäuse 11 vorgesehen. Die
vormontierte Einheit 10 umfaßt also hier den Dichtkörper
2, den Betätigungskörper 3 und die beiden Schraubenfe
dern 4, 5. Zum Einbau dieser vormontierten Einheit 10 in
das Filtergehäuse 11 wird die Einheit 10 von oben her
zum Dichtsitz 6 bewegt, bis die nach unten hin vorragen
den Arme 21 mit ihren Rastnasen 22 durch den Dichtsitz 6
hindurchgetreten und wieder ausgefedert sind. Die Rück
bewegung des Dichtkörpers 2 nach oben hin wird danach
durch die Rastnasen 22 begrenzt. In seinem die Führung
34 umgebenden Bereich ist der Betätigungskörper 3 durch
seinen Außenumfang 34' im Nebenablaufkanal 13 geführt.
In Fig. 5 ist das Ventil 1 in seiner geschlossenen Stel
lung gezeigt, die durch die in das Filtergehäuse 11 ein
gesetzte Filterpatrone 12 bewirkt wird, indem letztere
mit ihrer Unterseite 12' auf den Betätigungskörper 3
drückt.
Wird die Filterpatrone 12 nach oben hin aus dem Filterge
häuse 11 entfernt, werden der Betätigungskörper 3 und
der Dichtkörper 2 unter der Wirkung der sich entspannen
den Schraubenfedern 4, 5 nach oben hin bewegt, wodurch
das Ventil 1 in seine Öffnungsstellung gelangt und eine
Strömungsverbindung aus dem Inneren des Filtergehäuses
11 in den Nebenablaufkanal 13 freigegeben wird.
Wie aus allen Figuren der Zeichnung ersichtlich ist, be
nötigt das hier beschriebene Ventil 1 kein eigenes Ven
tilgehäuse mehr, was die Zahl der miteinander zu verbin
denden Bauteile vermindert und den Herstellungs- und
Montage- sowie Einbauaufwand verringert.
Claims (13)
1. Filter, insbesondere zur Reinigung von Öl oder Kraft
stoff für eine Brennkraftmaschine, mit einem Filter
gehäuse (11), mit einer auswechselbaren Filterpatro
ne (12), mit je einem durch das Gehäuse (11) laufen
den Zulaufkanal und Hauptablaufkanal und mit einem
durch das Gehäuse (11) laufenden Nebenablaufkanal
(13) zur Entleerung des Filtergehäuses (11) bei Her
ausnahme der Filterpatrone (12), wobei in dem Neben
ablaufkanal (13) ein durch eine vormontierte Einheit
(10) gebildetes Ventil (1) angeordnet ist, welches
bei eingesetzter Filterpatrone (12) durch deren unte
re Stirnseite (12') in Schließstellung gehalten wird
und welches bei Beginn der Herausnahme der Filterpa
trone (12) durch ein erstes Federelement (4) in Öff
nungsstellung bewegt wird, wobei das Ventil (1) ei
nen Dichtkörper (2), das den Dichtkörper (2) in Öff
nungsrichtung vorbelastende erste Federelement (4),
einen Dichtsitz (6), einen relativ zum Dichtkörper
(2) axial verschieblichen Betätigungskörper (3) und
ein zwischen dem Dichtkörper (2) und dem Betätigungs
körper (3) angeordnetes, axiale Maßtoleranzen der
Filterpatrone (12) ausgleichendes zweites Federele
ment (5) umfaßt, und wobei das zweite Federelement
(5) eine höhere Steifigkeit als das erste Federele
ment (4) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
- 1. daß an dem Dichtkörper (2) oberhalb seiner Dicht fläche (20) eine Führung (23) vorgesehen ist, in welche der Betätigungskörper (3) unter Zwischen lage des zweiten Federelements (5) in Axialrich tung einsteckbar ist, wobei in eingestecktem Zu stand der Betätigungskörper (3) an seinem Außenumfang über einen Teil seiner axialen Länge unter gegenseitiger axialer Verschiebbarkeit durch den Dichtkörper (2) geführt ist,
- 2. daß am Betätigungskörper (3) und/oder am Dichtkör per (2) Anschlagmittel (32) vorgesehen sind, die bei dem Einstecken des Betätigungskörpers (3) bei der Vormontage in die Führung (23) in Querrichtung einfederbar sind und die in ihrer ausgefederten Stellung bei in die Führung (23) ein gestecktem Betätigungskörper (3) dessen axiale Ver schiebbarkeit entgegen der Einsteckrichtung rela tiv zum Dichtkörper (2) begrenzen,
- 3. daß die vormontierte Einheit (10) gehäuselos zumin dest aus dem Dichtkörper (2), dem Betätigungskör per (3) und dem zwischen diesen angeordneten zwei ten Federelement (5) gebildet ist und
- 4. daß diese vormontierte Einheit (10) nach Einsetzen in den Nebenablaufkanal (13) in diesem in Axial richtung unter Führung durch den Außenumfang (23') des Dichtkörpers (2) beweglich geführt ist.
2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Führung (23) als mit dem Dichtkörper (2) ein
stückiger Ring ausgeführt ist und daß der Betäti
gungskörper (3) an seinem unteren Teil als Anschlag
mittel mehrere axial verlaufende Arme (31) mit radi
al nach außen vorragenden Rastnasen (32) aufweist,
die unter elastisch-flexibler Einfederung durch die
Führung (23) hindurchdrückbar, sind und die nach ih
rer Rückfederung in der Querrichtung den Anschlag für die Begrenzung der
axialen Verschiebbarkeit des Betätigungskörpers (3)
relativ zum Dichtkörper (2) bilden.
3. Filter nach dem Oberbegriff des Anspruchs, 1
dadurch gekennzeichnet,
- 1. daß an dem Betätigungskörper (3) eine Führung (34) vorgesehen ist, in welche der Dichtkörper (2) mit einem oberhalb der Dichtfläche (20) liegenden obe ren Körperteil (24) unter Zwischenlage des zweiten Federelements (5) in Axialrichtung einsteckbar ist, wobei in eingestecktem Zustand der Dichtkör per (2) an seinem Außenumfang über einen Teil seiner axialen Länge unter gegenseitiger axialer Verschiebbarkeit durch den Betätigungskörper (3) geführt ist,
- 2. daß am Dichtkörper (2) und/oder am Betätigungskör per (3) Anschlagmittel (26) vorgesehen sind, die bei dem Einstecken des Dichtkörpers (2) bei der Vormontage in die Füh rung (34) in Querrichtung einfederbar sind und die in ihrer ausge federten Stellung bei in die Führung (34) einge stecktem Dichtkörper (2) dessen axiale Verschieb barkeit entgegen der Einsteckrichtung relativ zum Betätigungskörper (3) begrenzen,
- 3. daß die vormontierte Einheit (10) gehäuselos zumin dest aus dem Dichtkörper (2), dem Betätigungskör per (3) und dem zwischen diesen angeordneten zwei ten Federelement (5) gebildet ist und
- 4. daß diese vormontierte Einheit (10) nach Einsetzen in den Nebenablaufkanal (13) in diesem in Axial richtung unter Führung durch den Außenumfang (34') des Betätigungskörpers (3) beweglich geführt ist.
4. Filter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Führung (34) als mit dem Betätigungskörper (3)
einstückiger Ring ausgeführt ist und daß der Dicht
körper (2) an seinem oberen Körperteil (24) als An
schlagmittel mehrere axial verlaufende Arme (25) mit
radial nach außen vorragenden Rastnasen (26) auf
weist, die unter elastisch-flexibler Einfederung
durch die Führung (34) hindurchdrückbar sind und die
nach ihrer Rückfederung in der Querrichtung den Anschlag für die Begren
zung der axialen Verschiebbarkeit des Betätigungs
körpers (3) relativ zum Dichtkörper (2) bilden.
5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das erste Federelement (4) mit
seinem oberen Ende (41) an dem Dichtkörper (2) gehal
tert ist und einen Teil der vormontierten Einheit
(10) bildet.
6. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Dichtkörper (2) unterhalb sei
ner Dichtfläche (20) mehrere axial verlaufende Arme
(21) mit radial nach außen vorragenden Rastnasen
(22) aufweist und daß unter Zwischenlage des ersten
Federelements (4) die Arme (21) unter elastisch-
flexibler Einfederung durch eine zentrale Durchbre
chung (61) des Dichtsitzes (6) hindurchdrückbar sind
und nach ihrer Rückfederung einen Anschlag für eine
Begrenzung der axialen Verschiebbarkeit des Dicht
körpers (2) relativ zum Dichtsitz (6) bilden.
7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Dichtsitz (6) als in den Nebenablaufkanal (13)
einsetzbares und in diesem festlegbares Ringelement
(6') ausgebildet ist, das eine zentrale runde Durch
brechung (61) mit einer diese umgebenden oberseiti
gen schrägen Dichtfläche (60) aufweist.
8. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ringelement (6') ein Metall- oder Kunststoff-
Formteil ist, das in den Nebenablaufkanal (13) ein
preßbar und in diesem durch Reibschluß halterbar
ist.
9. Filter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich
net, daß das Ringelement (6') mit dem Dichtkörper
(2) unter Zwischenlage des ersten Federelements (4)
durch axiales Aufstecken auf die Arme (21) verbind
bar ist und daß die so gebildete vormontierten Ein
heit (10) in den Nebenablaufkanal (13) einsetzbar
ist.
10. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Dichtsitz (6) filtergehäusesei
tig im Nebenablaufkanal (13) in Form einer runden
Durchbrechung (61) mit einer oberseitigen schrägen
Dichtfläche (60) ausgebildet ist.
11. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Federelemente (4, 5) Schrauben
federn sind.
12. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Dichtkörper (2) und der Betäti
gungskörper (3) spritztechnisch hergestellte Kunst
stoffteile sind.
13. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Filtergehäuse (11) ein Leicht
metall-Druckgußteil, vorzugsweise aus Aluminium oder
Magnesium oder deren Legierungen, ist.
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