DE60202365T2

DE60202365T2 - Flüssigkeitsfilter für fahrzeugverbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE60202365T2
Application number: DE60202365T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Girondi
Original assignee: UFI Filters SpA
Current assignee: UFI Filters SpA
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: SK286644B6; HU225368B1; WO2002100511A1; CZ20033321A3; ITRE20010065A1; HUP0400059A2; CN1514746A; JP4136929B2; CN1223395C; KR20040010697A; ES2232773T3; ITRE20010065A0; EP1397189A1; DE60202365D1; US20040154975A1; JP2004533573A; WO2002100511B1; KR100841419B1; US7141163B2; EP1397189B1

Description

TECHNISCHE BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter für Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen, insbesondere für Öl oder Dieselkraftstoff.
ZUGRUNDELIEGENDE TECHNIK
Seit einigen Jahren wurden Filter mit einem Außengehäuse und einer oberen Verschlussabdeckung konstruiert, die eine Innenkammer umschließen, die einen Einlass für die zu filternde Flüssigkeit und einen Auslass für die gefilterte Flüssigkeit, eine Filterkassette bzw. einen Filtereinsatz mit einem rohrförmigen Filtermedium aufweist, welches innerhalb der Innenkammer positioniert ist, um die Innenkammer des Filters in einen mit dem Einlass in Verbindung stehenden ersten Bereich, und in einen mit dem Auslass in Verbindung stehenden zweiten Bereich zu trennen.
Der Filtereinsatz ist über eine mit dem oberen Ende des Filtermediums verbundene obere Scheibe mit der oberen Abdeckung verbunden und wird dann, wenn er ver braucht ist und ausgetauscht werden muss, von der Abdeckung getrennt und durch einen neuen Einsatz ersetzt.
Diese Filter werden gegenwärtig bevorzugt, da nicht der gesamte Filter, sondern nur der verbrauchte Filtereinsatz als Abfall entsorgt und zerstört werden muss. Der Zugang zu dem Einsatz wird auch dadurch erleichtert, dass, da dieser an der Verschlussabdeckung des Gehäuses befestigt ist, der Einsatz derselben beim Öffnen folgt, so dass er aus der Flüssigkeit auftaucht, in der er eingetaucht ist, ohne dass er mit Werkzeugen ergriffen, und ohne dass er ausgeschüttelt oder außer Eingriff gebracht werden muss, wodurch sich von diesem Schmutz lösen könnte, der Schäden verursacht.
Zum Befestigen des Einsatzes an der Abdeckung ist es bekannt (siehe insbesondere US 5695633 ), erste Kopplungsglieder und zweite Kopplungsglieder zu verwenden, die zusammenwirken, um eine gegenseitige Einrastverbindung zu erzielen, wobei die ersten Kopplungsglieder (oder die zweiten Kopplungsglieder) mit der Abdeckung verbunden sind, und axial in Richtung des Inneren der Kammer hervorstehen, und umgekehrt die zweiten Kopplungsglieder (oder die ersten Kopplungsglieder) mit der oberen Scheibe verbunden sind und axial in Richtung der oberen Abdeckung hervorstehen.
Ein Nachteil dieser Filter besteht darin, dass, obwohl es keine Schwierigkeiten bei der Kopplung der Abdeckung und des Filtereinsatzes aneinander gibt, jedoch eine beträchtliche Axialkraft erforderlich ist, um diese Elemente zu trennen, wenn ein verbrauchter Einsatz gegen einen neuen ausgetauscht werden muss. Wenn dies manuell durchgeführt wird, kann durch diesen Trennungsvorgang auch auf Grund der Tatsache, dass der Einsatz mit Ölverunreinigungen und verschiedenem Schmutz durchsetzt ist, herbeibeführt werden, dass diese Verunreinigungen und der Schmutz überall verspritzt werden, wodurch das Risiko der Beschmutzung des Bedieners und auch der Innenkammer des Filters besteht.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Bereitstellung eines Filters der zuvor beschriebenen Art, bei dem der Filtereinsatz schnell mit der Gehäuseabdeckung verbunden, und leicht und ohne großen Kraftaufwand von derselben gelöst werden kann.
Die US-A-5698097 spiegelt die Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1 wider.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Diese und weitere Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist.
Die Erfindung basiert auf der Tatsache, dass sie erste Kopplungsglieder mit sich axial erstreckenden Kopplungszähnen mit elastischer Wirkung in einer radialen Richtung und zweite Kopplungsglieder mit einer zylind rischen Gesamtfläche umfasst, die in eine Anzahl identischer Sektoren unterteilt ist, die der Anzahl von Kopplungszähnen entspricht, wobei jeder Sektor einen Kopplungsbereich, um die Kopplungszähne axial in Einrasteingriff zu nehmen, und einen an der Seite des Kopplungsbereiches positionierten Loslösungsbereich umfasst, um die Kopplungszähne durch Drehen des Einsatzes um einen kleinen Winkel im Verhältnis zu der oberen Abdeckung aus ihrem Eingriff mit dem Kopplungsbereich freizugeben.
Die Erfindung ist nachfolgend mithilfe der dazugehörigen Figuren detailliert beschrieben, die eine Ausführungsform derselben mittels eines nicht ausschließlichen Beispiels darstellen.
1 ist ein axialer Gesamtschnitt durch den gesamten Filter hindurch.
1A ist ein vergrößertes Detail von 1.
2 ist eine Grundrissansicht von unten, das heißt von ausschließlich dem mittigen Bauteil der oberen Abdeckung von 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht ausschließlich der oberen Scheibe für den Einsatz von 1.
4A ist eine Draufsicht von oben auf die Scheibe von 3.
4B ist eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils B von 4A.
4C ist eine weitere Seitenansicht in Richtung des Pfeils C von 4A.
4D ist ein Schnitt auf der Ebene D-D von 4B.
Die Figur der Erfindung weist ein nach oben offenes Außengehäuse 11 mit insbesondere annähernd zylindrischer Form auf, welches eine obere Verschlussabdeckung 12 aufweist und eine annähernd zylindrische Innenkammer 13 umschließt.
Die Kammer 13 besitzt einen Einlass (in den Figuren nicht dargestellt) für die zu filternde Flüssigkeit, der bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform seitlich auf der zylindrischen Oberfläche des Gehäuses 11 positioniert ist, und einen Auslass für die gefilterte Flüssigkeit, der bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform auf der oberen Abdeckung 12 positioniert ist.
In dem Inneren der Kammer 13 ist ein Filtereinsatz 20 mit einem rohrförmigen Filtermedium 21 innerhalb der Innenkammer 13 positioniert, welches die Kammer in einen mit dem Einlass in Verbindung stehenden ersten Bereich 13' und in einen mit dem Auslass 16 in Verbindung stehenden zweiten Bereich 13'' trennt.
Der Einsatz 20 weist auch eine obere Scheibe 22 in Form einer kreisförmigen Platte auf, welche die flache ringförmige obere Fläche des Filtermediums 21 vollständig und genau bedeckt, und starr mit demselben verbunden ist. Der Einsatz 20 weist schließlich eine untere Scheibe 23 in Form einer kreisförmigen Platte auf, welche die flache ringförmige untere Fläche des Filtermediums 21 vollständig und genau bedeckt, und starr mit demselben verbunden ist.
Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform besitzt die Abdeckung 12 eine im Wesentlichen flache Kammer 14, die zwischen der oberen Innenfläche 12a der Abdeckung festgelegt ist, und eine von der Fläche 12a beabstandete untere, kreisförmige Wand 122, die starr an der Abdeckung 12 befestigt ist und einen Teil derselben bildet. Die Kammer 14 steht mit dem Auslass 16 und mit dem Bereich 13'' im Inneren des Filtermediums 21 über ein axiales Rohr 17 in Verbindung, welches durch eine in dem Mittelpunkt der oberen Scheibe 22 vorgesehene Öffnung hindurchgeht. Eine Dichtung 221 bildet eine hermetische Dichtung zwischen der Scheibe 22 und dem Rohr 17.
Der Filter besitzt auch erste Kopplungsglieder und zweite Kopplungsglieder, die zusammenwirken, um eine gegenseitige Einrastverbindung zu erzielen. Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform sind die ersten Kopplungsglieder mit der Abdeckung 12 verbunden (sie sind insbesondere einstückig mit der Wand 122 ausgeführt) und stehen axial in Richtung des Inneren der Kammer 13 nach unten hervor, während die zweiten Kopplungsglieder 40 einstückig mit der oberen Scheibe 22 ausgeführt sind und axial in Richtung der oberen Abdeckung 12 nach oben hervorstehen. Bei einer alternativen Ausführungsform (in den Figuren nicht dargestellt) sind die axial in Richtung des Inneren der Kammer 13 nach unten hervorstehenden zweiten Kopplungsglieder mit der Abdeckung 12 verbunden, wobei die ersten Kopplungsglieder umgekehrt mit der oberen Scheibe 22 verbunden sind und axial in Richtung der oberen Abdeckung 12 nach oben hervorstehen.
Gemäß der Erfindung umfassen die ersten Kopplungsglieder 31 zwei oder mehrere, sich axial erstreckende Kopplungszähne mit elastischer Wirkung in radialer Richtung, wobei die zweiten Kopplungsglieder eine zylindrische Gesamtfläche 41 umfassen, die in eine Anzahl identischer Sektoren unterteilt ist, die der Anzahl von Kopplungszähnen 31 entspricht.
Jeder Sektor der zylindrischen Fläche legt einen Kopplungsbereich 43 fest, um die Kopplungszähne 31 axial in Einrasteingriff zu nehmen, und legt einen an der Seite des Kopplungsbereiches positionierten Loslösungsbereich 44 fest, um die Kopplungszähne 31 durch Drehen des Einsatzes 20 um einen kleinen Winkel im Verhältnis zu der oberen Abdeckung 12 aus ihrem Eingriff mit dem Kopplungsbereich 43 freizugeben.
Jeder der Kopplungsbereiche 43 legt insbesondere im Querschnitt einen die ersten Kopplungszähne 31 ergän zenden zweiten Kopplungszahn fest, der zur Einrastaufnahme der ersten Kopplungszähne 31 durch gegenseitige Annäherung in einer axialen Richtung angeordnet ist, bzw. um diese in Eingriff zu nehmen. Im Detail (siehe insbesondere 4A–4C) besitzt der Kopplungsbereich 43 einen leicht geneigten oberen Abschnitt 43a, dessen Radius sich nach unten vergrößert, auf welchen eine untere Nut 43b folgt, die eine scharfe Kante 43d in Form eines Sägezahnes bildet, um einen ersten Kopplungszahn 31 in Eingriff zu nehmen.
Der Loslösungsbereich 44 weist einen sich über die gesamte Höhe erstreckenden, glatten zylindrischen Oberflächenabschnitt 44a und einen bogenförmigen Oberflächenstreifen 44b auf, der eine Verbindungsrampe bildet, die entlang des Umfangs von der Nut 43b zu dem Oberflächenabschnitt 44a ständig kleiner wird, um die Kopplungszähne von der Nut 43b zu der glatten zylindrischen Oberfläche 44a zu übertragen.
Auf der anderen Seite des Kopplungsbereiches 43 ist eine geradlinige Rippe 45 vorhanden, die den Kopplungsbereich 43 eines Sektors von dem Loslösungsbereich 44 des anderen Sektors trennt, und von den umgebenden Bereichen 43 und 44 radial nach außen hervorsteht.
Die Abdeckung 12 weist auch nach unten hervorstehende Anschlagelemente auf, die mit ihrem unteren Ende gegen die obere Fläche der oberen Scheibe 22 anliegen, wenn die Kopplungsglieder gegenseitig in Eingriff stehen.
Die Elemente 32 bestehen insbesondere aus identischen Rohrsegmenten, die auf derselben koaxialen zylindrischen Oberfläche außerhalb der Kopplungszähne 31 angeordnet sind.
Wenn die Kopplungszähne 31 die jeweiligen scharfen Kanten 43d in Eingriff nehmen, liegen die Elemente 32 gegen die obere Fläche der Scheibe 22 an, wobei die Scheibe 22 auf Grund dieses Anschlagens in einem genauen axialen Abstand von der Abdeckung 12 gehalten wird, wobei zusätzlich die Verbindung zwischen den Kopplungsgliedern spielfrei gestaltet wird, wenn die Kanten 43d und die Kanten der Kopplungszähne 31 gegeneinander gedrückt gehalten werden.
Beim Gebrauch wird der Einsatz zum Verbinden des Einsatzes 20 mit der Abdeckung 12 in einer axialen Richtung in Richtung der Abdeckung 12 gebracht, so dass die Kopplungsbereiche 43 zwischen den Kopplungszähnen 31 hindurchgehen. Die gegenseitige Verbindung wird durch das Einrasten der Vorsprünge der Zähne 31 in den Nuten 43b erreicht. Die zwei Kopplungsbereiche 43 wirken zusammen mit der durch die Rippen 45 erzeugten führenden Wirkung als Einführungsspuren, um ein zuverlässiges Einrasten ohne Drücken mit übermäßiger Kraftanwendung zu ermöglichen.
Durch Drehen des Einsatzes um seine Achse während des Drückens kann dieser zuverlässig auf den Einführungsspuren auftreffen. Die Verbindung wird bestätigt und ist durch das abrupte Eintreten der Zähne 32 in die Nuten 43b hörbar.
Der Einsatz 20 kann außer durch die Ausübung der richtigen Freigabebewegung auf denselben nicht mehr aus dieser stabilen Position bewegt werden. In dieser Hinsicht verhindert die scharfe Kante 43d jede Freigabe des Einsatzes 20 durch die Wirkung der durch die Druckänderungen innerhalb der gesamten Filtereinheit erzeugten Kräfte.
Der Einsatz 20 wird in einer zweistufigen Bewegung freigegeben. In der ersten Stufe wird der Einsatz 20 um einen kleinen Winkel gedreht (wobei ein relativ kleines Drehmoment genügt), um die Kanten der Zähne 31 zum Gleiten entlang der jeweiligen Verbindungsrampen 44B (mit folglichem Wegdrücken der Zähne 31) zu veranlassen, bis die Kanten auf den glatten Oberflächenabschnitten 44a liegen. An diesem Punkt werden die Zähne 31 durch axiales Wegziehen des Einsatzes 20 von der Abdeckung 12 von dem rohrförmigen Körper 41 getrennt, und der Einsatz wird freigegeben.
Auf diese Weise kann das Filtermedium 21 ohne die Ausübung von Kraft zum Zeitpunkt der Freigabe von dem Körper des Filters getrennt werden, wodurch das Auslaufen und Spritzen von Flüssigkeit nach außen verhindert wird.
Es können zahlreiche Veränderungen praktischer und anwendungsgemäßer Art an der Erfindung vorgenommen wer den, ohne jedoch den Umfang des Erfindungsgedankens zu verlassen, wie er nachfolgend beansprucht wird.

Claims

Filter für Verbrennungsmotoren von Fahrzeugen, der ein Außengehäuse (11) und eine obere Verschlussabdeckung (12), die eine Innenkammer (13) umschließen, die einen Einlass für die zu filternde Flüssigkeit und einen Auslass für die gefilterte Flüssigkeit aufweist, eine Filterkassette (20) mit einem rohrförmigen Filtermedium (21), welches innerhalb der Innenkammer (13) positioniert ist, um die Innenkammer (13) des Filters in einen mit dem Einlass in Verbindung stehenden ersten Bereich und in einen mit dem Auslass in Verbindung stehenden zweiten Bereich zu trennen, und eine mit dem oberen Ende des Filtermediums (21) verbundene obere Scheibe (22) aufweist, erste Kopplungsglieder (31) und zweite Kopplungsglieder (41), die zusammenwirken, um eine gegenseitige Einrastverbindung zu erzielen, wobei die ersten Kopplungsglieder (31) oder die zweiten Kopplungsglieder (41) mit der Abdeckung (12) verbunden sind und axial in Richtung des Inneren der Kammer (13) hervorstehen, und wobei umgekehrt die zweiten Kopplungsglieder (41) oder die ersten Kopplungsglieder (31) mit der oberen Scheibe (22) verbunden sind und axial in Richtung der oberen Abdeckung (12) hervorstehen, wobei die ersten Kopplungsglieder (31) sich axial erstreckende Kopplungszähne mit elastischer Wirkung in einer radialen Richtung umfassen, wobei die zweiten Kopplungsglieder (41) eine zylindrische Gesamtfläche umfassen, die in eine Anzahl identischer Sektoren unterteilt ist, die der Anzahl von Kopplungszähnen (31) entspricht, wobei jeder Sektor Folgendes umfasst: – Einen Kopplungsbereich (43), um die Kopplungszähne (31) axial in Eingriff zu nehmen, und – Einen an der Seite des Kopplungsbereiches (43) positionierten Loslösungsbereich (44), der einen sich über die gesamte Höhe erstreckenden, glatten, zylindrischen Oberflächenabschnitt (44a) aufweist, um die Kopplungszähne (31) aus ihrem Eingriff mit dem Kopplungsbereich (43) freizugeben, dadurch gekennzeichnet, dass der Loslösungsbereich (44) einen bogenförmigen Oberflächenstreifen (44b) aufweist, der eine Verbindungsrampe bildet, die angeordnet ist, um die Kopplungszähne (31) durch Drehen des Einsatzes (20) um einen kleinen Winkel im Verhältnis zu der oberen Abdeckung (12) von einer gezahnten Nut (43b) zu dem glatten zylindrischen Oberflächenabschnitt (44a) zu übertragen.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er von der oberen Abdeckung (12) hervorstehende axiale Anschlagelemente (32) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie gegen die obere Fläche der oberen Scheibe (22) anliegen, wenn die Kopplungsglieder (31 und 41) gegenseitig in Eingriff stehen, um den Abstand zwischen der Abdeckung (12) und der Scheibe (22) genau festzulegen und die Verbindung zwischen den Kopplungsgliedern (31, 41) spielfrei zu gestalten.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er von der oberen Scheibe (22) hervorstehende axiale Anschlagelemente (32) aufweist, die so angeordnet sind, dass sie gegen die untere Fläche der oberen Abdeckung (12) anliegen, wenn die Kopplungsglieder (31 und 41) gegenseitig in Eingriff stehen, um den Abstand zwischen der Abdeckung (12) und der Scheibe (22) genau festzulegen und die Verbindung zwischen den Kopplungsgliedern (31, 41) spielfrei zu gestalten.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsbereich (43) einen leicht geneigten oberen Abschnitt (43a) aufweist, dessen Radius sich nach unten vergrößert, auf welchen eine untere Nut (43b) folgt, die eine scharfe Kante (43d) bildet, um einen ersten Kopplungszahn (31) in Eingriff zu nehmen.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Seite des Kopplungsbereiches (43) eine geradlinige Rippe (45) vorhanden ist, die den Kopplungsbereich (43) eines Sektors von dem Loslösungsbereich (44) des anderen Sektors trennt und von den umgebenden Bereichen (43 und 44) radial hervorsteht, wobei die Rippen (45) während der Kopplung des Einsatzes (20) mit der Abdeckung (12) eine führende Wirkung erzeugen.