EP1113854A1

EP1113854A1 - Filtereinsatz

Info

Publication number: EP1113854A1
Application number: EP99931258A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Assmann
Original assignee: Argo GmbH fuer Fluidtechnik
Current assignee: Argo Hytos GmbH
Priority date: 1998-08-28
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2001-07-11
Also published as: US20010027941A1; WO2000012195A1; DE19839190A1; CA2342326A1

Abstract

Um einen Filtereinsatz mit einem Filtermaterial aufweisenden Mantel, einer den Mantel an einer Oberseite abschließenden Stirnwand, die eine Durchgangsöffnung aufweist, und mit einem Bypass-Ventil zum Öffnen und Schließen der Durchgangsöffnung, wobei das Bypass-Ventil ein Ventilgehäuse aus Kunststoff aufweist, das einen Ventilkörper und eine den Ventilkörper in Richtung auf einen Ventilsitz belastende Ventilfeder aufmimmt, einfacher montierbar und kostengünstiger herstellbar auszugestalten, wird vorgeschlagen, daß das Ventilgehäuse eine Ventilführung umfaßt und daß ein separates Stützelement vorgesehen ist, wobei der Ventilkörper und die Ventilfeder zur Montage in die Ventilführung einführbar sind und anschließend das Stützelement an der Ventilführung fixierbar ist.

Description

Filtereinsatz

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filtereinsatz mit einem Filtermaterial aufweisenden Mantel zum Filtrieren eines Fluids, einer den Mantel an einer Oberseite abschließenden Stirnwand, die eine Durchgangsöffnung aufweist, und mit einem Bypass-Ventil zum öffnen und Schließen der Durchgangsöffnung, wobei das Bypass- Ventil ein Ventilgehäuse aus Kunststoff aufweist, das einen Ventilkörper und eine den Ventilkörper in Richtung auf einen Ventilsitz belastende Ventilfeder aufnimmt.

Derartige Filtereinsätze kommen beispielsweise zur Filtrierung von Mineralölen in Hydrauliksystemen zum Einsatz. Mit zunehmender Betriebsdauer lagern sich Verunreinigungen im Filtermaterial ab, so daß sich dessen Strömungswiderstand erhöht. Um zu vermeiden, daß bei verstopftem Filtermaterial kein Fluid mehr hindurchströmen kann und dadurch die Versorgung beispielsweise des Hydrauliksystems oder eines Verbrennungsmotors mit Fluid unterbrochen wird, ist am Filtereinsatz ein Bypass- oder Umgehungsventil vorgesehen, das eine Strömungsverbindung durch den Filtereinsatz hindurch ermöglicht, ohne daß das Fluid filtriert wird, sofern das Filtermaterial aufgrund von Verunreinigungen einen hohen Strömungswiderstand aufweist und sich deshalb in Strömungsrichtung an dem Filtermaterial eine relativ hohe Druckdifferenz aufbaut. Bei Vorliegen einer fest- gelegten Druckdifferenz gibt das Bypass-Ventil die an der Stirnwand angeordnete Durchgangsöffnung frei, so daß das Fluid das Filtermaterial umgehen und durch die Durchgangsöffnung hindurchströmen kann.

Das Bypass-Ventil ist üblicherweise als federbelastetes Rückschlagventil ausgestaltet mit einem Ventilkörper, der in einem Ventilgehäuse angeordnet ist, wobei das Ventilgehäuse zusätzlich eine den Ventilkörper in Richtung auf einen Ventilsitz belastende Ventilfeder aufnimmt. In vielen Fällen ist das Ventilgehäuse aus Metall gefertigt und wird bei der Montage des Filtereinsatzes durch Punktschweißen an der ebenfalls aus Metall gefertigten Stirnwand fixiert.

Es sind auch Filtereinsätze der eingangs genannten Art bekannt, bei denen das Ventilgehäuse aus Kunststoff gefertigt ist. Liegt aufgrund eines sich ausbildenden Strömungswiderstands des Filtermaterials eine hohe Druckdifferenz zwischen der Rein- und der Schmutzseite des Filtereinsatzes vor, so löst sich der Ventilkörper vom Ventilsitz ab, so daß das Fluid durch die Durchgangsöffnung hindurch axial in das Ventilgehäuse einströmen kann, und über seitlich angeordnete Ausströmöffnungen kann das Fluid dann aus dem aus Kunststoff gefertigten Ventilgehäuse des Bypass-Ventiles ausströmen. Die Größe der Ausströmöffnungen ist dabei derart gewählt, daß sie bei der Montage des Bypass-Ventiles einen Zugang in das Innere des Ventilgehäuses ermöglichen, so daß die Ventilfeder und der Ventilkörper durch die Ausströmöffnungen hindurch seitlich in das Ventil- gehäuse eingesetzt werden können. Dies ist allerdings mit einem nicht unbeträchtlichen Montageaufwand und entsprechend hohen Herstellungskosten verbunden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Filtereinsatz der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß er einfacher montierbar und kostengünstiger herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Filtereinsatz der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Ventilgehäuse zur Führung des Ventilkörpers eine Ventilführung umfaßt und daß zur Abstützung der Ventilfeder ein separates Stützelement vorgesehen ist, wobei der Ventilkörper und die Ventilfeder zur Montage in die Ventilführung einführbar sind und anschließend das Stützelement an der Ventilführung fixierbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Filtereinsatz kommt somit ein aus Kunststoff gefertigtes Ventilgehäuse mit einer Ventilführung zum Einsatz sowie ein separates Stützelement, das vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff hergestellt ist. Bei der Montage des Filtereinsatzes können zunächst der Ventilkörper und die Ventilfeder vom Stützelement ungehindert in die Ventilführung eingeführt werden. Anschließend kann das Stützelement an der Ventilführung fixiert werden. Dies erlaubt insbesondere eine Montage des Filtereinsatzes in axialer Richtung, nämlich entgegen der Durchströmrichtung des bei der Benutzung des Filtereinsatzes durch die Durchgangsöffnung hindurchströmenden Fluids. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, bei der Montage des Filtereinsatzes zunächst die Stirnwand an einer geeigneten Werkzeugaufnahme zu halten. Anschließend kann im Bereich der Durchgangsöffnung auf die Unterseite der Stirnwand, die während des Montagevorgangs vorzugsweise nach oben zeigt, die Ventilführung aufgesetzt werden, in die dann der Ventilkörper und die Ventilfeder eingeführt werden. Schließlich wird das Stützelement an der Ventilführung fixiert. Zur weiteren Montage des Filtereinsatzes kann dann auf die Unterseite der Stirnwand der das Filtermaterial aufweisende Mantel aufgesetzt und unlösbar mit der Stirnwand verbunden werden. Der erfindungsgemäße Filtereinsatz zeichnet sich somit durch eine einfachere Montage aus, die in verhältnismäßig kurzer Zeit durchgeführt werden kann und deshalb die Herstellungskosten des Filtereinsatzes verringert.

Bevorzugt umfaßt die Ventilführung eine an der Stirnwand gehaltene Führungshülse. Das Stützelement bildet vorzugsweise eine ungefähr parallel und im Abstand zur Stirnwand angeordnete Bodenwand der Führungshülse. Hierbei kann in der Bodenwand eine Öffnung vorgesehen sein. Diese Öffnung kann in der Form so gestaltet sein, beispielsweise als Langloch, daß eine radiale Fixierung des Stützelementes bei der Ventilmontage ermöglicht wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Führungshülse zylinderförmig ausgestaltet ist und in ihrem Zylindermantel vorzugsweise mehrere, über ihren Umfang verteilt angeordnete Ausströmöffnungen aufweist. Eine derartige Ausgestaltung zeichnet sich durch einen verhältnismäßig geringen Strömungswiderstand aus, denn es ist nicht erforderlich, daß das Fluid bei geöffnetem Bypass-Ventil den Ventilkörper vollständig umströmt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Stützelement mittels einer mindestens einen Rastvorsprung und eine korrespondierende Rastaufnahme aufweisenden Rastverbindung an der Ventilführung fixierbar ist. Eine derartige Ausgestaltung zeichnet sich durch eine besonders einfache Montage aus, denn zusätzliche Befestigungsmittel zur Fixierung des Stützelementes an der vorzugsweise als Führungshülse ausgestalteten Ventilführung sind nicht erforderlich.

Es kann vorgesehen sein, daß das Stützelement eine das freie, der Stirnwand abgewandte Ende der Ventilführung übergreifende Endkappe ausbildet. Eine derartige Endkappe läßt sich auf einfache Weise bei der Montage des Filtereinsatzes auf die Ventilführung aufsetzen.

Alternativ kann vorgesehen sein, daß das Stützelement in die Ventilführung eintaucht.

Günstig ist es, wenn die Ventilführung zum Einführen bzw. Aufsetzen des Stützelementes quer zu dessen Ein- führungs- oder Aufsetzrichtung elastisch verformbar ist. Die Ventilführung kann somit zum Einführen bzw. Aufsetzen des Stützelementes radial erweitert bzw. ver- engt werden, wobei sie anschließend aufgrund ihrer Elastizität wieder ihren Ausgangszustand einnimmt.

Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Ventilführung Längsschlitze aufweist, die in die freie Endfläche der Ventilführung einmünden. Derartige Längsschlitze verleihen der Ventilführung eine Formelastizität und ermöglichen ein elastisches Aufspreizen oder Verengen, um das Stützelement unter geringem Kraftaufwand in die Ventilführung einführen oder auf die Ventilführung aufsetzen zu können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß am Stützelement und an der Ventilführung einander hintergreifende RastvorSprünge und Rastaufnahmen angeordnet sind. Die Rastvorsprünge und Rastaufnahmen bilden somit Hinterschneidungen, vorzugsweise mit schräg zur Aufspreizrichtung der Ventilführung ausgerichteten Anlageflächen. Dies hat zur Folge, daß die Ventilführung zwar zum Einführen oder zum Aufsetzen des Stützelementes quer zur Einführungs- oder Aufsetzrichtung aufgespreizt bzw. verengt werden kann, daß aber nach dem Einrasten des Stützelementes aufgrund der einander hintergreifenden Rastvorsprünge und Rastaufnahmen ein erneutes Aufspreizen bzw. Verengen der Ventilführung auch bei höherer Druckdifferenz des Fluids zuverlässig verhindert wird.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, daß am Stützelement hakenartige Rastvorsprünge angeordnet sind, die beim Einführen oder beim Aufsetzen des Stützelementes in bzw. auf die Ventilführung in korrespondierende Rastaufnahmen einschnappen und die Ventilführung quer zur Einführungsrichtung arretieren.

Sowohl die Ventilführung als vorzugsweise auch das Stützelement sind aus Kunststoff gefertigt. Bei einer besonders kostengünstig herstellbaren Ausführungsform ist vorgesehen, daß auch die Stirnwand aus Kunststoff hergestellt ist. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Ventilführung und die Stirnwand einteilig ausgebildet sind. Bei einer derartigen Ausführungsform können die Stirnwand und die Ventilführung ein einteiliges Spritzgußteil ausbilden, wobei sich die Ventilführung in Durchströmrichtung an die Durchgangsöffnung der Stirnwand anschließt.

Nach einer bestimmten Betriebsdauer ist es erforderlich, den Filtereinsatz aus einem zugeordneten Filtergehäuse wieder herauszuziehen. Dabei sitzt der Filtereinsatz zur Erzielung einer guten Abdichtung oft im Filtergehäuse fest, so daß kräftige Griffelemente notwendig sind, um den Filtereinsatz aus dem Filtergehäuse herausziehen zu können. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Stirnwand auf ihrer der Ventilführung abgewandten Oberseite einen einstük- kig mit ihr ausgebildeten Griffbügel trägt, der in einer Ruhestellung der Oberseite benachbart angeordnet ist und der in eine von der Oberseite abgewinkelte GriffStellung verschwenkbar ist. Aufgrund der einstük- kigen Ausgestaltung von Griffbügel und Stirnwand kann eine . gesonderte Montage des Griffbügeis an der Stirn- wand entfallen und es wird sichergestellt, daß der Griffbügel bei der Montage des Filtereinsatzes nicht vergessen werden kann.

Besonders bevorzugt ist der Griffbügel in seiner Ruhestellung schräg zur Oberseite der Stirnwand ausgerichtet. Dadurch kann der Griffbügel auf einfache Weise von einer Bedienungsperson erfaßt und in seine Griffstellung verschwenkt werden.

Bei geöffnetem Bypass-Ventil strömt das Fluid durch die Durchgangsöffnung und die Ausströmöffnungen hindurch und trifft anschließend auf die Innenseite des am Mantel des Filtereinsatzes angeordneten Filtermaterials. Dies hat eine nicht unbeträchtliche mechanische Belastung des Filtermateriales zur Folge. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist deshalb vorgesehen, daß dem Ventilsitz benachbart an der Ventilführung ein schräg zu einer Längsachse des Filtereinsatzes ausgerichtetes Leitelement angeordnet ist. Ein derartiges Leitelement hat zur Folge, daß das Fluid beim Hindurchströmen durch das Bypass-Ventil derart umgelenkt wird, daß es schräg zur Längsachse des Filtereinsatzes auf die Innenseite des Filtermateriales auftrifft. Die mechanische Belastung des Filtermaterials wird dadurch verringert. Die durch das Leitelement hervorgerufene schräge Strömungs- führung bewirkt außerdem eine Reduzierung des Druckverlustes des Fluids beim Durchströmen des Filtereinsatzes. Besonders günstig ist es, wenn das Leitelement einstük- kig mit der Ventilführung ausgebildet ist, da dadurch der Filtereinsatz besonders kostengünstig herstellbar ist.

Der Mantel des Filtereinsatzes mit dem Filtermaterial ist an der Stirnwand gehalten. Hierbei ist es von Vorteil, wenn die Ventilführung in ihrem der Stirnwand benachbarten Endbereich auf ihrer Außenseite zumindest entlang eines Teilbereichs ihres Außenumfanges eine Aufnahme ausbildet zum Eingriff eines das Filtermaterial im Filtereinsatz fixierenden Fixierungselementes. Bezogen auf die Längsachse des Filtereinsatzes bildet die Aufnahme eine Hinterschneidung, in die das Fixierelement derart eingreifen kann, daß sich eine besonders stark belastbare mechanische Verbindung des Fixierungselementes an der Führungshülse ergibt.

Das Fixierungselement kann beispielsweise eine in die Aufnahme eingreifende Kleberschicht umfassen. Hierbei kann beispielsweise ein Epoxidharzkleber oder ein Kleber auf Polyurethanbasis zum Einsatz kommen, der das Filtermaterial des Mantels mit der Stirnwand und der Ventilführung fluiddicht verbindet.

Bevorzugt weist die Stirnwand einen seitlich heruntergezogenen Rand auf, der den Mantel im Bereich des Bypass-Ventiles umgibt. Das üblicherweise durch eine radiale Bohrung zuströmende Fluid hat eine besonders hohe mechanische Belastung des Filtermaterials zur Folge. Durch den heruntergezogenen Rand ist das Bypass- Ventil von einem Ringraum umgeben, in den das Filtermaterial eingeführt werden kann, wobei das Filtermaterial im Bereich des Bypass-Ventiles eine hohe mechanische Stabilität gegen das üblicherweise durch eine radiale Bohrung zuströmende Fluid erhält.

Aus dem Voranstehenden wird deutlich, daß die Stirnwand mit angeformtem Griffbügel und angeformter Ventilführung, vorzugsweise in Form einer Führungshülse, sowie bevorzugt mit angeformten Rand, ein einteiliges Spritzgußteil ausbilden kann. Zusätzlich können weitere Spritzgußteile vorgesehen sein in Form des Ventilkörpers und des Stützelementes. Besonders günstig ist es, wenn diese Spritzgußteile in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden, dergestalt, daß an die Stirnwand mit angeformtem Griffbügel und angeformter Ventilführung zusätzlich der Ventilkörper und das Stützelement flügeiförmig angegossen sind. Ein derart ausgestaltetes einteiliges Kombinations-Spritzgußteil ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung und Lagerhaltung sowie eine einfachere Logistik. Zur Montage des Filtereinsatzes können die flügeiförmig angegossenen Montageteile in Form des Ventilkörpers und des Stützelementes von der Stirnwand abgebrochen oder maschinell abgetrennt werden. Der Ventilkörper läßt sich dann zusammen mit einer Ventilfeder in die einstückig mit der Stirnwand verbundene Führungshülse einführen, und anschließend wird das Stützelement in die Führungshülse eingerastet. Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh- rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen Filtereinsatz;

Fig. 2: eine schaubildliche Darstellung einer beim Filtereinsatz gemäß Fig. 1 zum Einsatz kommenden, in Längsrichtung geschnittenen Stirnwand mit angeformtem Griffbügel, angeformter Führungshülse sowie seitlich heruntergezogenem hülsenförmigem Rand;

Fig. 3: eine Ansicht des Filtereinsatzes in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1;

Fig. 4: eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 in Fig. 1 und

Fig. 5: eine Draufsicht auf ein Kombinationsspritzgußteil in Form der in Fig. 2 dargestellten Stirnwand mit angegossenem Ventilteller und angegossenem Stützelement.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein insgesamt mit dem Bezugs- zeiσhen 10 belegter Filtereinsatz dargestellt. Dieser umfaßt im wesentlichen einen hohlzylindrischen Mantel 12, an dessen Stirnseiten einerseits eine Stirnwand 14 und andererseits eine Endkappe 16 angeordnet sind. Der Mantel 12 umfaßt ein Stützrohr 18, das aus Metall oder aus einem Kunststoffmaterial hergestellt und in radialer Richtung von zahlreichen Durchflußbohrungen 19 durchsetzt ist. Wie insbesondere aus Fig. 4 deutlich wird, ist um das Stützrohr 18 ein im wesentlichen hohlzylinderförmiges Filtermaterial in Form eines zu dem Stützrohr 18 koaxialen, ein- oder mehrlagigen Filterbalges 24 angeordnet. Dieser Filterbalg 24 ist an sich bekannt und deshalb in der Zeichnung nur schematisch dargestellt. Er ist durch parallel zu einer Längsachse 26 des Filtereinsatzes 10 verlaufende Falten sternförmig so gefaltet, daß längs seines U fanges radial außen liegende Faltenspitzen und radial innen liegende Faltengründe abwechselnd aufeinanderfolgen.

Die Stirnwand 14 umfaßt eine kreisringförmige Abschlußscheibe 28 mit einer zentralen kreisförmigen Durchgangsöffnung 30, an die sich in axialer Richtung des Filtereinsatzes 10 ein nachfolgend näher beschriebenes Bypass-Ventil 32 anschließt, das innerhalb des Stützrohres 18 koaxial und im Abstand zu diesem angeordnet ist. Längs seines Außenumfanges ist an die Abschlußscheibe 28 ein in Richtung auf die Endkappe 16 heruntergezogener Rand in Form einer zylindrischen Hülse 34 angeformt, der den der Abschlußscheibe 28 zugewandten Endbereich des Filterbalges 24 umgibt.

Auf ihrer dem Filterbalg 24 abgewandten Oberseite 36 ist an die Abschlußscheibe 28 ein halbkreisförmiger Griffbügel 38 angeformt. Dieser ist aus einer in den Fig. 1 und 2 in durchgezogenen Linien dargestellten Ru- hestellung in eine in Fig. 1 und 2 gestrichelt dargestellte Griffstellung verschwenkbar, die Verschwenkbe- wegung wird in Fig. 2 durch den Pfeil 40 dargestellt. Der Griffbügel 38 ist an seinen Endbereichen über Stege 41 und 42 einstückig mit der Abschlußscheibe 28 verbunden, während er mit seinem restlichen Ringbereich auch in seiner Ruhestellung im Abstand und schräg zur Oberseite 36 der Abschlußscheibe 28 angeordnet ist, so daß er von einer Bedienungsperson bei der Filterwartung in seiner Ruhestellung hintergriffen und in seine Griffstellung verschwenkt werden kann. Die Verschwenkbarkeit des Griffbügels 38 wird durch Filmscharniere 20 und 21 sichergestellt.

Das Bypass-Ventil 32 umfaßt eine sich in axialer Richtung an die Durchgangsöffnung 30 anschließende, hohlzy- lindrisch ausgestaltete und koaxial zur Längsachse 26 ausgerichtete Führungshülse 44, die einstückig mit der Abschlußscheibe 28 verbunden ist und einen Ventilkörper in Form eines Ventiltellers 46 sowie eine als Schraubenfeder 48 ausgestaltete Ventilfeder aufnimmt. An ihrem freien, der Abschlußscheibe 28 abgewandten Ende trägt die Führungshülse 44 eine Ventilfederaufnahme 50, die ein die Schraubenfeder 48 abstützendes Stützelement ausbildet. Die Schraubenfeder 48 ist zwischen der Ventilfederaufnahme 50 und dem Ventilteller 46 eingespannt und übt dadurch auf den Ventilteller 46 eine Federkraft in Richtung auf die Durchgangsöffnung 30 aus.

Der Innendurchmesser der Führungshülse 44 ist größer gewählt als der Durchmesser der Durchgangsöffnung 30, so daß sich im Übergangsbereich zwischen der Durchgangsöffnung 30 und der Führungshülse 44 eine radiale Erweiterung ausbildet in Form einer Stufe, die einen ringförmigen Ventilsitz 52 ausbildet, an dem der Ventilteller 46 aufgrund der Federbelastung zur Anlage kommt.

Die hohlzylinderförmige Führungshülse 44 weist in Um- fangsrichtung zwei einander gegenüberliegende Ausströmöffnungen 54 und 56 auf, die sich bis ungefähr in Höhe des Ventilsitzes 52 erstrecken. Die Ausströmöffnungen 54 und 56 sind jeweils rechteckförmig ausgebildet mit axial verlaufenden Längsseiten und quer zur Längsachse 26 verlaufenden oberen und unteren Begrenzungen, wobei die untere Begrenzung von einer schräg zur Längsachse 26 ausgerichteten, der Abschlußscheibe 28 zugewandten Gleitfläche 58 gebildet wird, während die obere Begrenzung von einer der Abschlußscheibe 28 abgewandten, ungefähr in Höhe des Ventilsitzes 52 angeordneten, parallel zur Gleitfläche 58, das heißt ebenfalls schräg zur Längsachse 26 ausgerichteten Abströmfläche 60 gebildet wird.

Jeweils um 90° versetzt zu den Ausströmöffnungen 54 bzw. 56 sind in die Führungshülse 44 von deren freien, der Abschlußscheibe 28 abgewandten Endfläche 62 ausgehende, sich bis etwa in die Höhe des Ventilsitzes 52 erstreckende Längsschlitze 64, 66 eingeformt.

Die Ventilfederaufnahme 50 umfaßt einen quer zur Längsachse 26 ausgerichteten, die Führungshülse 44 durch- greifenden Steg 68, der im Bereich der Ausströmöffnungen 54 und 56 flügelartige Rasthaken 70 bzw. 72 aufweist. Diese greifen in die Ausströmöffnungen 54 und 56 ein, wobei sie an ihren freien Enden der Endfläche 62 der Führungshülse 44 zugewandte Auflaufflächen 74 aufweisen, die den Gleitflächen 58 der Ausströmöffnungen 54 und 56 entsprechen, so daß der Steg 68 mit den Auflaufflächen 74 flächig an die Gleitflächen 58 anlegbar ist. Die Auflaufflächen 74 bilden somit mit den Gleitflächen 58 jeweils eine Hinterschneidung, so daß die Rasthaken 70 und 72 die Ausströmöffnungen 54 bzw. 56 hintergreifen.

An seinem der Abschlußscheibe 28 abgewandten Ende trägt der Filterbalg 24 die Endkappe 16. Diese umfaßt eine kreisringförmige Endscheibe 76, welche an ihrem äußeren Rand mit einem in axialer Richtung nach oben vorstehenden, das heißt der Abschlußscheibe 28 zugewandten Endring 78 versehen ist. An ihrem inneren Randbereich trägt die Endscheibe 56 einen koaxial zur Längsachse 26 ausgerichteten Haltering 80, dessen Innenwand mit einer Ringnut 82 versehen ist, in der ein O-Ring 84 angeordnet ist.

Der Filterbalg 24 ist im Bereich seiner Stirnseiten mittels eines Epoxidharzklebers 86 oder mittels eines anderen Klebersystems, beispielsweise auf Polyurethanharzbasis, einerseits mit der Abschlußscheibe 28 und andererseits mit der Endkappe 16 fluiddicht verbunden. Der Kleber 86 füllt hierbei eine in axialer Richtung zwischen der Abströmfläche 60 und der dem Filterbalg 24 zugewandten Unterseite der Abschlußscheibe 28 in die Außenseite der Führungshülse 44 eingeformte Kleberaufnahme 88 aus. Diese bildet, bezogen auf die Längsachse 26, eine Hinterschneidung, die der Verbindung des Filterbalgs 24 mit der Abschlußscheibe 28 mittels des Klebers 86 eine hohe mechanische Stabilität in axialer Richtung verleiht. Dadurch wird sichergestellt, daß sich der Filterbalg 24 beim Herausziehen des Filtereinsatzes 10 aus einem in der Zeichnung nicht dargestellten, an sich bekannten Filtergehäuse nicht von der Abschlußscheibe 28 ablösen kann.

Wie insbesondere aus Fig. 2 deutlich wird, sind die Stirnwand 14 mit der Abschlußscheibe 28, die zylindrischen Hülse 34 sowie der Griffbügel 38 und die Führungshülse 44 als einteiliges Kunststoff-Spritzgußteil ausgestaltet. Zur Montage des Filtereinsatzes kann die Stirnwand 14 in einer geeigneten Werkzeugaufnahme radial fixiert werden. Anschließend können in axialer Richtung der Ventilteller 46 sowie die Schraubenfeder 48 in die Führungshülse 44 eingeführt werden. Daraufhin läßt sich die Ventilfederaufnahme 50 ebenfalls in axialer Richtung in die Führungshülse 44 entgegen der Federkraft der Schraubenfeder 48 einführen. Hierzu ist die Führungshülse 44 quer zur Längsachse 26 und somit quer zur Einführungsrichtung der Ventilfederaufnähme 50 elastisch verformbar, wobei zur Erzielung der elastischen Verformbarkeit die Längsschlitze 64 und 66 in die Führungshülse 44 eingeformt sind. Beim Einführen wird die Führungshülse 44 zunächst quer zur Längsachse 26 so lange elastisch verformt, bis die Rasthaken 70 und 72 in die Ausströmöffnungen 54 bzw. 56 einrasten und hierbei die Gleitflächen 58 hintergreifen.

Zur weiteren Montage des Filtereinsatzes wird die Unterseite der Abschlußscheibe 28 mit einem Kleber überdeckt, und anschließend wird der Filterbalg 24 in den Ringraum zwischen dem Bypass-Ventil 32 und der Hülse 34 eingeführt, und der Kleber 86 wird ausgehärtet. Schließlich wird auf den Filterbalg 24 die Endkappe 16 aufgesetzt, nachdem in diese ebenfalls ein Kleber eingebracht wurde, der anschließend aushärtet.

Die Montage des Filtereinsatzes 10 gestaltet sich somit sehr einfach, und er läßt sich aufgrund der einstückigen Ausgestaltung der Stirnwand 14 aus Kunststoff sehr kostengünstig herstellen.

Die Herstellung der Stirnwand 14 wiederum kann in kostengünstiger Weise zusammen mit der Herstellung des Ventiltellers 46 und der Ventiltelleraufnahme 50 dergestalt erfolgen, daß die drei Montageteile in Form eines einteiligen Kombinations-Spritzgußteiles hergestellt werden. Ein derartiges Kombinations-Spritzgußteil ist in Fig. 5 dargestellt. Der Ventilteller 46 und die Ventiltelleraufnahme 50 sind hierbei über schmale Kunststoffbrücken 90 bzw. 92 an die Außenseite der Stirnwand 14 angegossen. Zur Montage lassen sich Ventilteller 46 und die Ventiltelleraufnahme 50 leicht von der Stirnwand 14 abbrechen oder maschinell abtrennen, während sie zu Lagerhaltung und Transport einstüσkig mit der Stirnwand 14 verbunden sind. Während des Betriebes wird der Filtereinsatz 10 auf der Außenseite des Filterbalgs 24 in üblicher Weise von einem zu filtrierenden Fluid angeströmt. Dieses durchströmt in radialer Richtung den Filterbalg 24 sowie das Stützrohr 18 und kann anschließend in axialer Richtung durch eine zentrale Austrittsöffnung in der Endkappe 16 aus dem Filtereinsatz 10 herausströmen. Mit zunehmender Betriebsdauer des Filtereinsatzes 10 lagern sich mehr und mehr Verunreinigungen im Filterbalg 24 ab, so daß das Fluid beim Hindurchströmen einen erhöhten Strömungswiderstand erfährt. Dies hat zur Folge, daß sich in Strömungsrichtung am Filterbalg 24 eine erhöhte Druckdifferenz ausbildet. Ist der Filtereinsatz vollständig mit Verunreinigungen zugesetzt, so führt dies dazu, daß praktisch kein Fluid mehr durch den Filterbalg 24 hindurchströmen kann. Um zu verhindern, daß aufgrund der somit unterbrochenen Strömungsverbindung beispielsweise einem Verbrennungsmotor kein Mineralöl mehr zugeführt werden kann, ist das Bypass-Ventil 32 vorgesehen. Dieses wird mit dem in Strömungsrichtung im Filterbalg 24 herrschenden Druckabfall beaufschlagt, und bei Erreichen eines bestimmten Druckniveaus öffnet das Bypass-Ventil 32, indem der Ventilteller 46 vom Ventilsitz 52 entgegen der Federkraft der Schraubenfeder 48 abgehoben wird. Das Fluid kann dann durch die Durchgangsöffnung 30 hindurchströmen, wobei es aber beim Auftreffen auf den Ventilteller 46 zunächst in radiale Richtung abgelenkt wird. Das Fluid trifft anschließend auf die schräg zur Längsachse 26 ausgerichtete Abströmfläche 60 und wird dadurch schräg zur Längsachse 26 ausgerichtet. Die Abströmfläche 60 bildet somit ein Leitelement für das durch die Durchgangsöffnung 30 hindurchströmende Fluid, durch das verhindert wird, daß das Fluid im wesentlichen senkrecht durch die Öffnungen 19 des Stützrohres 18 durchströmen kann. Durch die Ablenkung des Fluids mittels der oberen Abströmfläche 60 wird folglich die mechanische Belastung des Filterbalges 24 reduziert. Zusätzlich wird der Filterbalg 24 im Bereich des Bypass-Ventiles 32 aufgrund der den Filterbalg 24 in diesem Bereich umgebenden Hülse 34 vor Zerstörung durch das üblicherweise über eine radiale Bohrung zuströmende Fluid geschützt. Der Filtereinsatz 10 zeichnet sich deshalb durch eine besonders gute Montierbarkeit, günstige Herstellungskosten und durch eine hohe mechanische Stabilität aus.

Claims

Patentansprüche

1. Filtereinsatz mit einem ein Filtermaterial aufweisenden Mantel zum Filtrieren eines Fluids, einer den Mantel an einer Oberseite abschließenden Stirnwand, die eine Durchgangsöffnung aufweist, und mit einem Bypass-Ventil zum Öffnen und Schließen der Durchgangsöffnung, wobei das Bypass- Ventil ein Ventilgehäuse aus Kunststoff aufweist, das einen Ventilkörper und eine den Ventilkörper in Richtung auf einen Ventilsitz belastende Ventilfeder aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse eine Ventilführung (44) umfaßt und daß ein separates Stützelement (50) vorgesehen ist, wobei der Ventilkörper (46) und die Ventilfeder (48) zur Montage in die Ventilführung (44) einführbar sind und anschließend das Stützelement (50) an der Ventilführung (44) fixierbar ist.

2. Filtereinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilführung eine an der Stirnwand ( 14) gehaltene Führungshülse (44) umfaßt.

3. Filtereinsatz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement eine ungefähr parallel und im Abstand zur Stirnwand ( 14 ) angeordnete Bodenwand (68) der Führungshülse (44) ausbildet.

4. Filtereinsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (50) mittels einer mindestens einen Rastvorsprung (70, 72) und eine korrespondierende Rastaufnahme (54, 56) aufweisenden Rastverbindung an der Ventilführung fixierbar ist.

5. Filtereinsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement eine das freie, der Stirnwand abgewandte Ende der Ventilführung übergreifende Endkappe ausbildet.

6. Filtereinsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (50) in die Ventilführung (44) eintaucht.

7. Filtereinsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil- führung (44) zum Einführen oder zum Aufsetzen des Stützelementes (50) in bzw. auf die Ventilführung (44) quer zu dessen Einführ- bzw. Aufsetzrichtung elastisch verformbar ist.

8. Filtereinsatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilführung (44) Längsschlitze (64, 66) aufweist, die in die freie Endfläche (62) der Ventilführung (44) einmünden.

9. Filtereinsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Stützele- ment (50) und an der Ventilführung (44) einander hintergreifende Rastvorsprünge (70, 72) und Rastaufnahmen (54, 56) angeordnet sind.

10. Filtereinsatz nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Stützelement (50) hakenartige Rastvorsprünge (70, 72) angeordnet sind, die beim Einführen oder Aufsetzen des Stützelementes (50) in bzw. auf die Ventilführung (44) in korrespondierende Rastaufnahmen (54, 56) einschnappen und die Ventilführung (44) quer zur Ein- führungs- oder Aufsetzrichtung arretieren.

11. Filtereinsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (14) aus Kunststoff gefertigt ist.

12. Filtereinsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventil- führung (44) und die Stirnwand (14) einteilig ausgestaltet sind.

13. Filtereinsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (14) auf ihrer der Ventilführung (44) abgewandten Oberseite (36) einen einstückig mit ihr ausgebildeten Griffbügel (38) trägt, der in einer Ruhestellung der Oberseite (36) benachbart angeordnet ist und der in eine von der Oberseite (36) abgewinkelte GriffStellung verschwenkbar ist.

14. Filtereinsatz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Griffbügel (38) in seiner Ruhestellung schräg zur Oberseite ausgerichtet ist.

15. Filtereinsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ventilsitz ( 52 ) benachbart an der Ventilführung ( 44 ) ein schräg zu einer Längsachse (26) des Filtereinsatzes ( 10 ) ausgerichtetes Leitelement ( 60) angeordnet ist.

16. Filtereinsatz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelement (60) einstückig mit der Ventilführung (44) ausgebildet ist.

17. Filtereinsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilführung (44) in ihrem der Stirnwand (14) benachbarten Endbereich auf ihrer Außenseite zumindest entlang eines Teilbereiches ihres Außenumfanges eine Aufnahme (88) ausbildet zum Eingriff eines das Filtermaterial (24) im Filtereinsatz (10) fixierenden Fixierungselementes (86).

18. Filtereinsatz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierungselement eine in die Aufnahme (88) eingreifende Kleberschicht (86) umfaßt.

19. Filtereinsatz nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (14) einen seitlich heruntergezogenen Rand (34) aufweist, der den Mantel (12) im Bereich des Bypass-Ventiles (32 ) umgibt.