WO2012110411A1 - Umgehungsventil, einrichtung mit umgehungsventil und filtereinsatz der einrichtung - Google Patents

Umgehungsventil, einrichtung mit umgehungsventil und filtereinsatz der einrichtung Download PDF

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Wilhelm Ardes
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Hengst Gmbh & Co. Kg
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Definitions

  • the invention relates to the first subject of a bypass valve of a flowed through by a fluid medium having a variable flow resistance device consisting of a valve seat and cooperating with the valve seat, acted upon by a biasing force in the closing direction of the valve body by a predetermined limit exceeding medium pressure difference between upstream side and the outflow side of the bypass valve is movable in the opening direction, wherein passes through the valve seat on the upstream side and the downstream side of the bypass valve, bypassing the device connecting bypass flow path.
  • the application relates to a device with such a bypass valve.
  • the third object of the application is a filter insert of such a device.
  • the document DE 100 63 283 A1 discloses a screen filter for lines carrying fluid medium, in particular for hydraulic pressure lines in internal combustion engines.
  • the sieve filter essentially consists of a hollow-cylindrical main body with an inlet and an outlet and a fine-meshed filter element through which the fluid medium flows.
  • the sieve filter has a bypass function when the filter element is added or when the fluid medium is highly viscous.
  • the strainer is operatively connected to a spring element and, together with the spring element, can be inserted between two axially spaced mating surfaces within the pressure line such that its inlet and the spring element bear against the mating surfaces under prestress.
  • a main body of the sieve filter closes a bypass duct leading past the filter element.
  • the bypass channel is characterized by an increase in the pressure of the fluid me- Diums resulting axial displacement of the body against the force of the spring element unlocked.
  • a filter such as lubricating oil filter of an internal combustion engine, with two separate bypass valves with different opening pressure, each having two operating positions, namely closed or open, equip. This ensures that the filter can assume three functional states, namely a fine filter. tion function with flow through a fine-pored filter element in two closed bypass valves, a coarse filtration function with flow through a coarse-pored filter element bypassing the fine-pored filter element with open first bypass valve and an unfiltered passage function bypassing both filter elements with even the second bypass valve still open.
  • a disadvantage here is considered that the technical complexity through the two separate bypass valves is relatively high, which leads to correspondingly high manufacturing and assembly costs and increased space requirements.
  • the object is to provide a bypass valve of the type mentioned, a device with such a bypass valve and a filter cartridge of such a device, which avoid the disadvantages mentioned and which ensure safe operation, especially with a simple design, with damage be avoided on the device itself and on downstream components and at the same time an uninterruptible supply downstream components is ensured with the fluid medium.
  • bypass valve part of this task succeeds according to the invention with a bypass valve of the type mentioned above, which is characterized in that a filter element is arranged in Umgehungsströmungsweg and that the valve body has two different, dependent on the medium pressure difference opening position ranges, wherein in a first opening position range of the valve body is covered at a lower pressure difference of the entire cross section of the bypass flow path of the screen element and wherein in a second opening position range of the valve body at a larger pressure difference in addition a screen-free bypass flow path cross-section is released.
  • the bypass valve is closed and the entire volume flow of the fluid flows through the device.
  • a resulting medium pressure difference between an inflow side and an outflow side of the bypass valve ensures that in that the valve body of the bypass valve is moved in the opening direction into its first opening position range.
  • a bypass flow path from the upstream side to the downstream side is bypassed, bypassing the device, this bypass flow path passing through the screen element of the bypass valve.
  • the sieving fineness of the sieve element is expediently selected such that a sufficient service life is achieved until the sieve element clogs. If it should come to the extreme state that the screen element is so clogged with dirt particles that the medium pressure difference between upstream and downstream side still further increases, then this increased pressure difference moves the valve body of the bypass valve in its second opening position range. In this second opening position range, the screen-free bypass flow path cross section is additionally released, through which a medium flow can then flow, both with minimal flow resistance, both the device and the screen element immediately from the inflow side directly to the downstream side. Damage to or destruction of the device or the sieve element is safely avoided. At the same time a medium supply downstream components is always guaranteed, even if in extreme operating conditions with less well-cleaned or unpurified medium.
  • a preferred development provides that in the second opening position region of the valve body the sieve element covers only a part of the cross section of the bypass flow path and thus the additional sieve-free bypass flow path cross-section is enabled.
  • This embodiment offers the advantage that a uniform bypass flow path is sufficient, so that the structural design of the bypass valve remains relatively simple. Depending on the currently occupied by the valve body opening position range then covers the sieve either the entire cross section of the bypass flow path or only a part of the cross section.
  • the screen element is designed as part of the valve body and moves with this relative to a contour limiting the bypass flow path. bar, wherein the screen element in the first opening position range of the valve body is sealingly adjacent to the contour movable and wherein the screen element in the second opening position range of the valve body is spaced from the contour.
  • the sieve element is thus associated with the movable valve body and is moved together with it by the different medium pressure differences in the two different ⁇ réelleswolfsbe- rich, which have the two different functions with respect to the bypass.
  • the bypass valve is structurally simple.
  • the screen element releasably connected to the valve body, in particular pressed or clamped or latched or screwed, or that the screen element with the valve body firmly connected, in particular glued or welded, or is made in one piece.
  • the screen element can be embodied as part of the contour limiting the bypass flow path, wherein the valve body is axially movable in its first opening position region on the screen element, and the valve body is spaced from the screen element in its second opening position range.
  • the desired functions are achieved with a simple design.
  • the sieve element with its one end face with the valve seat having the bypass flow path limiting contour is concentric with the valve seat tightly connected, that the sieve at its other Stirnend Scheme radially inside a concentric with the valve seat extending sealing ring area and that of the axially movable valve body has an outer peripheral portion which is axially movable in the first opening position range of the valve body to the sealing ring portion of the screen element and which is axially removed in the second opening position range of the valve body from the sealing ring area.
  • the screen element is thus associated with the movable valve body and is moved together with this by the different pressure differences in the two different opening position ranges, which have the two different functions with respect to the bypass.
  • the screen element with the valve seat having the contour is suitably releasably connected, in particular pressed or clamped or locked or screwed, or the screen element is firmly connected to the valve seat having contour, in particular glued or welded, or made in one piece.
  • the sieve element is preferably in the form of a hollow cylindrical annular sieve having a device during operation carried out only upwardly open dirt particle collection area.
  • the sieve element has at least one respective upper and lower stiffening ring running in the circumferential direction and several between the stiffening rings in Has axial or oblique to the axial direction extending stiffening struts.
  • the screen element expediently on the outside radially distributed over its circumference guide and centering ribs, which cooperate with an inner periphery of the circumference flow path limiting contour.
  • the guide and centering ribs can be formed by the aforementioned stiffening struts or connected thereto or be made in one piece.
  • the guiding and centering ribs can alternatively also be provided on the inner circumference of the circumference of the bypass flow path limiting, receiving the valve body contour of the bypass valve.
  • a device with a bypass valve is proposed, which is characterized in that it is a liquid filter, in particular oil or fuel or cooling water filter of an internal combustion engine, with a Housing with a removable cover, with an inlet for liquid to be filtered, which opens into a raw side of the device, and a filtered liquid outlet from a clean side of the device, and with a replaceable filter element separating the raw side and the clean side from one end face of two end plates enclosed hollow cylindrical Filterstoff emotions, and that the bypass valve is a filter bypass valve, the valve seat is arranged or formed on the filter insert.
  • the bypass valve is advantageously functional and spatially integrated into the fluid filter.
  • the filter bypass valve is closed and the entire volume flow of the liquid to be filtered flows through the filter material body of the filter insert, in which dirt particles are separated from the liquid and retained. If, after a long period of use of the filter cartridge whose filter body is increasingly contaminated with dirt particles and its flow resistance increases beyond a certain level, the resulting fluid pressure difference between the raw side and clean side ensures that the valve body of the filter bypass valve is moved in the opening direction in its first open position range. In this first opening position range, a bypass flow path is released from the raw side to the clean side, bypassing the filter material body, this bypass flow path extending through the screen element.
  • filter bypass valve of the filter material body immediate liquid flow is at least freed from coarser dirt particles, which are retained in the sieve.
  • the sieving fineness of the sieve element is expediently lower than the filter fineness of the filter material body. If it should come to the extreme state that the sieve is so clogged with dirt particles that the liquid pressure difference between the raw side and the clean side still continues to rise above a second threshold, then this increased fluid pressure difference moves the valve body of the filter bypass valve in its second opening position range.
  • the sieve-free bypass flow path cross-section is additionally released, through which then a liquid flow can flow immediately both the filter material body of the filter element and the screen immediately from the raw side to the clean side with the lowest flow resistance. Damage or destruction of the filter cloth body and / or the screen element is avoided so safely. At the same time, a supply of liquid to subordinate components is always ensured, albeit in extreme operating conditions with less well-cleaned or unpurified liquid.
  • the valve seat is formed at a central opening in one of the two end disks of the filter insert.
  • the filter element is held rotationally symmetrical, which has the advantage that, when installed in the filter housing, it is not necessary to pay attention to a specific rotational position relative to the housing.
  • valve seat is provided on the upper end of the filter insert during operation of the liquid filter.
  • valve body is preferably arranged in the interior of the hollow cylindrical filter insert and guided axially movable. An enlargement of the filter housing to accommodate the filter bypass valve is advantageously avoided.
  • the invention proposes that the sieve element is formed as part of the valve body and movable relative to the filter insert, that the sieve element in the first opening position range of the valve body on the filter insert is sealingly movable and that the sieve in the second opening position range of the valve body is spaced from the filter cartridge.
  • the screen element is thus associated with the movable valve body and is moved together with this by the different fluid pressure differences in the two different opening position ranges, which have the two different functions with respect to the filter bypass.
  • valve seat having the end plate concentric with the valve seat axially facing the interior of the filter insert annular sealing collar in the first opening position range of the valve body, sealingly cooperating with a free end region of the sieve element which is axially movable with the valve body, and that in the second opening position range of the valve body, the free front end region of the sieve element which is axially movable with the valve body is axially spaced from the sealing collar.
  • the sieve element expediently has guide and centering ribs distributed radially outward over its circumference, which are provided with an inner circumference of the hollow cylindrical filter insert, in particular with a this arranged openwork support body, cooperate.
  • the guide and centering ribs can be formed by the aforementioned stiffening struts or connected thereto or be made in one piece.
  • the guiding and centering ribs can alternatively also be provided on the inner circumference of the filter insert, in particular on the inner circumference of the support body.
  • the screen element can be embodied as part of the filter insert, the valve body being axially movable in its first opening position area on the screen element, and the valve body being spaced from the screen element in its second opening position area ,
  • the valve body is movable relative to the sieve element, whereby also the two different bypass functions are achieved with the filter bypass valve open.
  • the filter element is also replaced and replaced with each filter insert change, which promotes reliable operation.
  • the sieve can here with the valve seat having the end plate releasably connected, in particular pressed or clamped or locked or screwed, to allow, if necessary, a simple separate exchange, or the sieve may alternatively be firmly connected to the valve seat having end plate, in particular glued or welded, be or be made in one piece, if a separate interchangeability is not needed.
  • the sieve element may be part of the support body of the filter insert. In all of the embodiments mentioned here, the sieve element can advantageously be exchanged with the filter insert without additional effort.
  • the filter cloth body of the filter insert has a filter fineness between 8 and 25 ⁇ m, preferably between 12 and 17 ⁇ m, and that the screen element has a screen fineness between 100 and 1000 ⁇ m, preferably between 200 and 400 pm, has.
  • a first solution of the part of the filter element relating to the above-described object succeeds with a filter element of a device according to claim 18, wherein the filter element consists of a hollow-cylindrical filter material body bordered by two end disks and has a valve seat of a filter bypass valve and wherein the valve seat is located at a central opening is formed in one of the two end plates of the filter insert.
  • the first filter insert according to the invention is characterized in that the end face of the valve seat has, concentric to the valve seat, an annular sealing collar pointing axially towards the interior of the filter insert for radial sealing cooperation with a free end region of a valve head.
  • body of the filter bypass valve axially movable sieve element has.
  • This filter insert which is a replacement after a certain period of use in the liquid filter replacement part, has the elements that are required for a functional use in the above-described, designed according to claim 18 liquid filter.
  • a second solution of the part of the task relating to the filter element is achieved according to the invention with a filter insert of a device according to claim 19, wherein the filter insert consists of a hollow cylindrical filter material body enclosed by two end disks and has a valve seat of a filter bypass valve and wherein the valve seat at a central opening in a the two end disks of the filter insert is formed.
  • the second filter insert according to the invention is characterized in that with the valve seat having end plate a screen element in the form of a hollow cylindrical ring screen is tightly connected with its one end face concentric with the valve seat and that the screen element at its other Stirnend Scheme radially inside a concentric with the valve seat sealing ring area for cooperation having an outer peripheral portion of an axially movable valve body of the filter bypass valve.
  • the sieve element may be part of a support body arranged in the interior of the filter material body.
  • FIG. 1 shows a bypass valve with sieve element in a first embodiment in the installed state in the closed position, in longitudinal section
  • FIG. 3 shows the bypass valve of Figure 1 in a second open position
  • FIG. 4 shows the bypass valve of FIG. 1 as an individual part in a perspective view
  • FIG. 5 shows the bypass valve with sieve element in a second embodiment in the installed state in the closed position, in longitudinal section
  • FIG. 7 shows the bypass valve from FIG. 5 in a second open position
  • FIG. 8 shows the bypass valve from FIG. 5 as an individual part, in a perspective view, FIG.
  • FIG. 10 shows the liquid filter from FIG. 9, in cross section along the section line X-X in FIG. 9,
  • FIG. 11 shows the sieve element of the liquid filter from FIG. 9 as an individual part, in a perspective view, FIG.
  • FIG. 13 shows the detail according to FIG. 12, now with the filter bypass valve in a first open position
  • FIG. 14 shows the detail according to FIG. 12, now with the filter bypass valve in a second open position
  • FIG. 15 shows the liquid filter with filter bypass valve and sieve element in a second embodiment, in a partial longitudinal section
  • FIG. 16 shows the liquid filter from FIG. 15, in cross section along the section line XVI-XVI in FIG. 15,
  • FIG. 17 shows the sieve element together with a valve body of the liquid filter from FIG. 15 as an individual part, in a perspective view, FIG.
  • FIG. 19 shows the section according to FIG. 18, now with the filter bypass valve in a first open position
  • FIG. 20 shows the section according to FIG. 18, now with the filter bypass valve in a second open position
  • FIG. 21 shows the liquid filter with filter bypass valve and sieve element in a third embodiment, in a partial longitudinal section
  • FIG. 22 shows the liquid filter from FIG. 21, in cross-section according to the section line XXII-XXII in FIG. 21,
  • FIG. 23 shows the sieve element of the liquid filter from FIG. 21 as an individual part, in a perspective view
  • FIG. 24 shows the detail of the liquid filter circled in FIG.
  • FIG. 25 shows the detail according to FIG. 24, now with the filter bypass valve in a first open position
  • FIG. 26 shows the detail according to FIG. 24, now with the filter bypass valve in a second open position
  • FIG. 27 shows a filter insert as an individual part in a first embodiment in longitudinal section
  • FIG. 28 shows an enlarged section of the filter insert according to FIG. 27,
  • FIG. 29 shows a front disk of the filter insert according to FIG. 27,
  • Figure 30 shows the filter cartridge as a single part in a second embodiment, in the same
  • FIG. 31 an enlarged detail of the filter insert according to FIG. 30,
  • FIG. 32 shows a front disk of the filter insert according to FIG. 30,
  • FIG. 33 shows the liquid filter with filter bypass valve and sieve element in a fourth embodiment, with the filter bypass valve in the closed position, in a partial longitudinal section, FIG.
  • FIG. 34 shows the liquid filter from FIG. 33, with the filter bypass valve in a first open position, in a partial longitudinal section,
  • FIG. 35 shows the liquid filter from FIGS. 33 and 34, with the filter bypass valve in a second open position, in partial longitudinal section,
  • FIG. 36 shows a filter insert of the liquid filter from FIGS. 33 to 35, in a longitudinal section
  • Figure 37 shows a support body with screen element as part of the filter cartridge of Figure 36, in side view.
  • FIG. 1 of the drawing shows a first by-pass valve 5 of a device, not shown otherwise, with a flow resistance changing in operation for a fluid medium flowing through the device, for example a liquid.
  • the bypass valve 5 has a valve body 52 which is held and guided displaceably in a valve cage 57 in the axial direction, that is, here in the direction of a longitudinal central axis 12 of the bypass valve 5.
  • a helical spring 56 By means of a helical spring 56, the valve body 52 is biased in its closing direction, that is, according to Figure 1 in the upward direction, with a force.
  • annular valve seat 53 cooperates, which is integrally formed on a disc-shaped contour 13.
  • the disk-shaped contour 13 is connected to the valve cage 57 to form a structural unit.
  • the structural unit formed in this way is inserted into a pipe socket 50 'from above and fixed therein, for example by means of a clamping seat or an adhesive bonding or welding.
  • the disc-shaped contour 13 On its downwardly facing side, the disc-shaped contour 13 has a circumferential, axially downwardly extending sealing collar 14.
  • the sealing collar 14 acts on its inner circumference with an upper end face 41 of a sieve element 4 together.
  • the screen element 4 here consists of a hollow cylindrical annular sieve 40, which is connected to the valve body 52 and thus is movable together with the valve body 52 in the axial direction.
  • the screen element 4 has at its lower front end region 42 a clamping ring 44, with which the screen element 4 is mounted in a clamping fit on an outer peripheral portion 55 of the valve body 52.
  • the sieve element 4 also has distributed over its circumference a plurality of extending in the axial direction stiffening struts 47 '.
  • the annular disc-shaped contour 13 can be seen, from which the sealing collar 14 extends downwards. In its center, the contour 13 is broken through and forms on its underside not visible here, the valve seat 53. In the center of the contour 13 is still a small part of the valve body 52 can be seen, which is here in its closed position.
  • valve cage 57 With the contour 13 of the valve cage 57 is connected, which guides the valve body 52 and connected to this screen element 4 and which supports the spring 56 on its underside. With its upper side, the spring 56 acts on the lower end of the valve body 52 and exerts on this so acting in the closing direction biasing force.
  • the sieve 4 with the annular sieve 40 surrounds the upper part of the valve body 52 and is placed on the latter by means of the clamping ring 44.
  • a stabilizing stiffening ring 47 is arranged in each case. These rings 47 are integrally connected to each other via a plurality of circumferentially distributed, axially extending stiffening struts 47 '.
  • a second embodiment of the bypass valve 5 is shown, which differs from the first example in that now the screen element 4 is connected to the contour 13 and that now the valve body 52 is movable relative to the screen element 4 , Otherwise, the second embodiment corresponds to the first example.
  • the bypass valve 5 is shown in its closed position, in which the valve body 52 abuts due to the force of the spring 56 to the valve seat 53 on the underside of the contour 13.
  • a sealing ring region 45 which adjoins the lower end face region 42 of the screening element 4 radially inward, abuts against an outer peripheral region 55 of the valve body 52 with an elastically flexible sealing lip 45 '.
  • a flow of medium through the bypass valve 5 is prevented in its closed state according to FIG.
  • FIG. 6 shows the bypass valve 5 in a first open position which it assumes when a medium pressure difference between inflow side 10 and outflow side page 11 exceeds a predetermined first limit.
  • the force generated by the pressure difference shifts the valve body 52 against the force of the spring 56 in the axial direction away from the valve seat 53, whereby a bypass flow path 50 is released.
  • the sealing lip 45 'of the screen element 4 still bears sealingly against the outer circumferential area 55 of the valve body 52.
  • the entire medium flow flowing through the bypass flow path 50 flows through the annular sieve 40 of the sieve element 4, whereby at least coarser particles of dirt are removed from the medium flow.
  • the bypass valve 5 is shown in a second open position, which it assumes when the medium pressure difference between upstream side 10 and downstream side 1 1 exceeds a second, higher limit.
  • the valve body 52 is further displaced against the force of the spring 56 in the opening direction, whereby an enlarged bypass flow path 50 is released.
  • the circumferential area 55 of the valve body 52 now comes at an axial distance from the sealing lip 45 'of the sieve element 4, whereby a sieve-free bypass flow path cross-section 51 is additionally released between the valve body 52 and the sieve element 4. In this way, now the medium with the lowest flow resistance, waiving a removal of dirt particles, the bypass valve 5 flow through.
  • Figure 8 shows the bypass valve 5 of Figures 5 to 7 as a single part in a perspective view.
  • the disk-shaped contour 13 with its central opening forming the valve seat is visible, in which the upper end region of the valve body 52 lies in its closed position shown in FIG.
  • the contour 13 of the grid-like valve cage 57 is connected, which surrounds the valve body 52 and which supports the spring 56 at its lower end.
  • the upper end of the spring 56 also acts on the underside of the valve body 52 in order to pre-load this with a force acting in the closing direction.
  • the sealing ring region 45 extends with the sealing lip 45 'radially inward.
  • the sealing lip 45 ' is sealingly against the outer peripheral portion 55 of the valve body 52, wherein the valve body 52 relative to the sealing lip 45 'and the remaining sieve element 4 is displaceable in the axial direction.
  • a lower stiffening ring 47 and a plurality of circumferentially distributed, axially extending stiffening struts 47 ', which are integral with the stiffening ring 47 also serve here.
  • All parts of the bypass valve 5 with the exception of the spring 56 can be advantageously produced as plastic injection molded parts, which allows a cost-effective mass production.
  • Figure 9 of the drawing shows a liquid filter 1 with a filter bypass valve 5 and a sieve 4 in a partial longitudinal section through the upper portion of the filter 1.
  • the liquid filter 1 is cup-shaped in its basic form, visible here only to a small extent Filter housing 2 limited, the top side with a screw 21 via a screw 22 with a seal 22 'is liquid-tight.
  • the cover 21 can be unscrewed and thus the filter housing 2 can be opened.
  • the filter element 3 consists of a hollow cylindrical filter material body 30, which is formed here from a folded in zigzag filter fabric web.
  • the front side of the filter material body 30 is bordered by two end plates 31, of which only the upper is visible here.
  • a lattice-shaped support body 30 ' is arranged, which supports the filter material body 30 against collapse during its flow through the liquid to be filtered in the radial direction from outside to inside during operation of the liquid filter 1. Accordingly, in this liquid filter 1, the raw side 10 'radially outward of the filter material body 30 and above the end plate 31 of the filter element 3 and the clean side 11' is radially inward of the filter material body 30 and support body 30 'in the hollow interior of the filter element.
  • the upper end disk 31 has a central, circular opening 32, which forms a valve seat 53 of the filter bypass valve 5.
  • a plurality of latching tongues 33 are radially outwardly of the central opening 32 in the circumferential direction integrally formed, which cooperate with a locking ring 23 on the underside of the lid 21 latching.
  • a peripheral sealing collar 34 projects concentrically therefrom axially from the upper end disk 31 into the hollow interior of the filter material body 30 and of the support body 30 '.
  • a valve body 52 is guided axially displaceable as part of the filter bypass valve 5 and biased by a coil spring 56 in its closing direction, that is, according to Figure 9 in the upward direction, with a force.
  • the spring 56 is supported with its upper end on an inner part of the valve body 52 and with its lower, not visible here end to a portion of the filter housing 2.
  • a downwardly facing edge of the central aperture 32 in the upper end disk 31 is formed as a valve seat 53 for the valve body 52 so as to form the filter bypass valve 5.
  • the sieve element 4 consists essentially of a hollow cylindrical annular sieve 40 whose diameter is greater than the outer diameter of the valve body 52 and smaller than the inner diameter of the support body 30 '.
  • a first, upper front end region 41 of the sieve element 4 is guided axially displaceably and sealingly in the sealing collar 34 of the front disk 31.
  • a clamping ring 44 is connected, which is mounted in a clamping fit on the valve body 52, whereby the screen element 4 sufficiently firmly connected to the valve body 52, but is detachable if necessary.
  • the screen element 4 is here together with the valve body 52 axially movable.
  • the screen element 4 On its outer periphery, the screen element 4 has a plurality of guide and centering ribs 43, one of which is visible on the right in FIG. These guide and centering ribs 43 serve to keep the screen element 4 in its axial movement together with the valve body 52 exactly concentric with the sealing collar 34 and lead.
  • a Schmutzp sam- mel Colour formed 46, in which collected in operation of the liquid filter 1 by the screen element 4 separated from a liquid flow dirt particles and can deposit.
  • the valve body 52 is axially displaceable over not shown here guide means and centered in the filter housing 2 out.
  • the filter bypass valve 5 is shown in its closed position, which it occupies during normal operation of the liquid filter 1, that is, as long as the pressure difference between the raw side 10 'and the clean side 1 ⁇ does not exceed a predetermined limit.
  • the flow of liquid to be filtered then flows in its entire amount from the raw side 10 'through the filter material body 30 in the radial direction from outside to inside on the clean side 1 1', from where a not visible here outlet for the filtered liquid.
  • FIG. 10 shows the liquid filter 1 from FIG. 9 in cross-section according to the section line XX in FIG. 9.
  • the lid 21 is visible radially on the outside, the raw side 10 'of the filter 1 lies radially inward of it.
  • the filter material body 30 next follows radially inwards Radially inside of the filter material body 30 is the support body 30 ', then soft on the inside the screen element 4 follows, of which here the ring screen 40 and the associated guide and centering ribs 43 are visible in section.
  • the clean side 1 ⁇ of the filter 1 also lies in this region.
  • the clamping ring 44 of the sieve element 4 and finally the valve body 52 are then cut further radially inwards.
  • FIG. 11 shows the sieve element 4 of the liquid filter 1 according to FIG. 9 as an individual part in a perspective view.
  • the sieve element 4 consists of the hollow-cylindrical annular sieve 40, which has its first front end region 41 at the top and its second end region 42 at the bottom. For mechanical stabilization of the sieve element 4, this each has an upper and lower stiffening ring 47 and a plurality of circumferentially distributed, axially extending between the stiffening rings 47 stiffening struts 47 '. At a portion of the stiffening struts 47 'integrally the guide and centering ribs 43 are integrally formed. Inside the screen element 4, the clamping ring 44 is visible below, which serves to connect the screen element 4 with the valve body, not shown here.
  • FIG. 12 shows an enlarged sectional view of the detail circled in FIG. Also in Figure 12, the filter bypass valve 5 is in its closed position, which it occupies, as long as a pressure difference between the raw side 10 'and clean side 1 ⁇ is smaller than a predetermined limit.
  • the valve body 52 In this closed position, the valve body 52 is due to the biasing force generated by the spring 56 in its uppermost position in which he sealingly abuts with its sealing region 52 'on the valve seat 53, which is formed by the lower edge of the central opening 32 of the upper end plate 31 ,
  • the screen element 4 connected to the valve body 52 is located with its upper front end region 41 within the sealing collar 34 in its uppermost position.
  • An immediate flow connection from the raw side 10 'to the clean side 1 1' via the filter bypass valve 5 is now blocked and a liquid flowing through the liquid filter 1 flows in full through the filter material body 30 from the raw side 10 'to the clean side 11'.
  • a bypass flow path 50 is released, which leads from the raw side 10 'through the now open filter bypass valve 5 and through the annular sieve 40 of the screen element 4 to the clean side 1 1'.
  • the filter material body 30 is bypassed by the liquid in this state, at least still a separation of coarser dirt particles from the liquid flow takes place through the sieve element 4, so that at least partially cleaned liquid to the liquid filter 1 subordinate components reaches, even if the filter cloth body 30 is clogged by dirt particles caught therein.
  • FIG. 14 shows the condition of the filter bypass valve 5, which it occupies when an even higher pressure difference occurs between the raw side 10 'and the clean side 11'.
  • This even higher pressure difference occurs in particular when not only the filter material body 30 but also the annular sieve 40 of the sieve element 4 is clogged by dirt particles.
  • the further increased pressure difference leads to an even further displacement of the valve body 52 against the force of the spring 56 in the opening direction, whereby at the same time the screen member 4 connected to the valve body 52 even further in the opening direction, that is down and away from the upper end plate 31, is moved.
  • the upper front end region 41 of the screen element 4 is disengaged from the sealing collar 34 and then has an axial clearance therefrom.
  • FIG. 15 of the drawing shows the liquid filter 1 in a second embodiment, again in a partial longitudinal section through the upper part of the filter 1.
  • the filter housing 2 with the screw 21, the filter cartridge 3, the support body 30 'and the filter bypass valve 5 are consistent with the above-described embodiment via a.
  • the relevant reference numerals in Figure 15 reference is made to the preceding description.
  • valve body 52 has an integrally formed, projecting annular filter holder 54 at an axial distance from its upper end radially outward.
  • the screen element 4 again has the stiffening ring 47, which cooperates radially sealingly and axially movably with the inner circumference of the sealing collar 34 on the underside of the upper end disk 31.
  • valve body 52 On the outside, on the sieve element 4, guide and centering ribs 43 are also provided, one of which is visible on the left in FIG.
  • An annular gap which is formed between the outer circumference of the valve body 52 and the lower region of the annular sieve 40, also provides a dirt particle collecting region 46 here.
  • the valve body 52 is of course displaceable in the axial direction and centered in the filter housing 2 out
  • FIG. 16 shows a cross section through the liquid filter 1 according to the section line XVI-XVI in FIG. Radially outside is the lid 21; radially inward thereof is the raw side 10 'of the filter 1. Radially inwardly of the filter cartridge 3 is arranged with the filter material body 30, which is radially inwardly supported by the support body 30 '. This is followed further radially inward by the screen element 4 with the ring screen 40 and the guide and centering ribs 43 and the stiffening struts 47 '. Between the support body 30 'and the ring sieve 40, the front side of the sealing collar 34 can be seen in the background. In this area is also the clean side 11 'of the filter 1. Even further radially inward finally the valve body 52 is finally cut through the center perpendicular to the plane of the drawing, the longitudinal center axis 12 of the filter 1.
  • FIG. 17 shows, in a perspective view, the valve body 52 together with the sieve element 4 connected thereto.
  • the valve body 52 has a substantially cylindrical basic shape and has at its upper end region the sealing region 52 ', which cooperates with the associated valve seat.
  • the sieve element 4 comprises the hollow-cylindrical annular sieve 40, which has the first front end region 41 pointing upwards and the second front end region 42 pointing downwards.
  • the upper and lower edges of the ring sieve 40 are mechanically stabilized, each with a stiffening ring 47. Between the two stiffening rings 47 extend the axial, distributed in the circumferential direction stiffening struts 47 ', the radially outer region at the same time forms guiding and centering ribs 43.
  • FIG. 18 shows the region of the liquid filter 1 circled in FIG. 15 in an enlarged view, in which case the filter bypass valve 5 is in its closed position.
  • the sealing region 52 'of the valve body 52 is under the action of the spring 56 sealingly against the valve seat 53 of the end plate 31 at.
  • the upper front end region 41 of the sieve element 4 bears with its upper stiffening ring 47 sealingly against the inner circumference of the sealing collar 34 on the lower side of the upper end disk 31.
  • An immediate flow connection from the raw side 10 'to the clean side 1 ⁇ of the liquid filter 1 is blocked here; the fluid flow flowing through the fluid filter 1 flows only through the filter material body 30 of the filter cartridge 3 from the raw side 10 'to the clean side 11'.
  • valve body 52 is displaced further in the opening direction against the force of the spring 56 until it reaches the position shown in FIG. Together with the valve body 52, the screen element 4 is moved, whereby its upper end face 41 now comes out of engagement with the sealing collar 34 and is brought into an axial distance from this. As a result, an additional screen-free bypass flow path cross-section 51 is now released, which allows for clogged filter material body 30 and clogged ring screen 40, a liquid supply downstream components, albeit with uncleaned liquid.
  • Figure 21 shows a third embodiment of the liquid filter 1, again in longitudinal section through its upper part.
  • the housing 2, the cover 21 and the filter sentence 3 with the support body 30 'again correspond to the previously described examples.
  • the sieve element 4 is now connected to the upper end disk 31 and that the valve body 52 is thus axially movable not only relative to its valve seat 53 but also relative to the sieve element 4.
  • FIG. 22 shows the liquid filter 1 from FIG. 21 in a longitudinal section according to the section line XXII-XXII in FIG. 21.
  • the cover 21 lies behind which the clean side 11 'lies radially inwards. This is followed radially inward by the filter insert 3 with the filter material body 30 and the support body 30 'supporting it radially inwards.
  • Radially inside thereof is then the ring sieve 40 of the sieve element 4 and even further radially inwardly finally the valve body 52, through the center of which the longitudinal center axis 12 of the liquid filter 1 extends perpendicular to the plane of the drawing.
  • FIG. 23 shows as an individual part in a perspective view the sieve element 4 of the liquid filter according to FIG. 21.
  • the sieve element 4 consists of the hollow cylindrical annular sieve 40 whose upper front end region 41 and lower front end region 42 are mechanically stabilized in each case by a stiffening ring 47. Between the two stiffening rings 47 extend in the axial direction and parallel to each other and distributed over the circumference a plurality of stiffening struts 47 '.
  • sealing ring portion 45 which expires radially inwardly and upwardly in a sealing lip 45 '.
  • This sealing lip 45 ' cooperates in the assembled state of the liquid filter 1 with the associated outer peripheral region 55 of the valve body 52.
  • FIG. 24 shows an enlarged view of the region of the liquid filter 1 circled in FIG. 21, the filter bypass valve 5 also being closed in FIG. is sen.
  • the screen element 4 is connected here at its upper end face 41 with the sealing collar 34 of the upper end plate 31 sealingly and axially immovable.
  • a liquid flow through the liquid filter 1 from the raw side 10 'to the clean side 11' is here again possible only through the filter material body 30.
  • valve body 52 In the first open position of the filter bypass valve 5, which is shown in FIG. 25, the valve body 52 is displaced by a certain distance in the opening direction relative to its valve seat 53. At the same time, the valve body 52 is also displaced relative to the sieve element 4 which is not axially movable here. In this case, the screen element 4 is sealed with its sealing ring region 45 and the sealing lip 45 'provided there against the associated outer peripheral region 55 of the valve body 52. During the displacement from the closed position into the first open position shown in FIG. 25, this seal remains. Thus, a bypass flow path 50 is released, which passes through the now open filter bypass valve 5 and through the annular sieve 40 of the screen element 4.
  • FIG. 27 shows a filter element 3 as a single part in a first embodiment in longitudinal section.
  • the filter element 3 consists of a filter material body 30 in the form of a hollow cylinder which is frontally covered by two end plates 31.
  • a grid-shaped supporting body 30 ' is arranged in the interior of the filter cloth body 30 .
  • the upper end disc 31 in FIG. 27 has a central opening 32 which is concentric with the longitudinal center axis 12 of the filter insert 3.
  • a circumferential lower edge of the aperture 32 forms a valve seat 53 for cooperation with the above-described valve body of a bypass valve.
  • On the upper side of the upper end disk 31 a plurality of locking tongues 33 are formed in a ring shape, which serve to cooperate with a lid of an associated filter housing.
  • a circumferential, hollow cylindrical sealing collar 34 extends integrally downwardly, which serves to cooperate with an upper Stirnend Scheme a screen element, which is connected to the valve body, not shown here, as already described above.
  • FIG. 28 shows an enlarged detail of the filter insert 3 according to FIG. 27, wherein the detail shows the left upper end region of the filter insert 3.
  • a part of the filter material body 30 can be seen, which is covered by the upper end disk 31 at its upper front end.
  • the support body 30 ' In the interior of the filter material body 30 is the support body 30 '.
  • the central opening 32 In the center of the upper end disc 31 is concentric with the longitudinal center axis 12, the central opening 32 with the underside provided valve seat 53. Radially outward from the valve seat 53 extends concentrically to this the sealing collar 34. From the top of the end plate 31, the locking tongues 33 extend upwards surrounding the central opening 32 at a radial distance.
  • FIG. 29 shows the upper end disk 31 of the filter insert 3 according to FIG. 27.
  • the arrangement of the opening 32, the valve seat 53, the sealing collar 34 and the ring of the latching tongues 33 concentric with the longitudinal center axis 12 becomes clear.
  • the filter element 3 again as a single part, shown in a second embodiment in longitudinal section.
  • the filter element 3 consists of the filter material body 30, the two these frontally enclosing end plates 31 and the inside arranged support body 30 '.
  • the upper end disk 31 is also formed concentrically to the longitudinal central axis 12 with the central opening 32 and the valve seat 53 and the ring of upwardly projecting locking tongues 33.
  • a sieve element 4 is connected on the underside to the upper end disk 31.
  • the sieve element 4 comprises a hollow-cylindrical annular sieve 40, which is connected with its upper front end region to the underside of the upper end disk 31, for example latched or welded or glued. So here is the sieve 4 is part of the filter element.
  • the sieve element 4 has a sealing ring region 45, which terminates radially inward in a flexible sealing lip 45 '.
  • the sealing lip 45 ' serves to cooperate with a matching outer peripheral region of an associated valve body, as already described above.
  • FIG. 31 shows an enlarged section of the filter insert 3 according to FIG. 30, here again its left upper end region.
  • a part of the filter material body 30 is again visible, which is covered on its upper end face by the upper end disk 31.
  • Radially inside of the filter material body 30 is the support body 30 '.
  • the upper end disc 31 has again concentric with the longitudinal central axis 12, the central opening 32, the downwardly facing edge forms the valve seat 53.
  • Radially outside of the opening 32 is located on the underside of the end plate 31 of the sealing collar 34 which is integrally formed integrally annularly integrally with the end plate 31.
  • FIG. 31 further shows a part of the sieve element 4 with the hollow cylindrical annular sieve 40.
  • the annular sieve 40 is mechanically reinforced with a stiffening ring 47 and at the same time tightly connected to the sealing collar 34.
  • the screen element 4 forms part of the filter element 3.
  • FIG. 32 shows the end disk 31 of the filter insert 3 according to FIG. 30 in section. Concentric to the longitudinal central axis 12, the central opening 32 is formed with the valve seat 53 pointing downwards. On the upper side 31, the locking tongues 33 are formed here on the end plate.
  • the sealing collar 34 has a correspondingly contoured contour on its inner circumference.
  • the screen element 4 can be grown here with its upper stiffening ring 47 simply by latching to the end plate 31.
  • FIG. 33 shows the liquid filter 1 with filter bypass valve 5 and sieve element 4 in a fourth embodiment, with the filter bypass valve 5 in the closed position, in a partial longitudinal section through its upper part.
  • This is followed radially inward by the filter element 3 with the filter material body 30 and the latter radially inward, d. H. on the clean side 1 1 ', supporting support body 30'.
  • Radially inside of it then lies the ring sieve 40 of the sieve element 4 and even further radially inwardly finally the valve body 52, through the center of which runs the longitudinal central axis 12 of the liquid filter 1.
  • the housing 2, the cover 21 and the filter element 3 with the support body 30 'again correspond to the examples already described above.
  • the screen element 4 is here a part of the support body 30 '.
  • the valve body 52 is axially movable relative to its valve seat 53 and also relative to the screen element 4.
  • the sealing region 52 'of the valve body 52 sealingly cooperates with the valve seat 53 formed on the upper end disk 31 of the filter element 3 and at the same time a sealing ring region 45 provided radially on the screen element 4 acts with a sealing lip 45 'sealing with an outer peripheral portion 55 of the valve body 52 together.
  • the fluid medium to be filtered such as lubricating oil, now flows solely through the filter material body 30 from the raw side 10 'to the clean side 11'.
  • FIG. 36 shows the filter insert 3 of the liquid filter 1 from FIGS. 33 to 35 as a single part in a longitudinal section.
  • the filter element 3 from the filter material body 30, the two these frontally enclosing end plates 31 and the interposed inside the Filterstoff emotionss 30 supporting body 30 '.
  • the upper end disk 31 is also formed concentrically to the longitudinal central axis 12 with the central opening 32 and the valve seat 53 and the ring of upwardly projecting locking tongues 33.
  • the sieve element 4 is part of the support body 30 'and connected to it or made in one piece.
  • the sieve element 4 comprises a hollow-cylindrical annular sieve 40, which is inserted with its upper front end region 41 into a circumferential sealing collar 34 integrally formed on the underside of the upper end disk 31 and axially immovable during operation.
  • the screen element 4 has a sealing ring region 45, which terminates radially inward in a flexible sealing lip 45 '.
  • the sealing lip 45 ' is used for sealing cooperation with the outer peripheral region 55 of the associated, not shown in Figure 36 valve body 52, as described above with reference to FIGS 33 to 35.
  • an annular Schmutzp personality- collecting area 46 is formed, in which 40 deposited on the inside of the ring screen dirt particles can be deposited without disturbing the functions of the bypass valve 5.
  • FIG. 37 shows the support body 30 'with sieve element 4 as part of the filter insert 3 from FIG. 36, in a side view.
  • the support body 30 ' has a hollow cylindrical basic shape and consists of one piece of lattice-like axially and circumferentially extending struts.
  • An upper end region of the support body 30 ' is formed by the sieve element 4, which essentially consists of the annular sieve 40, for example of a sieve fabric.
  • An upper end region 41 and a lower end region 42 of the sieve 4 are mechanically reinforced by stiffening rings 47. Between the two stiffening rings 47 extend a plurality of axial stiffening struts 47 '.
  • the support body 30 'including the screen element 4 can be advantageously produced inexpensively as an injection molded part made of plastic. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Umgehungsventil (5) einer von einem fluiden Medium durchströmten, einen veränderlichen Strömungswiderstand aufweisenden Einrichtung (1), bestehend aus einem Ventilsitz (53) und einem mit dem Ventilsitz (53) zusammenwirkenden, durch eine Vorbelastungskraft in Schließrichtung beaufschlagten Ventilkörper (52), der durch eine einen vorgebbaren Grenzwert überschreitende Mediumdruckdifferenz zwischen Anströmseite (10) und Abströmseite (11) des Umgehungsventils (5) in Öffnungsrichtung bewegbar ist, wobei durch den Ventilsitz (50) ein die Anströmseite (10) und die Abströmseite (11) des Umgehungsventils (5) unter Umgehung der Einrichtung (1) verbindender Umgehungsströmungsweg (50) verläuft. Das erfindungsgemässe Umgehungsventil (5) ist dadurch gekennzeichnet, dass im Umgehungsströmungsweg (50) ein Siebelement (4) angeordnet ist und dass der Ventilkörper (52) zwei unterschiedliche, von der Mediumdruckdifferenz abhängige Öffnungsstellungsbereiche aufweist, wobei in einem ersten Öffnungsstellungsbe- reich des Ventilkörpers (52) bei einer geringeren Mediumdruckdifferenz der gesamte Querschnitt des Umgehungsströmungsweges (50) von dem Siebelement (4) überdeckt ist und wobei in einem zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) bei einer grösseren Mediumdruckdifferenz zusätzlich ein siebfreier Umgehungs-strömungswegquerschnitt (51) freigegeben ist. Ausserdem betrifft die Erfindung eine Einrichtung (1) mit einem solchen Umgehungsventil (5) und einen Filtereinsatz (3) einer solchen Einrichtung (1).

Description

Beschreibung:
Umgehungsventil, Einrichtung mit Umgehungsventil und Filtereinsatz der Einrichtung
Die Erfindung betrifft als ersten Gegenstand ein Umgehungsventil einer von einem fluiden Medium durchströmten, einen veränderlichen Strömungswiderstand aufweisenden Einrichtung, bestehend aus einem Ventilsitz und einem mit dem Ventilsitz zusammenwirkenden, durch eine Vorbelastungskraft in Schließrichtung beaufschlagten Ventilkörper, der durch eine einen vorgebbaren Grenzwert überschreitende Mediumdruckdifferenz zwischen Anströmseite und Abströmseite des Umgehungsventils in Öffnungsrichtung bewegbar ist, wobei durch den Ventilsitz ein die Anströmseite und die Abströmseite des Umgehungsventils unter Umgehung der Einrichtung verbindender Umgehungsströmungsweg verläuft. Als zweiten Gegenstand betrifft die Anmeldung eine Einrichtung mit einem derartigen Umgehungsventil. Dritter Gegenstand der Anmeldung ist ein Filtereinsatz einer derartigen Einrichtung.
Aus dem Dokument DE 100 63 283 A1 ist ein Siebfilter für ein fluides Medium führende Leitungen, insbesondere für hydraulische Druckleitungen in Brennkraftmaschinen, bekannt. Der Siebfilter besteht im Wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Grundkörper mit einem Einlass und einem Auslass und aus einem vom fluiden Medium durchströmten, feinmaschigen Filterelement. Der Siebfilter weist bei zugesetztem Filterelement oder bei hochviskosem fluidem Medium eine Bypass- Funktion auf. Der Siebfilter steht mit einem Federelement in Wirkverbindung und ist zusammen mit dem Federelement derart zwischen zwei axial beabstandeten Gegenflächen innerhalb der Druckleitung einsetzbar, dass dessen Einlass und das Federelement unter Vorspannung an den Gegenflächen anliegen. Dabei verschließt ein Grundkörper des Siebfilters einen am Filterelement vorbeiführenden Bypasska- nal. Der Bypasskanal ist durch eine aus einem Anstieg des Drucks des fluiden Me- diums resultierende Axialverschiebung des Grundkörpers entgegen der Kraft des Federelementes freischaltbar.
Als nachteilig wird bei diesem bekannten Siebfilter angesehen, dass es im Fall eines Öffnens des Bypasskanals völlig ungereinigtes Medium durchlässt. In vielen Anwendungsfällen kann es dadurch zu Schäden oder Störungen an nachgeordneten Komponenten kommen.
Aus den Dokumenten EP 1 199 093 A1 , US 5 395 518 A und JP 10-159 530 A ist jeweils eine Einrichtung mit einem integrierten Umgehungsventil bekannt, wobei die Einrichtung jeweils ein Flüssigkeitsfilter mit einem Filtereinsatz ist. Bei diesen bekannten Flüssigkeitsfiltern weist der Filtereinsatz ein im Umgehungsströmungsweg liegendes Siebelement auf, das mit dem Filtereinsatz fest verbunden ist und das zugleich eine Feder abstützt, die den Ventilkörper mit einer in Schließrichtung wirkenden Vorbelastungskraft beaufschlagt.
Als nachteilig wird bei diesen bekannten Flüssigkeitsfiltern angesehen, dass es im Fall einer Verstopfung sowohl des Filtereinsatzes bzw. seines Filterstoffkörpers als auch des Siebelementes zu einem Ausfall der Flüssigkeitsversorgung und damit zu einer Störung oder einem Ausfall nachgeordneter Komponenten, wie beispielsweise einer Brennkraftmaschine, kommen kann, auch wenn das Filterumgehungsventil in vorgesehener Art und Weise öffnet. Außerdem besteht in diesem Fall die Gefahr, dass entweder der Filterstoffkörper oder das Siebelement oder beide durch die bei der Verstopfung zwangsläufig stark ansteigende Flüssigkeitsdruckdifferenz beschädigt werden, insbesondere von der Flüssigkeit durchbrochen und zerstört werden. Nach dem Auftreten eines solchen Schadens hat der Flüssigkeitsfilter keinerlei Funktion mehr und es gelangen Schmutzpartikel und möglicherweise sogar Teile des Filterstoffkörpers und/oder Siebelementes zum Auslass des Flüssigkeitsfilters und zu nachgeordneten Komponenten, wo sie zu erheblichen Folgeschäden führen können.
Aus den Dokumenten DE 19 77 428 U und US 3 297 162 A geht es als bekannt hervor, einen Filter, wie Schmierölfilter einer Brennkraftmaschine, mit zwei separaten Umgehungsventilen mit unterschiedlichem Öffnungsdruck, die jeweils zwei Betriebsstellungen haben, nämlich geschlossen oder offen, auszustatten. So wird erreicht, dass der Filter drei Funktionszustände einnehmen kann, nämlich eine Feinfil- terungsfunktion mit Durchströmung eines feinporigen Filterelements bei zwei geschlossenen Umgehungsventilen, eine Grobfilterungsfunktion mit Durchströmung eines grobporigen Filterelements unter Umgehung des feinporigen Filterelements bei geöffnetem ersten Umgehungsventil und eine ungefilterter Durchlassfunktion unter Umgehung beider Filterelemente mit auch noch geöffnetem zweiten Umgehungsventil.
Als nachteilig wird hierbei angesehen, dass der technische Aufwand durch die zwei getrennten Umgehungsventile relativ hoch ist, was zu entsprechend hohen Ferti- gungs- und Montagekosten und zu einem erhöhten Raumbedarf führt.
Für die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Umgehungsventil der eingangs genannten Art, eine Einrichtung mit einem solchen Umgehungsventil und einen Filtereinsatz einer solchen Einrichtung zu schaffen, welche die angegebenen Nachteile vermeiden und welche insbesondere bei einfacher Konstruktion eine sichere Funktion gewährleisten, wobei Schäden an der Einrichtung selbst und an nachgeordneten Komponenten vermieden werden und zugleich eine unterbrechungsfreie Versorgung nachgeordneter Komponenten mit dem fluiden Medium sichergestellt ist.
Die Lösung des das Umgehungsventil betreffenden Teils dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Umgehungsventil der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass im Umgehungsströmungsweg ein Siebelement angeordnet ist und dass der Ventilkörper zwei unterschiedliche, von der Mediumdruckdifferenz abhängige Öffnungsstellungsbereiche aufweist, wobei in einem ersten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers bei einer geringeren Druckdifferenz der gesamte Querschnitt des Umgehungsströmungsweges von dem Siebelement überdeckt ist und wobei in einem zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers bei einer größeren Druckdifferenz zusätzlich ein siebfreier Umgehungsströ- mungswegquerschnitt freigegeben ist.
Im normalen Betrieb der zugehörigen Einrichtung ist das Umgehungsventil geschlossen und der gesamte Volumenstrom des fluiden Mediums strömt durch die Einrichtung. Wenn sich der Strömungswiderstand der Einrichtung über ein bestimmtes Maß hinaus erhöht, sorgt eine dadurch entstehende Mediumdruckdifferenz zwischen einer Anströmseite und einer Abströmseite des Umgehungsventils dafür, dass der Ventilkörper des Umgehungsventils in Öffnungsrichtung in seinen ersten Öffnungsstellungsbereich bewegt wird. In diesem ersten Öffnungsstellungsbereich wird ein Umgehungsströmungsweg von der Anströmseite zur Abströmseite unter Umgehung der Einrichtung freigegeben, wobei dieser Umgehungsströmungsweg durch das Siebelement des Umgehungsventils verläuft. Somit wird bei in seinem ersten Öffnungsstellungsbereich befindlichem Ventilkörper des Umgehungsventils der die Einrichtung umgehende Mediumstrom zumindest von gröberen Schmutzpartikeln befreit, die im Siebelement zurückgehalten werden. Um einen zu großen Strömungswiderstand im Umgehungsströmungsweg zu vermeiden, ist zweckmäßig die Siebfeinheit des Siebelementes so gewählt, dass eine ausreichende Standzeit bis zu einem Verstopfen des Siebelementes erreicht wird. Falls es zu dem extremen Zustand kommen sollte, dass auch das Siebelement so stark mit Schmutzpartikeln verstopft ist, dass die Mediumdruckdifferenz zwischen Anströmseite und Abströmseite noch weiter ansteigt, dann bewegt diese erhöhte Mediumdruckdifferenz den Ventilkörper des Umgehungsventils in seinen zweiten Öffnungsstellungsbereich. In diesem zweiten Öffnungsstellungsbereich wird zusätzlich der siebfreie Umgehungs- strömungswegquerschnitt freigegeben, durch weichen dann mit geringstem Strömungswiderstand ein Mediumstrom sowohl die Einrichtung als auch das Siebelement umgehend von der Anströmseite unmittelbar zur Abströmseite fließen kann. Eine Beschädigung oder Zerstörung der Einrichtung oder des Siebelementes wird so sicher vermieden. Gleichzeitig ist immer eine Mediumversorgung nachgeordneter Komponenten gewährleistet, wenn auch in extremen Betriebszuständen mit weniger gut gereinigtem oder ungereinigtem Medium.
Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass das Siebelement im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers nur noch einen Teil des Querschnitts des Umgehungsströmungsweges überdeckt und so der zusätzliche siebfreie Umge- hungsströmungswegquerschnitt freigegeben ist. Diese Ausgestaltung bietet den Vorteil, dass ein einheitlicher Umgehungsströmungsweg ausreicht, so dass der konstruktive Aufbau des Umgehungsventils relativ einfach bleibt. Je nach dem gerade von dem Ventilkörper eingenommenen Öffnungsstellungsbereich überdeckt dann das Siebelement entweder den gesamten Querschnitt des Umgehungsströmungsweges oder nur einen Teil von dessen Querschnitt.
Bevorzugt ist das Siebelement als Teil des Ventilkörpers ausgebildet und mit diesem relativ zu einer den Umgehungsströmungsweg begrenzenden Kontur beweg- bar, wobei das Siebelement im ersten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers an der Kontur dichtend anliegend bewegbar ist und wobei das Siebelement im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers von der Kontur beabstandet ist. In dieser Ausführung des Umgehungsventils ist das Siebelement also dem bewegbaren Ventilkörper zugeordnet und wird zusammen mit diesem durch die unterschiedlichen Mediumdruckdifferenzen in die zwei unterschiedlichen Öffnungsstellungsbe- reiche bewegt, welche die zwei unterschiedlichen Funktionen hinsichtlich der Umgehung aufweisen. Mit dieser Ausgestaltung wird das Umgehungsventil konstruktiv einfach gehalten.
In weiterer Ausgestaltung ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass das Siebelement mit dem Ventilkörper lösbar verbunden, insbesondere verpresst oder verklemmt oder verrastet oder verschraubt, ist oder dass das Siebelement mit dem Ventilkörper fest verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, ist oder einstückig ausgeführt ist.
Alternativ kann das Siebelement als Teil der den Umgehungsströmungsweg begrenzenden Kontur ausgeführt sein, wobei der Ventilkörper in seinem ersten Öffnungsstellungsbereich an dem Siebelement dichtend anliegend axial bewegbar ist und wobei der Ventilkörper in seinem zweiten Öffnungsstellungsbereich vom Siebelement beabstandet ist. Auch in dieser Ausführung werden bei einfacher Konstruktion die gewünschten Funktionen erzielt.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Siebelement mit seinem einen Stirnendbereich mit der den Ventilsitz aufweisenden, den Umgehungsströmungsweg begrenzenden Kontur konzentrisch zum Ventilsitz dicht verbunden ist, dass das Siebelement an seinem anderen Stirnendbereich radial innen einen konzentrisch zum Ventilsitz verlaufenden Dichtringbereich aufweist und dass der axial bewegbare Ventilkörper einen Außenumfangsbereich aufweist, der im ersten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers an dem Dichtringbereich des Siebelementes dichtend anliegend axial bewegbar ist und der im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers axial von dem Dichtringbereich entfernt ist. In dieser Ausführung des Umgehungsventils ist das Siebelement also dem bewegbaren Ventilkörper zugeordnet und wird zusammen mit diesem durch die unterschiedlichen Mediumdruckdifferenzen in die zwei unterschiedlichen Öffnungsstellungsbereiche bewegt, welche die zwei unterschiedlichen Funktionen hinsichtlich der Umgehung aufweisen. Dabei ist zweckmäßig das Siebelement mit der den Ventilsitz aufweisenden Kontur lösbar verbunden, insbesondere verpresst oder verklemmt oder verrastet oder verschraubt, oder das Siebelement ist mit der den Ventilsitz aufweisenden Kontur fest verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, oder einstückig ausgeführt.
Um hinsichtlich des Siebelementes eine Unabhängigkeit von einer bestimmten Verdrehstellung relativ zu den übrigen Teilen des Umgehungsventils zu erreichen und um zugleich am Siebelement abgeschiedene Schmutzpartikel daran zu hindern, wieder in den Mediumstrom zu gelangen, ist das Siebelement bevorzugt als hohlzylindrisches Ringsieb mit einem im Betrieb der Einrichtung nur nach oben hin offenen Schmutzpartikelsammelbereich ausgeführt.
Um dem Siebelement die für seine Funktion nötige mechanische Stabilität zu verleihen und um den Einsatz von für sich allein nicht besonders stabilen Siebmaterialien zu erlauben, ist bevorzugt vorgesehen, dass das Siebelement zumindest je einen oberen und unteren in Umfangsrichtung verlaufenden Aussteifungsring sowie mehrere zwischen den Aussteifungsringen in Axialrichtung oder schräg zur Axialrichtung verlaufende Aussteifungsstreben aufweist.
Insbesondere in der Ausführung des Umgehungsventils, in der das Siebelement mit dem Ventilkörper bewegt wird, weist das Siebelement zweckmäßig radial außen über seinen Umfang verteilte Führungs- und Zentrierrippen auf, die mit einem Innenumfang der den Umgehungsströmungsweg begrenzenden Kontur zusammenwirken. Somit ist für eine geometrisch exakte und funktionssichere Ausrichtung und Führung des Siebelementes gesorgt. Die Führungs- und Zentrierrippen können dabei durch die zuvor erwähnten Aussteifungsstreben gebildet oder mit diesen verbunden oder einstückig ausgeführt sein. In kinematischer Umkehrung können die Führungs- und Zentrierrippen alternativ auch am Innenumfang der den Umgehungsströmungsweg begrenzenden, den Ventilkörper aufnehmenden Kontur des Umgehungsventils vorgesehen sein.
Zur Lösung des die Einrichtung betreffenden Teils der Aufgabe wird eine Einrichtung mit einem Umgehungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie ein Flüssigkeitsfilter, insbesondere Öl- oder Kraftstoff- oder Kühlwasserfilter einer Brennkraftmaschine, ist, mit einem Gehäuse mit einem abnehmbaren Deckel, mit einem in eine Rohseite der Einrichtung einmündenden Einlass für zu filternde Flüssigkeit und einem von einer Reinseite der Einrichtung ausgehenden Auslass für gefilterte Flüssigkeit und mit einem die Rohseite und die Reinseite voneinander trennenden, auswechselbaren Filtereinsatz aus einem stirnseitig von zwei Endscheiben eingefassten hohlzylindrischen Filterstoffkörper, und dass das Umgehungsventil ein Filterumgehungsventil ist, dessen Ventilsitz am Filtereinsatz angeordnet oder ausgebildet ist.
Das Umgehungsventil ist hier vorteilhaft funktional und räumlich in den Flüssigkeitsfilter integriert. Im normalen Betrieb des Flüssigkeitsfilters ist das Filterumgehungsventil geschlossen und der gesamte Volumenstrom der zu filternde Flüssigkeit strömt durch den Filterstoffkörper des Filtereinsatzes, in welchem Schmutzpartikel aus der Flüssigkeit abgetrennt und zurückgehalten werden. Wenn nach längerer Einsatzzeit des Filtereinsatzes dessen Filterstoffkörper zunehmend mit Schmutzpartikeln belastet ist und sich sein Strömungswiderstand über ein bestimmtes Maß hinaus erhöht, sorgt die entstehende Flüssigkeitsdruckdifferenz zwischen Rohseite und Reinseite dafür, dass der Ventilkörper des Filterumgehungsventils in Öffnungsrichtung in seinen ersten Öffnungsstellungsbereich bewegt wird. In diesem ersten Öff- nungsstellungsbereich wird ein Umgehungsströmungsweg von der Rohseite zur Reinseite unter Umgehung des Filterstoffkörpers freigegeben, wobei dieser Umgehungsströmungsweg durch das Siebelement verläuft. Somit wird auch bei in seinem ersten Öffnungsstellungsbereich befindlichem Filterumgehungsventil der den Filterstoffkörper umgehende Flüssigkeitsstrom zumindest von gröberen Schmutzpartikeln befreit, die im Siebelement zurückgehalten werden. Um dabei einen zu großen Strömungswiderstand im Umgehungsströmungsweg zu vermeiden, ist zweckmäßig die Siebfeinheit des Siebelementes geringer als die Filterfeinheit des Filterstoffkörpers. Falls es zu dem extremen Zustand kommen sollte, dass auch das Siebelement so stark mit Schmutzpartikeln verstopft ist, dass die Flüssigkeitsdruckdifferenz zwischen Rohseite und Reinseite noch weiter über einen zweiten Grenzwert ansteigt, dann bewegt diese erhöhte Flüssigkeitsdruckdifferenz den Ventilkörper des Filterumgehungsventils in seinen zweiten Öffnungsstellungsbereich. In diesem zweiten Öffnungsstellungsbereich wird zusätzlich der siebfreie Umgehungsströmungs- wegquerschnitt freigegeben, durch welchen dann mit geringstem Strömungswiderstand ein Flüssigkeitsstrom sowohl den Filterstoffkörper des Filtereinsatzes als auch das Siebelement umgehend von der Rohseite unmittelbar zur Reinseite fließen kann. Eine Beschädigung oder Zerstörung des Filterstoffkörpers und/oder des Sieb- elementes wird so sicher vermieden. Gleichzeitig ist immer eine Flüssigkeitsversorgung nachgeordneter Komponenten gewährleistet, wenn auch in extremen Be- triebszuständen mit weniger gut gereinigter oder ungereinigter Flüssigkeit.
Bevorzugt ist der Ventilsitz an einer zentralen Durchbrechung in einer der beiden Stirnscheiben des Filtereinsatzes ausgebildet. Mit dieser Ausgestaltung wird der Filtereinsatz rotationssymmetrisch gehalten, was den Vorteil hat, dass bei seinem Einbau in das Filtergehäuse nicht auf eine bestimmte Verdrehstellung relativ zum Gehäuse geachtet werden muss.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der Ventilsitz an der im Betrieb des Flüssigkeitsfilters oberen Stirnscheibe des Filtereinsatzes vorgesehen. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass das Risiko einer Funktionsstörung des Filterumgehungsventils durch sich absetzende Schmutzpartikel minimiert wird, weil Schmutzpartikel der Schwerkraft folgend sich in einem unteren Bereich des Flüssigkeitsfilters absetzen.
Zur Erzielung einer kompakten Bauweise des Flüssigkeitsfilters ist bevorzugt der Ventilkörper im Inneren des hohlzylindrischen Filtereinsatzes angeordnet und axial bewegbar geführt. Eine Vergrößerung des Filtergehäuses zu Unterbringung des Filterumgehungsventils wird so vorteilhaft vermieden.
In einer bevorzugten Weiterbildung schlägt die Erfindung vor, dass das Siebelement als Teil des Ventilkörper ausgebildet und mit diesem relativ zum Filtereinsatz bewegbar ist, dass das Siebelement im ersten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers an dem Filtereinsatz dichtend anliegend bewegbar ist und dass das Siebelement im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers vom Filtereinsatz beabstandet ist. In dieser Ausführung des Flüssigkeitsfilters ist das Siebelement also dem bewegbaren Ventilkörper zugeordnet und wird zusammen mit diesem durch die unterschiedlichen Flüssigkeitsdruckdifferenzen in die zwei unterschiedlichen Öffnungsstellungsbereiche bewegt, welche die zwei unterschiedlichen Funktionen hinsichtlich der Filterumgehung aufweisen.
Eine Weiterbildung der zuvor angegebenen Ausführung des Flüssigkeitsfilters sieht vor, dass die den Ventilsitz aufweisende Stirnscheibe konzentrisch zu dem Ventilsitz einen axial zum Inneren des Filtereinsatzes weisenden ringförmigen Dichtkragen aufweist, dass der Dichtkragen im ersten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers dichtend mit einem freien Stirnendbereich des mit dem Ventilkörper axial bewegbaren Siebelementes zusammenwirkt und dass im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers der freie Stirnendbereich des mit dem Ventilkörper axial bewegbaren Siebelementes von dem Dichtkragen axial beabstandet ist. Damit wird eine konstruktiv einfache und kostengünstige und zugleich zuverlässige Lösung für das Zusammenspiel von Stirnscheibe mit Dichtkragen einerseits und Siebelement andererseits erzielt.
Da das Siebelement in der zuletzt beschriebenen Ausführung mit dem Ventilkörper bewegt wird und mit dem Dichtkragen in und außer Eingriff gebracht wird, weist zweckmäßig das Siebelement radial außen über seinen Umfang verteilte Führungsund Zentrierrippen auf, die mit einem Innenumfang des hohlzylindrischen Filtereinsatzes, insbesondere mit einem in diesem angeordneten durchbrochenen Stützkörper , zusammenwirken. Somit ist für eine geometrisch exakte und funktionssichere Führung des Siebelementes gesorgt. Die Führungs- und Zentrierrippen können dabei durch die zuvor erwähnten Aussteifungsstreben gebildet oder mit diesen verbunden oder einstückig ausgeführt sein. In kinematischer Umkehrung können die Führungs- und Zentrierrippen alternativ auch am Innenumfang des Filtereinsatzes, insbesondere am Innenumfang des Stützkörpers, vorgesehen sein.
Statt, wie zuvor beschriebenen, einen Teil des Ventilkörpers zu bilden, kann das Siebelement als Teil des Filtereinsatzes ausgeführt sein, wobei der Ventilkörper in seinem ersten Öffnungsstellungsbereich an dem Siebelement dichtend anliegend axial bewegbar ist und wobei der Ventilkörper in seinem zweiten Öffnungsstellungsbereich vom Siebelement beabstandet ist. In dieser Ausführung ist also der Ventilkörper relativ zu dem Siebelement bewegbar, wobei auch hier die zwei unterschiedlichen Umgehungsfunktionen bei geöffnetem Filterumgehungsventil erzielt werden. Als Teil des Filtereinsatzes wird bei jedem Filtereinsatzwechsel auch das Siebelement mit ausgetauscht und erneuert, was eine zuverlässige Funktion fördert.
In einer konkreten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass das Siebelement mit seinem einen Stirnendbereich mit der den Ventilsitz aufweisenden Stirnscheibe konzentrisch zum Ventilsitz dicht verbunden ist, dass das Siebelement an seinem anderen Stirnendbereich radial innen einen konzentrisch zum Ventilsitz verlaufenden Dichtringbereich aufweist und dass der axial bewegbare Ventilkörper einen Au- ßenumfangsbereich aufweist, der im ersten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers dichtend mit dem Dichtringbereich des Siebelementes zusammenwirkt und der im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers axial von dem Dichtringbereich entfernt ist. Auch in dieser Ausführung ist die Konstruktion technisch günstig und kommt mit wenigen einfachen Teilen aus.
Das Siebelement kann hier mit der den Ventilsitz aufweisenden Stirnscheibe lösbar verbunden, insbesondere verpresst oder verklemmt oder verrastet oder verschraubt, sein, um bedarfsweise einen einfachen separaten Austausch zu ermöglichen, oder das Siebelement kann alternativ mit der den Ventilsitz aufweisenden Stirnscheibe fest verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, sein oder einstückig ausgeführt sein, wenn eine separate Austauschbarkeit nicht benötigt wird. In einer weiteren Alternative kann das Siebelement Teil des Stützkörpers des Filtereinsatzes sein. Bei allen hier genannten Ausführungen kann vorteilhaft das Siebelement ohne zusätzlichen Aufwand zusammen mit dem Filtereinsatz ausgetauscht werden.
Im normalen Betrieb des Flüssigkeitsfilters muss eine vorgegebene Grenzgröße der aus der Flüssigkeit abzuscheidenden Partikeln eingehalten werden. Zugleich soll im ersten Öffnungsstellungsbereich des Filterumgehungsventils das Siebelement zumindest gröbere Schmutzpartikel aus dem Flüssigkeitsstrom entfernen, jedoch keinen zu großen Strömungswiderstand hervorrufen. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist erfindungsgemäß bevorzugt vorgesehen, dass der Filterstoffkörper des Filtereinsatzes eine Filterfeinheit zwischen 8 und 25 μιη, vorzugsweise zwischen 12 und 17 μιη, hat und dass das Siebelement eine Siebfeinheit zwischen 100 und 1.000 pm, vorzugsweise zwischen 200 und 400 pm, hat.
Eine erste Lösung des den Filtereinsatz betreffenden Teils der oben angegebenen Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Filtereinsatz einer Einrichtung nach Anspruch 18, wobei der Filtereinsatz aus einem stirnseitig von zwei Endscheiben eingefassten hohlzylindrischen Filterstoffkörper besteht und einen Ventilsitz eines Filterumgehungsventil aufweist und wobei der Ventilsitz an einer zentralen Durchbrechung in einer der beiden Stirnscheiben des Filtereinsatzes ausgebildet ist. Der erste erfindungsgemäße Filtereinsatz ist dadurch gekennzeichnet, dass die den Ventilsitz aufweisende Stirnscheibe konzentrisch zu dem Ventilsitz einen axial zum Inneren des Filtereinsatzes weisenden ringförmigen Dichtkragen zum radial dichtenden Zusammenwirken mit einem freien Stirnendbereich eines mit einem Ventil- körper des Filterumgehungsventils axial bewegbaren Siebelementes aufweist. Dieser Filtereinsatz, der ein nach einer bestimmten Einsatzzeit im Flüssigkeitsfilter auszutauschendes Ersatzteil ist, weist die Elemente auf, die für einen funktionsgerechten Einsatz in dem oben beschriebenen, nach dem Patentanspruch 18 ausgeführten Flüssigkeitsfilter erforderlich sind.
Eine zweite Lösung des den Filtereinsatz betreffenden Teils der Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Filtereinsatz einer Einrichtung nach Anspruch 19, wobei der Filtereinsatz aus einem stirnseitig von zwei Endscheiben eingefassten hohlzylindrischen Filterstoffkörper besteht und einen Ventilsitz eines Filterumgehungsventils aufweist und wobei der Ventilsitz an einer zentralen Durchbrechung in einer der beiden Stirnscheiben des Filtereinsatzes ausgebildet ist. Der zweite erfindungsgemäße Filtereinsatz ist dadurch gekennzeichnet, dass mit der den Ventilsitz aufweisenden Stirnscheibe ein Siebelement in Form eines hohlzylindrischen Ringsiebes mit seinem einen Stirnendbereich konzentrisch zum Ventilsitz dicht verbunden ist und dass das Siebelement an seinem anderen Stirnendbereich radial innen einen konzentrisch zum Ventilsitz verlaufenden Dichtringbereich zum Zusammenwirken mit einem Außenumfangsbereich eines axial bewegbaren Ventilkörpers des Filterumgehungsventil aufweist. Das Siebelement kann dabei Teil eines im Inneren des Filterstoffkörpers angeordneten Stützkörpers sein.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des zuletzt beschriebenen Filtereinsatzes sind in den Ansprüchen 24 und 25 angegebenen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:
Figur 1 ein Umgehungsventil mit Siebelement in einer ersten Ausführung in eingebautem Zustand in Schließstellung, im Längsschnitt,
Figur 2 das Umgehungsventil aus Figur 1 in einer ersten Öffnungsstellung, im
Längsschnitt,
Figur 3 das Umgehungsventil aus Figur 1 in einer zweiten Öffnungsstellung, im
Längsschnitt, Figur 4 das Umgehungsventil aus Figur 1 als Einzelteil in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 5 das Umgehungsventil mit Siebelement in einer zweiten Ausführung in eingebautem Zustand in Schließstellung, im Längsschnitt,
Figur 6 das Umgehungsventil aus Figur 5 in einer ersten Öffnungsstellung, im
Längsschnitt,
Figur 7 das Umgehungsventil aus Figur 5 in einer zweiten Öffnungsstellung, im
Längsschnitt,
Figur 8 das Umgehungsventil aus Figur 5 als Einzelteil, in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 9 einen Flüssigkeitsfilter mit Filterumgehungsventil und Siebelement in einer ersten Ausführung, in einem Teil-Längsschnitt,
Figur 10 den Flüssigkeitsfilter aus Figur 9, im Querschnitt gemäß der Schnittlinie X-X in Figur 9,
Figur 11 das Siebelement des Flüssigkeitsfilters aus Figur 9 als Einzelteil, in perspektivischer Ansicht,
Figur 12 den in Figur 9 eingekreisten Ausschnitt des Flüssigkeitsfilters mit dem
Filterumgehungsventil in Schließstellung, in vergrößerter Schnittdarstellung,
Figur 13 den Ausschnitt gemäß Figur 12, nun mit dem Filterumgehungsventil in einer ersten Öffnungsstellung,
Figur 14 den Ausschnitt gemäß Figur 12, nun mit dem Filterumgehungsventil in einer zweiten Öffnungsstellung,
Figur 15 den Flüssigkeitsfilter mit Filterumgehungsventil und Siebelement in einer zweiten Ausführung, in einem Teil-Längsschnitt, Figur 16 den Flüssigkeitsfilter aus Figur 15, im Querschnitt gemäß der Schnittlinie XVI-XVI in Figur 15,
Figur 17 das Siebelement zusammen mit einem Ventilkörper des Flüssigkeitsfilters aus Figur 15 als Einzelteil, in perspektivischer Ansicht,
Figur 18 den in Figur 15 eingekreisten Ausschnitt des Flüssigkeitsfilters mit dem
Filterumgehungsventil in Schließstellung, in vergrößerter Schnittdarstellung,
Figur 19 den Ausschnitt gemäß Figur 18, nun mit dem Filterumgehungsventil in einer ersten Öffnungsstellung,
Figur 20 den Ausschnitt gemäß Figur 18, nun mit dem Filterumgehungsventil in einer zweiten Öffnungsstellung,
Figur 21 den Flüssigkeitsfilter mit Filterumgehungsventil und Siebelement in einer dritten Ausführung, in einem Teil-Längsschnitt,
Figur 22 den Flüssigkeitsfilter aus Figur 21 , im Querschnitt gemäß der Schnittlinie XXII-XXII in Figur 21 ,
Figur 23 das Siebelement des Flüssigkeitsfilters aus Figur 21 als Einzelteil, in perspektivischer Ansicht,
Figur 24 den in Figur 21 eingekreisten Ausschnitt des Flüssigkeitsfilters mit dem
Filterumgehungsventil in Schließstellung, in vergrößerter Schnittdarstellung,
Figur 25 den Ausschnitt gemäß Figur 24, nun mit dem Filterumgehungsventil in einer ersten Öffnungsstellung,
Figur 26 den Ausschnitt gemäß Figur 24, nun mit dem Filterumgehungsventil in einer zweiten Öffnungsstellung, Figur 27 einen Filtereinsatz als Einzelteil in einer ersten Ausführung im Längsschnitt,
Figur 28 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Filtereinsatz gemäß Figur 27,
Figur 29 eine Stirnscheibe des Filtereinsatzes gemäß Figur 27,
Figur 30 den Filtereinsatz als Einzelteil in einer zweiten Ausführung, in gleicher
Darstellung wie in Figur 27,
Figur 31 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Filtereinsatz gemäß Figur 30,
Figur 32 eine Stirnscheibe des Filtereinsatzes gemäß Figur 30,
Figur 33 den Flüssigkeitsfilter mit Filterumgehungsventil und Siebelement in einer vierten Ausführung, mit dem Filterumgehungsventil in Schließstellung, in einem Teil-Längsschnitt,
Figur 34 den Flüssigkeitsfilter aus Figur 33, mit dem Filterumgehungsventil in einer ersten Öffnungsstellung, im Teil-Längsschnitt,
Figur 35 den Flüssigkeitsfilter aus Figur 33 und 34, mit dem Filterumgehungsventil in einer zweiten Öffnungsstellung, im Teil-Längsschnitt,
Figur 36 einen Filtereinsatz des Flüssigkeitsfilters aus den Figuren 33 bis 35, in einem Längsschnitt, und
Figur 37 einen Stützkörper mit Siebelement als Teil des Filtereinsatzes aus Figur 36, in Seitenansicht.
In der beigefügten Zeichnung sind in den verschiedenen Figuren gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, so dass in der nachfolgenden Figurenbeschreibung nicht alle Bezugsziffern in Zusammenhang mit jeder einzelnen Zeichnungsfigur erläutert werden. Figur 1 der Zeichnung zeigt ein erstes Umgehungsventil 5 einer im Übrigen nicht dargestellten Einrichtung mit einem in Betrieb sich verändernden Strömungswiderstand für ein die Einrichtung durchströmendes fluides Medium, beispielsweise eine Flüssigkeit. Das Umgehungsventil 5 besitzt einen Ventilkörper 52, der in Axialrichtung, das heißt hier in Richtung einer Längsmittelachse 12 des Umgehungsventils 5, verschieblich in einem Ventilkäfig 57 gehalten und geführt ist. Mittels einer Schraubenfeder 56 ist der Ventilkörper 52 in seiner Schließrichtung, das heißt gemäß Figur 1 in Richtung nach oben, mit einer Kraft vorbelastet. Mit dem Ventilkörper 52 wirkt ein ringförmiger Ventilsitz 53 zusammen, der an einer scheibenförmigen Kontur 13 angeformt ist. Die scheibenförmige Kontur 13 ist mit dem Ventilkäfig 57 zu einer Baueinheit verbunden. Die so gebildete Baueinheit ist in dem in Figur 1 gezeigten Beispiel in einen Rohrstutzen 50' von oben her eingesetzt und in diesem festgelegt, beispielsweise durch einen Klemmsitz oder eine Verklebung oder Verschweißung.
An ihrer nach unten weisenden Seite besitzt die scheibenförmige Kontur 13 einen umlaufenden, sich axial nach unten erstreckenden Dichtkragen 14. Der Dichtkragen 14 wirkt an seinem Innenumfang mit einem oberen Stirnendbereich 41 eines Siebelementes 4 zusammen. Das Siebelement 4 besteht hier aus einem hohlzylindrischen Ringsieb 40, welches mit dem Ventilkörper 52 verbunden ist und somit zusammen mit dem Ventilkörper 52 in Axialrichtung bewegbar ist. Hierzu besitzt das Siebelement 4 an seinem unteren Stirnendbereich 42 einen Klemmring 44, mit welchem das Siebelement 4 im Klemmsitz auf einen Außenumfangsbereich 55 des Ventilkörpers 52 aufgesetzt ist. Zur mechanischen Aussteifung besitzt das Siebelement 4 außerdem über seinen Umfang verteilt mehrere in Axialrichtung verlaufende Aussteifungsstreben 47'.
Bei der in Figur 1 gezeigten Anordnung des Umgehungsventils 5 befindet sich oben eine Anströmseite 10 und unten eine Abströmseite 1 1 für das fluide Medium. In einem normalen Zustand der zugehörigen Einrichtung hat diese einen relativ geringen Strömungswiderstand, was für eine geringe Mediumdruckdifferenz zwischen Anströmseite 10 und Abströmseite 1 1 des Umgehungsventils 5 sorgt. In diesem Zustand hält die Feder 56 den Ventilkörper 52 in Anlage an dem Ventilsitz 53, so dass das Umgehungsventil 5 geschlossen ist. Gleichzeitig liegt das Siebelement 4 mit seinem oberen Stirnendbereich 41 dichtend am Innenumfang des Dichtkragens 14 an. Figur 2 zeigt in gleicher Darstellung wie die Figur 1 das Umgehungsventil 5 nun in einer ersten Öffnungsstellung, die durch eine einen ersten Grenzwert überschreitende Mediumdruckdifferenz zwischen der Anströmseite 10 und der Abströmseite 11 hervorgerufen wird. Bei der den ersten Grenzwert überschreitenden Mediumdruckdifferenz wirkt auf den Ventilkörper 52 eine Kraft, die diesen gegen die Kraft der Feder 56 in die Figur 2 gezeigte erste Öffnungsstellung verschiebt. In dieser Stellung ist der Ventilkörper 52 um einen ersten, relativ geringen Weg von seinem Ventilsitz 53 entfernt, wodurch ein Umgehungsströmungsweg 50 freigegeben wird. Gleichzeitig ist der obere Stirnendbereich 41 des mit dem Ventilkörper 52 verbundenen Siebelementes 4 um den gleichen Weg axial verschoben, befindet sich aber noch in dichtender Anlage an dem Dichtkragen 14. Somit fließt das den Umgehungsströmungsweg 50 durchströmende Medium vollständig durch das Ringsieb 40 von der Anströmseite 10 zur Abströmseite 1 1 . Auf diese Weise können zumindest relativ grobe Partikel, die im Medium mitgeführt werden, aus diesem abgeschieden und am Ringsieb 40 zurückgehalten werden. Abgeschiedene Schmutzpartikel sammeln sich in einem Schmutzpartikelsammelbereich 46 im unteren Teil des Siebelementes 4.
Wenn sich die Mediumdruckdifferenz zwischen der Anströmseite 10 und der Abströmseite 1 1 noch weiter erhöht und einen zweiten Grenzwert überschreitet, dann wird der Ventilkörper 52 gegen die Kraft der Feder 56 noch weiter von dem Ventilsitz 53 weg verschoben, wie in Figur 3 dargestellt. Dies führt zu einer Vergrößerung des Querschnitts des Umgehungsströmungsweges 50 zwischen dem Ventilkörper 52 und dem Ventilsitz 53.
Gleichzeitig wird hierbei zusammen mit dem Ventilkörper 52 das Siebelement 4 um den gleichen Weg verschoben, was dazu führt, dass der obere Stirnendbereich 41 des Siebelementes 4 in einen axialen Abstand von dem Dichtkragen 14 gelangt. Somit wird zwischen dem oberen Stirnendbereich 41 und dem unteren Ende des Dichtkragens 14 ein zusätzlicher, siebfreier Umgehungsströmungswegquerschnitt 51 freigegeben. In dieser Stellung des Umgehungsventils 5 kann das Medium mit geringstem Strömungswiderstand das Umgehungsventil 5 zur Umgehung der zugehörigen Einrichtung durchströmen, wobei dann auf ein Entfernen von Schmutzpartikeln zu Gunsten einer Aufrechterhaltung der Mediumversorgung nachgeordneter Komponenten verzichtet wird. Figur 4 zeigt das Umgehungsventil 5 aus den Figuren 1 bis 3 als Einzelteil in einer perspektivischen Ansicht. Oben in Figur 4 ist die ringscheibenförmige Kontur 13 erkennbar, von der sich der Dichtkragen 14 nach unten erstreckt. In ihrem Zentrum ist die Kontur 13 durchbrochen und bildet an ihrer hier nicht sichtbaren Unterseite den Ventilsitz 53. Im Zentrum der Kontur 13 ist noch ein kleiner Teil des Ventilkörpers 52 erkennbar, die sich hier in seiner Schließstellung befindet.
Mit der Kontur 13 ist der Ventilkäfig 57 verbunden, der den Ventilkörper 52 und das mit diesem verbundene Siebelement 4 führt und der die Feder 56 an ihrer Unterseite abstützt. Mit ihrer Oberseite wirkt die Feder 56 auf das untere Ende des Ventilkörpers 52 und übt auf diesen so die in Schließrichtung wirkende Vorbelastungskraft aus.
Das Siebelement 4 mit dem Ringsieb 40 umgibt den oberen Teil des Ventilkörpers 52 und ist mittels des Klemmrings 44 auf diesen aufgesetzt. Am nicht sichtbaren oberen Stirnendbereich und am unteren Stirnendbereich 42 des Siebelementes 4 ist jeweils ein stabilisierender Aussteifungsring 47 angeordnet. Diese Ringe 47 sind miteinander über mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, axial verlaufende Aussteifungsstreben 47' einstückig verbunden.
In den Figuren 5 bis 8 der Zeichnung ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Umgehungsventils 5 gezeigt, welches sich von dem ersten Beispiel dadurch unterscheidet, dass nun das Siebelement 4 mit der Kontur 13 verbunden ist und dass nun der Ventilkörper 52 relativ zu dem Siebelement 4 bewegbar ist. Ansonsten entspricht das zweite Ausführungsbeispiel dem ersten Beispiel.
In Figur 5 ist das Umgehungsventil 5 in seiner Schließstellung gezeigt, in der der Ventilkörper 52 infolge der Kraft der Feder 56 an dem Ventilsitz 53 an der Unterseite der Kontur 13 anliegt. Gleichzeitig liegt ein Dichtringbereich 45, der sich radial innen an den unteren Stirnendbereich 42 des Siebelementes 4 anschließt, mit einer elastisch-flexiblen Dichtlippe 45' an einem Außenumfangsbereich 55 des Ventilkörpers 52 an. Ein Durchfluss von Medium durch das Umgehungsventil 5 ist in dessen geschlossenem Zustand gemäß Figur 5 unterbunden.
Figur 6 zeigt das Umgehungsventil 5 in einer ersten Öffnungsstellung, die es einnimmt, wenn eine Mediumdruckdifferenz zwischen Anströmseite 10 und Abström- seite 11 einen vorgebbaren ersten Grenzwert überschreitet. Die durch die Druckdifferenz erzeugte Kraft verschiebt den Ventilkörper 52 gegen die Kraft der Feder 56 in Axialrichtung von dem Ventilsitz 53 weg, wodurch ein Umgehungsströmungsweg 50 freigegeben wird. Gleichzeitig liegt in dieser ersten Öffnungsstellung die Dichtlippe 45' des Siebelementes 4 noch dichtend an dem Außenumfangsbereich 55 des Ventilkörpers 52 an. Somit fließt der gesamte Mediumsstrom, der durch den Umgehungsströmungsweg 50 fließt, durch das Ringsieb 40 des Siebelementes 4, wodurch zumindest gröbere Schmutzpartikel aus dem Mediumsstrom entfernt werden.
In Figur 7 ist das Umgehungsventil 5 in einer zweiten Öffnungsstellung gezeigt, die es einnimmt, wenn die Mediumdruckdifferenz zwischen Anströmseite 10 und Abströmseite 1 1 einen zweiten, höheren Grenzwert überschreitet. Hierdurch wird der Ventilkörper 52 gegen die Kraft der Feder 56 noch weiter in Öffnungsrichtung verschoben, wodurch ein vergrößerter Umgehungsströmungsweg 50 freigegeben wird. Gleichzeitig gelangt nun der Umfangsbereich 55 des Ventilkörpers 52 in einen axialen Abstand von der Dichtlippe 45' des Siebelementes 4, wodurch zwischen dem Ventilkörper 52 und dem Siebelement 4 zusätzlich ein siebfreier Umgehungsströ- mungswegquerschnitt 51 freigegeben wird. Auf diesem Wege kann nun das Medium mit geringstem Strömungswiderstand unter Verzicht auf ein Entfernen von Schmutzpartikeln das Umgehungsventil 5 durchströmen.
Figur 8 zeigt das Umgehungsventil 5 aus den Figuren 5 bis 7 als Einzelteil in einer perspektivischen Ansicht. Oben in Figur 8 ist die scheibenförmige Kontur 13 mit ihrer zentralen, den Ventilsitz bildenden Durchbrechung sichtbar, in welcher der obere Endbereich des Ventilkörpers 52 in seiner in Figur 8 gezeigten Schließstellung liegt. Mit der Kontur 13 ist der gitterartige Ventilkäfig 57 verbunden, der den Ventilkörper 52 umgibt und der die Feder 56 an ihrem unteren Ende abstützt. Das obere Ende der Feder 56 wirkt auch hier auf die Unterseite des Ventilkörpers 52, um diesen mit einer in Schließrichtung wirkenden Kraft vorzubelasten.
Um den oberen Bereich des Ventilkörpers 52 herum ist das Siebelement 4 mit dem hohlzylindrischen Ringsieb 40 angeordnet, wobei hier das Siebelement 4 mit der Kontur 13 verbunden ist. Vom unteren Stirnendbereich 42 des Siebelementes 4 erstreckt sich dessen Dichtringbereich 45 mit der Dichtlippe 45' nach radial innen. In dem in Figur 8 gezeigten Schließzustand liegt die Dichtlippe 45' dichtend am Außenumfangsbereich 55 des Ventilkörpers 52 an, wobei der Ventilkörper 52 relativ zu der Dichtlippe 45' und zum übrigen Siebelement 4 in Axialrichtung verschiebbar ist. Zur mechanischen Verstärkung des Ringsiebes 40 dienen auch hier ein unterer Aussteifungsring 47 sowie mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, axial verlaufende Aussteifungsstreben 47', die mit dem Aussteifungsring 47 einstückig sind.
Alle Teile des Umgehungsventils 5 mit Ausnahme der Feder 56 können vorteilhaft als Spritzgussteile aus Kunststoff hergestellt werden, was eine kostengünstige Massenfertigung erlaubt.
Figur 9 der Zeichnung zeigt einen Flüssigkeitsfilter 1 mit einem Filterumgehungsventil 5 und einem Siebelement 4 in einem Teil-Längsschnitt durch den oberen Bereich des Filters 1. Nach außen hin ist der Flüssigkeitsfilter 1 von einem in seiner Grundform becherförmigen, hier nur zu einem kleinen Teil sichtbaren Filtergehäuse 2 begrenzt, das oberseitig mit einem Schraubdeckel 21 über eine Verschraubung 22 mit einer Dichtung 22' flüssigkeitsdicht verschlossen ist. Zum Zweck eines Wechsels eines im Filtergehäuse 2 angeordneten Filtereinsatzes 3 kann der Deckel 21 abgeschraubt und so das Filtergehäuse 2 geöffnet werden.
Der Filtereinsatz 3 besteht aus einem hohlzylindrischen Filterstoffkörper 30, der hier aus einer in Zickzackform gefaltete Filterstoffbahn gebildet ist. Stirnseitig ist der Filterstoffkörper 30 von zwei Stirnscheiben 31 eingefasst, von denen hier nur die obere sichtbar ist. In hohlen Inneren des Filterstoffkörpers 30 ist ein gitterförmiger Stützkörper 30' angeordnet, der im Betrieb des Flüssigkeitsfilters 1 den Filterstoffkörper 30 gegen ein Kollabieren bei seiner Durchströmung durch die zu filternde Flüssigkeit in Radialrichtung von außen nach innen abstützt. Demnach liegt bei diesem Flüssigkeitsfilter 1 die Rohseite 10' radial außen von dem Filterstoffkörper 30 sowie oberhalb der Stirnscheibe 31 des Filtereinsatzes 3 und die Reinseite 11 ' liegt radial innen von dem Filterstoffkörper 30 und Stützkörper 30' im hohlen Inneren des Filtereinsatzes 3.
Die obere Stirnscheibe 31 besitzt eine zentrale, kreisrunde Durchbrechung 32, die einen Ventilsitz 53 des Filterumgehungsventils 5 bildet. Auf der Oberseite der Stirnscheibe 31 sind radial außen von der zentralen Durchbrechung 32 in Umfangsrichtung verteilt mehrere Rastzungen 33 angeformt, die mit einem Rastring 23 an der Unterseite des Deckels 21 rastend zusammenwirken. Im miteinander verrasteten Zustand nimmt der Deckel 21 bei seinem Abschrauben vom Gehäuse 2 den Filtereinsatz 3 aus dem Gehäuse 2 heraus mit.
Noch weiter radial außen von der zentralen Durchbrechung 32 ragt konzentrisch zu dieser von der oberen Stirnscheibe 31 ein umlaufender Dichtkragen 34 axial nach unten in das hohle Innere des Filterstoffkörpers 30 und des Stützkörpers 30' hinein.
Im hohlen Inneren des Filtereinsatzes 3 ist ein Ventilkörper 52 als Teil des Filterumgehungsventils 5 axial verschieblich geführt und mittels einer Schraubenfeder 56 in seiner Schließrichtung, das heißt gemäß Figur 9 in Richtung nach oben, mit einer Kraft vorbelastet. Hierzu ist die Feder 56 mit ihrem oberen Ende an einem inneren Teil des Ventilkörpers 52 und mit ihrem unteren, hier nicht sichtbaren Ende an einem Teil des Filtergehäuses 2 abgestützt.
Ein nach unten weisender Rand der zentralen Durchbrechung 32 in der oberen Stirnscheibe 31 ist als Ventilsitz 53 für den Ventilkörper 52 ausgebildet, um so das Filterumgehungsventil 5 zu bilden.
Zwischen einem oberen Teil des Ventilkörpers 52 und einem oberen Teil des hohlen Inneren des Filtereinsatzes 3 ist ein Siebelement 4 angeordnet. Das Siebelement 4 besteht im Wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Ringsieb 40, dessen Durchmesser größer als der Außendurchmesser des Ventilkörpers 52 und kleiner als der Innendurchmesser des Stützkörpers 30' ist. Ein erster, oberer Stirnendbereich 41 des Siebelementes 4 ist axial verschieblich und dichtend in dem Dichtkragen 34 der Stirnscheibe 31 geführt. Mit einem zweiten, unteren Stirnendbereich 42 des Siebelementes 4 ist ein Klemmring 44 verbunden, der im Klemmsitz auf den Ventilkörper 52 aufgesteckt ist, wodurch das Siebelement 4 ausreichend fest mit dem Ventilkörper 52 verbunden, jedoch bei Bedarf lösbar ist. Somit ist das Siebelement 4 hier zusammen mit dem Ventilkörper 52 axial beweglich.
An seinem Außenumfang besitzt das Siebelement 4 mehrere Führungs- und Zentrierrippen 43, von denen rechts in Figur 9 eine sichtbar ist. Diese Führungs- und Zentrierrippen 43 dienen dazu, das Siebelement 4 bei seiner axialen Bewegung zusammen mit dem Ventilkörper 52 exakt konzentrisch zum Dichtkragen 34 zu halten und zu führen. Im axial unteren Bereich des Siebelementes 4 ist zwischen dem unteren Teil des Ringsiebes 40 und dem Klemmring 44 ein Schmutzpartikelsam- melbereich 46 gebildet, in welchem sich in Betrieb des Flüssigkeitsfilters 1 durch das Siebelement 4 aus einem Flüssigkeitsstrom abgeschiedene Schmutzpartikel sammeln und ablagern können. Auch der Ventilkörper 52 ist über hier nicht eigens dargestellte Führungsmittel axial verschieblich sowie zentriert im Filtergehäuse 2 geführt.
In Figur 9 ist das Filterumgehungsventil 5 in seiner geschlossenen Stellung gezeigt, die es im normalen Betrieb des Flüssigkeitsfilters 1 einnimmt, das heißt solange die Druckdifferenz zwischen der Rohseite 10' und der Reinseite 1 Γ nicht einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. Der Strom der zu filternde Flüssigkeit fließt dann in seiner gesamten Menge von der Rohseite 10' durch den Filterstoffkörper 30 in Radialrichtung von außen nach innen auf die Reinseite 1 1 ', von wo ein hier nicht sichtbarer Auslass für die gefilterte Flüssigkeit abgeht.
Figur 10 zeigt den Flüssigkeitsfilter 1 aus Figur 9 in Querschnitt gemäß der Schnittlinie X-X in Figur 9. Radial ganz außen ist der Deckel 21 sichtbar, radial innen davon liegt die Rohseite 10' des Filters 1. Weiter nach radial innen folgt als nächstes der Filterstoffkörper 30 des Filtereinsatzes 3. Radial innen vom Filterstoffkörper 30 liegt der Stützkörper 30', auf weichen dann nach innen hin das Siebelement 4 folgt, von dem hier das Ringsieb 40 und die damit verbundenen Führungs- und Zentrierrippen 43 im Schnitt sichtbar sind. In diesem Bereich liegt auch die Reinseite 1 Γ des Filters 1. Noch weiter radial nach innen wird dann zunächst der Klemmring 44 des Siebelementes 4 und schließlich der Ventilkörper 52 geschnitten. Durch das Zentrum verläuft senkrecht zur Zeichnungsebene die Längsmittelachse 12 des Flüssigkeitsfilters 1.
In Figur 11 ist das Siebelement 4 des Flüssigkeitsfilters 1 nach Figur 9 als Einzelteil in einer perspektivischen Ansicht dargestellt. Das Siebelement 4 besteht aus dem hohlzylindrischen Ringsieb 40, welches oben seinen ersten Stirnendbereich 41 und unten seinen zweiten Stirnendbereich 42 aufweist. Zur mechanischen Stabilisierung des Siebelementes 4 besitzt dieses je einen oberen und unteren Aussteifungsring 47 sowie mehrere in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, axial zwischen den Aussteifungsringen 47 verlaufende Aussteifungsstreben 47'. An einem Teil der Aussteifungsstreben 47' sind einstückig die Führungs- und Zentrierrippen 43 angeformt. Innen im Siebelement 4 ist unten dessen Klemmring 44 sichtbar, der zum Verbinden des Siebelementes 4 mit dem hier nicht dargestellten Ventilkörper dient.
Figur 12 zeigt in einer vergrößerten Schnittdarstellung den in Figur 9 eingekreisten Ausschnitt. Auch in Figur 12 befindet sich das Filterumgehungsventil 5 in seiner Schließstellung, die es einnimmt, solange eine Druckdifferenz zwischen Rohseite 10' und Reinseite 1 Γ kleiner als ein vorgebbarer Grenzwert ist. In dieser Schließstellung liegt der Ventilkörper 52 infolge der von der Feder 56 erzeugten Vorbelastungskraft in seiner obersten Position, in der er mit seinem Dichtbereich 52' dichtend an dem Ventilsitz 53 anliegt, der durch den unteren Rand der zentralen Durchbrechung 32 der oberen Stirnscheibe 31 gebildet ist. Gleichzeitig befindet sich das mit dem Ventilkörper 52 verbundene Siebelement 4 mit seinem oberen Stirnendbereich 41 innerhalb des Dichtkragens 34 in seiner obersten Position. Eine unmittelbare Strömungsverbindung von der Rohseite 10' zur Reinseite 1 1 ' über das Filterumgehungsventil 5 ist nun gesperrt und eine den Flüssigkeitsfilter 1 durchströmende Flüssigkeit fließt in voller Menge durch den Filterstoffkörper 30 von der Rohseite 10' zur Reinseite 11 '.
In Figur 13 ist der Zustand des Umgehungsventils 5 gezeigt, den dieses einnimmt, wenn die Druckdifferenz zwischen Rohseite 10' und Reinseite 1 1 ' einen ersten vorgebbaren Grenzwert übersteigt, jedoch noch unterhalb eines höheren, zweiten Grenzwertes liegt. Dieser Zustand tritt insbesondere ein, wenn der Filterstoffkörper 30 durch Schmutzpartikel zugesetzt ist. In diesem Zustand ist der Ventilkörper 52 durch die Flüssigkeitsdruckdifferenz gegen die Kraft der Feder 56 in einen ersten Öffnungsstellungsbereich nach unten, also in Öffnungsrichtung, verschoben. Der Ventilkörper 52 ist nun mit seinem Dichtbereich 52' von dem Ventilsitz 53 abgehoben, während gleichzeitig aber der obere Stirnendbereich 41 des Siebelementes 4 noch in dichtender Anlage mit dem Dichtkragen 34, hier dessen unterem Endbereich, steht. In diesem Zustand des Filterumgehungsventils 5 wird ein Umgehungs- strömungsweg 50 freigegeben, der von der Rohseite 10' durch das nun offene Filterumgehungsventil 5 und durch das Ringsieb 40 des Siebelementes 4 zur Reinseite 1 1 ' führt. Zwar wird in diesem Zustand der Filterstoffkörper 30 von der Flüssigkeit umgangen, jedoch erfolgt durch das Siebelement 4 zumindest noch ein Abscheiden von gröberen Schmutzpartikeln aus dem Flüssigkeitsstrom, so dass wenigstens teilweise gereinigte Flüssigkeit zu dem Flüssigkeitsfilter 1 nachgeordneten Komponen- ten gelangt, auch wenn der Filterstoffkörper 30 durch darin aufgefangene Schmutzpartikel verstopft ist.
Die Figur 14 zeigt den Zustand des Filterumgehungsventils 5, den dieses bei Auftreten einer noch höheren Druckdifferenz zwischen Rohseite 10' und Reinseite 1 1 ' einnimmt. Diese noch höhere Druckdifferenz tritt insbesondere dann auf, wenn nicht nur der Filterstoffkörper 30 sondern auch noch das Ringsieb 40 des Siebelementes 4 durch Schmutzpartikel verstopft ist. Die nochmals erhöhte Druckdifferenz führt zu einer noch weiteren Verschiebung des Ventilkörpers 52 gegen die Kraft der Feder 56 in Öffnungsrichtung, wodurch gleichzeitig auch das mit dem Ventilkörper 52 verbundene Siebelement 4 noch weiter in Öffnungsrichtung, das heißt nach unten und von der oberen Stirnscheibe 31 weg, bewegt wird. Diese weitere Bewegung führt dazu, dass der obere Stirnendbereich 41 des Siebelementes 4 außer Eingriff mit dem Dichtkragen 34 gelangt und zu diesem dann einen axialen Abstand aufweist. Hierdurch wird ein siebfreier Umgehungsströmungswegquerschnitt 51 freigegeben, über welchen Flüssigkeit von der Rohseite 10' unmittelbar zur Reinseite 1 Γ gelangen kann, ohne den Filterstoffkörper 30 und das Ringsieb 40 zu durchströmen. Somit ist eine Flüssigkeitsversorgung nachgeordneter Komponenten, wenn auch mit ungereinigter Flüssigkeit, auch dann noch gewährleistet, wenn sowohl der Filterstoffkörper 30 als auch das Siebelement 4 durch Schmutzpartikel verstopft sind.
Figur 15 der Zeichnung zeigt den Flüssigkeitsfilter 1 in einer zweiten Ausführung, wieder in einem Teil-Längsschnitt durch den oberen Teil des Filters 1 . Das Filtergehäuse 2 mit dem Schraubdeckel 21 , der Filtereinsatz 3, dessen Stützkörper 30' und das Filterumgehungsventil 5 stimmen mit der zuvor beschriebenen Ausführung über ein. Hinsichtlich der diesbezüglichen Bezugsziffern in Figur 15 wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
Unterschiedlich ist hier die Art der Verbindung des Siebelementes 4 mit dem Ventilkörper 52, da bei dem Beispiel nach Figur 15 nun eine feste Verbindung vorliegt. Hierzu weist der Ventilkörper 52 in einem axialen Abstand von seinem oberen Ende radial außen einen einstückig angeformten, vorragenden ringförmigen Siebträger 54 auf. Mit dessen radial äußerem Rand ist der untere Stirnendbereich 42 des Ringsiebes 40 des Siebelementes 4 fest verbunden, beispielsweise verschweißt oder verklebt. An seinem oberen Stirnendbereich 41 besitzt das Siebelement 4 wieder den Aussteifungsring 47, der radial dichtend und axial bewegbar mit dem Innenumfang des Dichtkragens 34 an der Unterseite der oberen Stirnscheibe 31 zusammenwirkt. Radial außen sind an dem Siebelement 4 auch hier Führungs- und Zentrierrippen 43 vorgesehen, von denen in Figur 15 links eine sichtbar ist. Ein Ringspalt, der zwischen dem Außenumfang des Ventilkörpers 52 und dem unteren Bereich des Ringsiebes 40 gebildet ist, stellt auch hier einen Schmutzpartikelsammelbereich 46 zur Verfügung. Auch der Ventilkörper 52 ist selbst verständlich in Axialrichtung verschieblich und zentriert in dem Filtergehäuse 2 geführt
In Figur 16 ist ein Querschnitt durch den Flüssigkeitsfilter 1 gemäß der Schnittlinie XVI-XVI in Figur 15 gezeigt. Radial außen liegt der Deckel 21 ; radial innen davon befindet sich die Rohseite 10' des Filters 1 . Radial innen davon ist der Filtereinsatz 3 mit dem Filterstoffkörper 30 angeordnet, der radial innen von dem Stützkörper 30' abgestützt ist. Daran schließt sich weiter radial innen das Siebelement 4 mit dem Ringsieb 40 und den Führungs- und Zentrierrippen 43 sowie den Aussteifungsstreben 47' an. Zwischen dem Stützkörper 30' und dem Ringsieb 40 ist im Hintergrund die Stirnseite des Dichtkragens 34 erkennbar. In diesem Bereich befindet sich auch die Reinseite 11 ' des Filters 1. Noch weiter radial innen ist dann schließlich der Ventilkörper 52 geschnitten, durch dessen Zentrum senkrecht zur Zeichnungsebene die Längsmittelachse 12 des Filters 1 verläuft.
In Figur 17 ist in einer perspektivischen Ansicht der Ventilkörper 52 zusammen mit dem damit verbundenen Siebelement 4 dargestellt. Der Ventilkörper 52 hat eine im Wesentlichen zylindrische Grundform und besitzt an seinem oberen Endbereich den Dichtbereich 52', der mit dem zugehörigen Ventilsitz zusammenwirkt. Das Siebelement 4 umfasst das hohlzylindrische Ringsieb 40, das den nach oben weisenden ersten Stirnendbereich 41 und den nach unten weisenden zweiten Stirnendbereich 42 aufweist. Der obere und untere Rand des Ringsiebes 40 sind mit je einem Aussteifungsring 47 mechanisch stabilisiert. Zwischen den beiden Aussteifungsringen 47 verlaufen die axialen, in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Aussteifungsstreben 47', deren radial äußerer Bereich zugleich Führungs- und Zentrierrippen 43 bildet. Im unteren Stirnendbereich 42 ist das Siebelement 4 über den hier nicht sichtbaren, einstückig mit dem Ventilkörper 52 ausgebildeten Siebträger mit dem Ventilkörper 52 fest verbunden. Figur 18 zeigt den in Figur 15 eingekreisten Bereich des Flüssigkeitsfilters 1 in einer vergrößerten Darstellung, wobei hier das Filterumgehungsventil 5 sich in seiner Schließstellung befindet. In Schließstellung des Ventils 5 liegt der Dichtbereich 52' des Ventilkörpers 52 unter der Wirkung der Feder 56 dichtend am Ventilsitz 53 der Stirnscheibe 31 an. Zugleich liegt der obere Stirnendbereich 41 des Siebelementes 4 mit seinem oberen Aussteifungsring 47 dichtend am Innenumfang des Dichtkragens 34 an der Unterseite der oberen Stirnscheibe 31 an. Eine unmittelbare Strömungsverbindung von der Rohseite 10' zur Reinseite 1 Γ des Flüssigkeitsfilters 1 ist hier gesperrt; der den Flüssigkeitsfilter 1 durchströmende Flüssigkeitsstrom fließt nur durch den Filterstoffkörper 30 des Filtereinsatzes 3 von der Rohseite 10' zur Reinseite 11 '.
Wenn die Flüssigkeitsdruckdifferenz zwischen der Rohseite 10' und der Reinseite 1 1 ' einen ersten vorgebbaren Grenzwert überschreitet, wird der Ventilkörper 52 gegen die Kraft der Feder 56 in Öffnungsrichtung verschoben, wodurch das Filterumgehungsventil 5 öffnet. Zusammen mit dem Ventilkörper 52 wird das damit verbundene Siebelement 4 in derselben Richtung um den gleichen Weg verschoben, wobei in dem in Figur 19 gezeigten ersten Öffnungszustand der obere Stirnendbereich 41 des Siebelementes 4 immer noch in dichtender Anlage am Innenumfang des Dichtkragens 34 steht. Somit ist nun ein Umgehungsströmungsweg 50 durch das Filterumgehungsventil 5 und durch das Ringsieb 40 des Siebelementes 4 freigegeben.
Steigt die Flüssigkeitsdruckdifferenz zwischen Rohseite 10' und Reinseite 11 ' noch weiter über einen zweiten vorgebbaren Grenzwert hinaus an, wird der Ventilkörper 52 gegen die Kraft der Feder 56 noch weiter in Öffnungsrichtung verschoben, bis er die in Figur 20 gezeigte Stellung erreicht. Zusammen mit dem Ventilkörper 52 wird das Siebelement 4 bewegt, wodurch dessen oberer Stirnendbereich 41 nun außer Eingriff mit dem Dichtkragen 34 gelangt und in einen axialen Abstand von diesem gebracht wird. Dadurch wird nun ein zusätzlicher siebfreier Umgehungsströmungs- wegquerschnitt 51 freigegeben, der auch bei verstopftem Filterstoffkörper 30 und verstopftem Ringsieb 40 eine Flüssigkeitsversorgung nachgeschalteter Komponenten erlaubt, wenn auch mit ungereinigter Flüssigkeit.
Figur 21 zeigt eine dritte Ausführung des Flüssigkeitsfilters 1 , wieder im Längsschnitt durch seinen oberen Teil. Das Gehäuse 2, der Deckel 21 und der Filterein- satz 3 mit dem Stützkörper 30' entsprechen wieder den zuvor schon beschriebenen Beispielen. Unterschiedlich ist bei dem Beispiel nach Figur 21 gegenüber den zuvor beschriebenen Beispielen, dass nun das Siebelement 4 mit der oberen Stirnscheibe 31 verbunden ist und dass der Ventilkörper 52 somit nicht nur relativ zu seinen Ventilsitz 53 sondern auch relativ zu dem Siebelement 4 axial beweglich ist.
In der in Figur 21 gezeigten Schließstellung des Filterumgehungsventils 5 wirkt ein radial innen am Siebelement 4 vorgesehener Dichtringbereich 45 dichtend mit einem Außenumfangsbereich 55 des Ventilkörpers 52 zusammen.
Hinsichtlich der weiteren in Figur 21 verwendeten Bezugsziffern wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
Figur 22 zeigt den Flüssigkeitsfilter 1 aus Figur 21 in einem Längsschnitt gemäß der Schnittlinie XXII-XXII in Figur 21. Radial außen liegt wieder der Deckel 21 , hinter dem radial innen die Reinseite 11 ' liegt. Danach folgt radial nach innen der Filtereinsatz 3 mit dem Filterstoffkörper 30 und dem diesen radial innen unterstützenden Stützkörper 30'. Radial innen davon liegt dann das Ringsieb 40 des Siebelementes 4 und noch weiter radial innen schließlich der Ventilkörper 52, durch dessen Zentrum die Längsmittelachse 12 des Flüssigkeitsfilters 1 senkrecht zur Zeichnungsebene verläuft.
Figur 23 zeigt als Einzelteil in perspektivischer Ansicht das Siebelement 4 des Flüssigkeitsfilters nach Figur 21. Auch hier besteht das Siebelement 4 aus dem hohlzylindrischen Ringsieb 40, dessen oberer Stirnendbereich 41 und unterer Stirnendbereich 42 jeweils durch einen Aussteifungsring 47 mechanisch stabilisiert sind. Zwischen den beiden Aussteifungsringen 47 verlaufen in Axialrichtung sowie parallel zueinander und über den Umfang verteilt mehrere Aussteifungsstreben 47'.
Im Inneren des Siebelementes 4 liegt hier dessen Dichtringbereich 45, der radial innen und oben in einer Dichtlippe 45' ausläuft. Diese Dichtlippe 45' wirkt im zusammengebauten Zustand des Flüssigkeitsfilters 1 mit dem zugehörigen Außenumfangsbereich 55 des Ventilkörpers 52 zusammen.
Figur 24 zeigt in vergrößerter Darstellung den in Figur 21 eingekreisten Bereich des Flüssigkeitsfilters 1 , wobei auch in Figur 24 das Filterumgehungsventil 5 geschlos- sen ist. Das Siebelement 4 ist hier an seinem oberen Stirnendbereich 41 mit dem Dichtkragen 34 der oberen Stirnscheibe 31 dichtend und axial unverschieblich verbunden. Eine Flüssigkeitsströmung durch den Flüssigkeitsfilter 1 von dessen Rohseite 10' zu dessen Reinseite 11 ' ist hier also wieder nur durch den Filterstoffkörper 30 möglich.
In der ersten Öffnungsstellung des Filterumgehungsventils 5, die in Figur 25 gezeigt ist, ist der Ventilkörper 52 um einen gewissen Weg in Öffnungsrichtung relativ zu seinem Ventilsitz 53 verschoben. Gleichzeitig ist der Ventilkörper 52 auch relativ zu dem hier axial nicht beweglichen Siebelement 4 verschoben. Dabei ist das Siebelement 4 mit seinem Dichtringbereich 45 und der dort vorgesehenen Dichtlippe 45' gegen den zugehörigen Außenumfangsbereich 55 des Ventilkörpers 52 abgedichtet. Während der Verschiebung aus der Schließstellung in die in Figur 25 gezeigte erste Öffnungsstellung bleibt diese Abdichtung bestehen. Somit wird ein Umgehungs- strömungsweg 50 freigegeben, der durch das nun geöffnete Filterumgehungsventil 5 und durch das Ringsieb 40 des Siebelementes 4 verläuft.
In Figur 26 ist der Zustand gezeigt, den das Filterumgehungsventil 5 bei noch weiter ansteigender Flüssigkeitsdruckdifferenz einnimmt. Hier ist der Ventilkörper 52 noch weiter in Öffnungsrichtung verschoben, wodurch gleichzeitig der Ventilkörper 52 auch relativ zu dem Siebelement 4 noch weiter verschoben ist. Dabei ist die Verschiebung nun so weit, dass der Außenumfangsbereich 55 des Ventilkörpers 52 außer Eingriff mit dem Dichtringbereich 45 und der Dichtlippe 45' des Siebelementes 4 gelangt; in Höhe der Dichtlippe 45' liegt nun ein Bereich des Ventilkörpers 52 mit einem kleineren Durchmesser. Hierdurch wird nun ein Umgehungsströmungs- wegquerschnitt 51 freigegeben, der die Rohseite 10' des Filters 1 unter Umgehung sowohl des Filterstoffkörpers 30 als auch des Ringsiebes 40 mit der Reinseite 1 1 ' verbindet. Damit ist auch hier eine Flüssigkeitsversorgung nachgeordneter Komponenten gewährleistet, wenn der Filterstoffkörper 30 und das Ringsieb 40 durch Schmutzpartikel verstopft sind.
Figur 27 zeigt einen Filtereinsatz 3 als Einzelteil in einer ersten Ausführung im Längsschnitt. Der Filtereinsatz 3 besteht aus einem Filterstoffkörper 30 in Form eines Hohlzylinders, der stirnseitig von zwei Stirnscheiben 31 abgedeckt ist. In Inneren des Filterstoffkörpers 30 ist ein gitterförmiger Stützkörper 30' angeordnet. Die in Figur 27 obere Stirnscheibe 31 besitzt eine zentrale Durchbrechung 32, die konzentrisch zur Längsmittelachse 12 des Filtereinsatzes 3 liegt. Ein umlaufender unterer Rand der Durchbrechung 32 bildet einen Ventilsitz 53 zum Zusammenwirken mit dem weiter oben beschriebenen Ventilkörper eines Umgehungsventils. Auf der Oberseite der oberen Stirnscheibe 31 sind mehrere Rastzungen 33 kranzförmig angeformt, die zum Zusammenwirken mit einem Deckel eines zugehörigen Filtergehäuses dienen.
Von der Unterseite der oberen Stirnscheibe 31 erstreckt sich ein umlaufender, hohlzylindrischer Dichtkragen 34 einstückig nach unten, der zum Zusammenwirken mit einem oberen Stirnendbereich eines Siebelementes dient, das mit dem hier nicht dargestellten Ventilkörper verbunden ist, wie weiter oben schon beschrieben wurde.
Figur 28 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Filtereinsatz 3 gemäß Figur 27, wobei der Ausschnitt den linken oberen Endbereich des Filtereinsatzes 3 zeigt. Links in Figur 28 ist ein Teil des Filterstoffkörpers 30 erkennbar, der an seinem oberen Stirnende von der oberen Stirnscheibe 31 abgedeckt ist. In Inneren des Filterstoffkörpers 30 liegt der Stützkörper 30'. Im Zentrum der oberen Stirnscheibe 31 liegt konzentrisch zu der Längsmittelachse 12 die zentrale Durchbrechung 32 mit dem daran unterseitig vorgesehenen Ventilsitz 53. Radial außen vom Ventilsitz 53 verläuft konzentrisch zu diesem der Dichtkragen 34. Von der Oberseite der Stirnscheibe 31 erstrecken sich die Rastzungen 33 nach oben, die die zentrale Durchbrechung 32 mit radialem Abstand umgeben.
Figur 29 zeigt die obere Stirnscheibe 31 des Filtereinsatzes 3 gemäß Figur 27. Hier wird nochmals die zur Längsmittelachse 12 konzentrische Anordnung der Durchbrechung 32, des Ventilsitzes 53, des Dichtkragens 34 und des Kranzes der Rastzungen 33 deutlich.
In Figur 30 ist der Filtereinsatz 3, wieder als Einzelteil, in einer zweiten Ausführung im Längsschnitt gezeigt. Auch hier besteht der Filtereinsatz 3 aus dem Filterstoffkörper 30, den beiden diesen stirnseitig einfassenden Stirnscheiben 31 und dem im Inneren angeordneten Stützkörper 30'. Die obere Stirnscheibe 31 ist auch hier konzentrisch zur Längsmittelachse 12 mit der zentralen Durchbrechung 32 und dem Ventilsitz 53 sowie dem Kranz von nach oben vorstehenden Rastzungen 33 ausgebildet. Unterschiedlich zu dem Beispiel nach den Figuren 27 bis 29 ist hier, dass unterseitig mit der oberen Stirnscheibe 31 ein Siebelement 4 verbunden ist. Das Siebelement 4 umfasst ein hohlzylindrisches Ringsieb 40, das mit seinem oberen Stirnendbereich mit der Unterseite der oberen Stirnscheibe 31 verbunden ist, beispielsweise verrastet oder verschweißt oder verklebt. Damit ist hier das Siebelement 4 ein Teil des Filtereinsatzes 3.
In einem unteren, radial inneren Bereich besitzt das Siebelement 4 einen Dichtringbereich 45, der radial innen in einer flexiblen Dichtlippe 45' ausläuft. Die Dichtlippe 45' dient zum Zusammenwirken mit einem passenden Außenumfangsbereich eines zugehörigen Ventilkörpers, wie weiter oben schon beschrieben.
Figur 31 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Filtereinsatz 3 gemäß Figur 30, auch hier wieder dessen linken oberen Endbereich. Links in Figur 31 ist wieder ein Teil des Filterstoffkörpers 30 sichtbar, der an seiner oberen Stirnseite von der oberen Stirnscheibe 31 abgedeckt ist. Radial innen vom Filterstoffkörper 30 liegt der Stützkörper 30'. Die obere Stirnscheibe 31 hat auch hier wieder konzentrisch zur Längsmittelachse 12 die zentrale Durchbrechung 32, deren nach unten weisender Rand den Ventilsitz 53 bildet. Radial außen von der Durchbrechung 32 liegt an der Unterseite der Stirnscheibe 31 der Dichtkragen 34, der ringförmig umlaufend einstückig an die Stirnscheibe 31 angeformt ist.
Weiter zeigt die Figur 31 einen Teil des Siebelementes 4 mit dem hohlzylindrischen Ringsieb 40. An seinem oberen Stirnendbereich 41 ist das Ringsieb 40 mit einem Aussteifungsring 47 mechanisch verstärkt und gleichzeitig dicht mit dem Dichtkragen 34 verbunden. Somit bildet hier das Siebelement 4 einen Teil des Filtereinsatzes 3.
Vom unteren Stirnendbereich 42 des Ringsiebes 40 geht nach radial innen und dann axial oben und dann wieder radial nach innen ein Dichtringbereich 45 aus, der radial innen in der flexiblen Dichtlippe 45' ausläuft. In einem in ein Filtergehäuse eingebauten Zustand des Filtereinsatzes 3 wirkt die Dichtlippe 45' mit einem im Richtung der Längsmittelachse 12 verschieblichen Ventilkörper zusammen, wie vorstehend schon erläutert. Figur 32 zeigt die Stirnscheibe 31 des Filtereinsatzes 3 gemäß Figur 30 im Schnitt. Konzentrisch zur Längsmittelachse 12 ist die zentrale Durchbrechung 32 mit dem nach unten weisenden Ventilsitz 53 angeformt. Oberseitig sind auf der Stirnscheibe 31 auch hier die Rastzungen 33 angeformt.
Radial außen von dem Ventilsitz 53 liegt an der Unterseite der Stirnscheibe 31 der ebenfalls konzentrisch zur Längsmittelachse 12 umlaufende Dichtkragen 34, der zum Verbinden mit dem hier nicht eingezeichneten Siebelement 4 dient. Um eine Rastverbindung zwischen der Stirnscheibe 31 und dem Siebelement 4 zu ermöglichen, ist bei dem Beispiel nach Figur 32 der Dichtkragen 34 an seinem Innenumfang entsprechend konturiert ausgeführt. Somit kann das Siebelement 4 hier mit seinem oberen Aussteifungsring 47 einfach durch Verrasten an die Stirnscheibe 31 angebaut werden.
Figur 33 zeigt den Flüssigkeitsfilter 1 mit Filterumgehungsventil 5 und Siebelement 4 in einer vierten Ausführung, mit dem Filterumgehungsventil 5 in Schließstellung, in einem Teil-Längsschnitt durch seinen oberen Teil. Außen liegen das Gehäuse 2 und der damit verschraubte Deckel 21 , hinter denen innen die Rohseite 10' liegt. Danach folgt radial nach innen der Filtereinsatz 3 mit dem Filterstoffkörper 30 und dem diesen radial innen, d. h. auf der Reinseite 1 1 ', unterstützenden Stützkörper 30'. Radial innen davon liegt dann das Ringsieb 40 des Siebelementes 4 und noch weiter radial innen schließlich der Ventilkörper 52, durch dessen Zentrum die Längsmittelachse 12 des Flüssigkeitsfilters 1 verläuft. Das Gehäuse 2, der Deckel 21 und der Filtereinsatz 3 mit dem Stützkörper 30' entsprechen wieder den zuvor schon beschriebenen Beispielen.
Anders als bei dem Beispiel nach Figur 21 ist das Siebelement 4 hier ein Teil des Stützkörpers 30'. Der Ventilkörper 52 ist relativ zu seinen Ventilsitz 53 und auch relativ zu dem Siebelement 4 axial beweglich.
In der in Figur 33 gezeigten Schließstellung des Filterumgehungsventils 5 wirkt zum einen der Dichtbereich 52' des Ventilkörpers 52 mit dem an der oberen Stirnscheibe 31 des Filtereinsatzes 3 ausgebildeten Ventilsitz 53 dichtend zusammen und gleichzeitig wirkt ein radial innen am Siebelement 4 vorgesehener Dichtringbereich 45 mit einer Dichtlippe 45' dichtend mit einem Außenumfangsbereich 55 des Ventilkörpers 52 zusammen. Das zu filternde fluide Medium, wie Schmieröl, strömt nun allein durch den Filterstoffkörper 30 von der Rohseite 10' zur Reinseite 1 1'.
In der ersten Öffnungsstellung des Filterumgehungsventils 5, die in Figur 34 gezeigt ist und die bei Erreichen eines ersten Grenzwerts der Druckdifferenz zwischen Rohseite 10' und Reinseite 1 1 ' auftritt, ist der Ventilkörper 52 um einen gewissen Weg in Öffnungsrichtung relativ zu dem Ventilsitz 53 verschoben und von diesem abgehoben. Gleichzeitig ist der Ventilkörper 52 auch relativ zu dem hier axial nicht beweglichen Siebelement 4 verschoben. Dabei ist das Siebelement 4 mit seinem Dichtringbereich 45 und der dort vorgesehenen Dichtlippe 45' aber nach wie vor gegen den zugehörigen Außenumfangsbereich 55 des Ventilkörpers 52 abgedichtet. Während der Verschiebung des Ventilkörpers 52 aus der Schließstellung nach Figur 33 in die in Figur 34 gezeigte erste Öffnungsstellung bleibt diese Abdichtung bestehen. Somit wird nun ein Umgehungsströmungsweg 50 freigegeben, der durch das jetzt geöffnete Filterumgehungsventil 5 und durch das Ringsieb 40 des Siebelementes 4 verläuft.
In Figur 35 ist der Zustand gezeigt, den das Filterumgehungsventil 5 bei noch weiter ansteigender Druckdifferenz zwischen Rohseite 10' und Reinseite 1 Γ einnimmt. Hier ist der Ventilkörper 52 noch weiter in Öffnungsrichtung verschoben, wodurch gleichzeitig der Ventilkörper 52 auch relativ zu dem Siebelement 4 noch weiter verschoben ist. Dabei ist die Verschiebung des Ventilkörpers 52 nun so weit, dass dessen Außenumfangsbereich 55 außer Eingriff mit dem Dichtringbereich 45 und der Dichtlippe 45' des Siebelementes 4 gelangt. Hierdurch wird nun ein Umgehungs- strömungswegquerschnitt 51 freigegeben, der die Rohseite 10' des Filters 1 unter Umgehung sowohl des Filterstoffkörpers 30 als auch des Ringsiebes 40 mit der Reinseite 1 1' verbindet. Damit ist auch hier noch eine Flüssigkeitsversorgung nachgeordneter Komponenten gewährleistet, wenn sowohl der Filterstoffkörper 30 als auch das Ringsieb 40 durch Schmutzpartikel verstopft sind.
Hinsichtlich der weiteren in den Figuren 33 bis 35 verwendeten Bezugsziffern wird auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen.
Figur 36 zeigt den Filtereinsatz 3 des Flüssigkeitsfilters 1 aus den Figuren 33 bis 35 als Einzelteil in einem Längsschnitt. Auch hier besteht der Filtereinsatz 3 aus dem Filterstoffkörper 30, den beiden diesen stirnseitig einfassenden Stirnscheiben 31 und dem dazwischen im Inneren des Filterstoffkörpers 30 angeordneten Stützkörper 30'. Die obere Stirnscheibe 31 ist auch hier konzentrisch zur Längsmittelachse 12 mit der zentralen Durchbrechung 32 und dem Ventilsitz 53 sowie dem Kranz von nach oben vorstehenden Rastzungen 33 ausgebildet.
Für dieses Beispiel ist charakteristisch, dass das Siebelement 4 Teil des Stützkörpers 30' ist und mit diesem verbunden oder einstückig ausgeführt ist. Das Siebelement 4 umfasst ein hohlzylindrisches Ringsieb 40, das mit seinem oberen Stirnendbereich 41 in einen an der Unterseite der oberen Stirnscheibe 31 angeformten umlaufenden Dichtkragen 34 dichtend und im Betrieb axial nicht beweglich eingesteckt ist.
In seinem unteren, radial inneren Teil besitzt das Siebelement 4 einen Dichtringbereich 45, der radial innen in einer flexiblen Dichtlippe 45' ausläuft. Die Dichtlippe 45' dient zum dichtenden Zusammenwirken mit dem Außenumfangsbereich 55 des zugehörigen, in Figur 36 nicht dargestellten Ventilkörpers 52, wie weiter oben schon anhand der Figuren 33 bis 35 beschrieben ist. Radial außen von dem nach innen hin schräg ansteigenden Dichtringbereich 45 ist ein ringförmiger Schmutzpartikel- sammelbereich 46 gebildet, in welchem sich innen am Ringsieb 40 abgeschiedene Schmutzpartikel ablagern können, ohne die Funktionen des Umgehungsventils 5 zu stören.
Die Figur 37 zeigt den Stützkörper 30' mit Siebelement 4 als Teil des Filtereinsatzes 3 aus Figur 36, in einer Seitenansicht. Der Stützkörper 30' hat eine hohlzylindrische Grundform und besteht einstückig aus gitterartig axial und in Umfangsrichtung verlaufenden Streben. Ein oberer Endbereich des Stützkörpers 30' ist durch das Siebelement 4 gebildet, das im Wesentlichen aus dem Ringsieb 40, z.B. aus einem Siebgewebe, besteht. Ein oberer Stirnendbereich 41 und ein unterer Stirnendbereich 42 des Siebelementes 4 sind durch Aussteifungsringe 47 mechanisch verstärkt. Zwischen den beiden Aussteifungsringen 47 verlaufen mehrere axiale Aussteifungsstreben 47'. Im Inneren des Siebelementes 4 liegt hier unsichtbar dessen Dichtringbereich 45 mit der Dichtlippe 45'. Der Stützkörper 30' einschließlich des Siebelementes 4 lässt sich vorteilhaft als Spritzgussteil aus Kunststoff kostengünstig herstellen. Bezugszeichenliste:
Zeichen Bezeichnung
1 Flüssigkeitsfilter
10 Anströmseite
10' Rohseite
1 1 Abströmseite
1 1 ' Reinseite
12 Längsmittelachse
13 Kontur
14 Dichtkragen an 13
2 Filtergehäuse
21 Deckel
22 Verschraubung
22' Dichtung in 22
23 Rastring an 21
3 Filtereinsatz
30 Filterstoffkörper
30' Stützkörper in 30
31 Stirnscheiben
32 zentrale Durchbrechung in 31
33 Rastzungen an 31
34 Dichtkragen an 31
4 Siebelement
40 Ringsieb
41 erster (oberer) Stirnendbereich von 4
42 zweiter (unterer) Stirnendbereich von 4
43 Führungs- und Zentrierrippen
44 Klemmring
45 Dichtringbereich ' Dichtlippe
Schmutzpartikelsammelbereich Aussteifungsringe
' Aussteifungsstreben Umgehungsventil
Umgehungsströmungsweg ' Rohrstutzen
siebfreier Umgehungsströmungswegquerschnitt Ventilkörper
' Dichtbereich mit 53 an 52
Ventilsitz
Siebträger
Außenumfangsbereich
Feder
Ventilkäfig

Claims

Patentansprüche:
1. Umgehungsventil (5) einer von einem fluiden Medium durchströmten, einen veränderlichen Strömungswiderstand aufweisenden Einrichtung (1 ), bestehend aus einem Ventilsitz (53) und einem mit dem Ventilsitz (53) zusammenwirkenden, durch eine Vorbelastungskraft in Schließrichtung beaufschlagten Ventilkörper (52), der durch eine einen vorgebbaren Grenzwert überschreitende Mediumdruckdifferenz zwischen Anströmseite (10) und Abströmseite (11 ) des Umgehungsventils (5) in Öffnungsrichtung bewegbar ist, wobei durch den Ventilsitz (53) ein die Anströmseite (10) und die Abströmseite (1 1 ) des Umgehungsventils (5) unter Umgehung der Einrichtung (1 ) verbindender Umgehungsströmungsweg (50) verläuft,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Umgehungsströmungsweg (50) ein Siebelement (4) angeordnet ist und dass der Ventilkörper (52) zwei unterschiedliche, von der Mediumdruckdifferenz abhängige Offnungsstellungsbereiche aufweist, wobei in einem ersten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) bei einer geringeren Mediumdruckdifferenz der gesamte Querschnitt des Umgehungsströmungs- weges (50) von dem Siebelement (4) überdeckt ist und wobei in einem zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) bei einer größeren Mediumdruckdifferenz zusätzlich ein siebfreier Umgehungsströmungswegquer- schnitt (51 ) freigegeben ist.
2. Umgehungsventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) nur noch einen Teil des Querschnitts des Umgehungsströmungsweges (50) überdeckt und so der zusätzliche siebfreie Umgehungsströmungswegquer- schnitt (51 ) freigegeben ist.
3. Umgehungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) als Teil des Ventilkörpers (52) ausgebildet und mit diesem relativ zu einer den Umgehungsströmungsweg (50) begrenzenden Kon- tur (13) bewegbar ist, dass das Siebelement (4) im ersten Offnungsstellungs- bereich des Ventilkörpers (52) an der Kontur (13) dichtend anliegend bewegbar ist und dass das Siebelement (4) im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) von der Kontur (13) beabstandet ist.
Umgehungsventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) mit dem Ventilkörper (52) lösbar verbunden, insbesondere ver- presst oder verklemmt oder verrastet oder verschraubt, ist oder dass das Siebelement (4) mit dem Ventilkörper (52) fest verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, ist oder einstückig ausgeführt ist.
Umgehungsventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) als Teil der den Umgehungsströmungsweg (50) begrenzenden Kontur (13) ausgeführt ist, dass der Ventilkörper (52) in seinem ersten Öffnungsstellungsbereich an dem Siebelement (4) dichtend anliegend axial bewegbar ist und dass der Ventilkörper (52) in seinem zweiten Öffnungsstellungsbereich vom Siebelement (4) beabstandet ist.
Umgehungsventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) mit seinem einen Stirnendbereich (41) mit der den Ventilsitz (53) aufweisenden, den Umgehungsströmungsweg (50) begrenzenden Kontur (13) konzentrisch zum Ventilsitz (53) dicht verbunden ist, dass das Siebelement (4) an seinem anderen Stirnendbereich (42) radial innen einen konzentrisch zum Ventilsitz (53) verlaufenden Dichtringbereich (45) aufweist und dass der axial bewegbare Ventilkörper (52) einen Außenumfangsbereich (55) aufweist, der im ersten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) an dem Dichtringbereich (45) des Siebelementes (4) dichtend anliegend axial bewegbar ist und der im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) axial von dem Dichtringbereich (45) entfernt ist.
Umgehungsventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) mit der den Ventilsitz (53) aufweisenden Kontur (13) lösbar verbunden, insbesondere verpresst oder verklemmt oder verrastet oder verschraubt, ist oder dass das Siebelement (4) mit der den Ventilsitz (53) aufweisenden Kontur (13) fest verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, ist oder einstückig ausgeführt ist.
8. Umgehungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) als hohlzylindrisches Ringsieb (40) mit einem im Betrieb der Einrichtung (1) nur nach oben hin offenen Schmutzpartikel- sammelbereich (46) ausgeführt ist.
9. Umgehungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) zumindest je einen oberen und unteren in Um- fangsrichtung verlaufenden Aussteifungsring (47) sowie mehrere zwischen den Aussteifungsringen (47) in Axialrichtung oder schräg zur Axialrichtung verlaufende Aussteifungsstreben (47') aufweist.
10. Umgehungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) radial außen über seinen Umfang verteilte Führungs- und Zentrierrippen (43) aufweist, die mit einem Innenumfang der den Umgehungsströmungsweg (50) begrenzenden Kontur (13) zusammenwirken.
1 1. Einrichtung (1) mit einem Umgehungsventil (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einrichtung (1 ) ein Flüssigkeitsfilter, insbesondere Öl- oder Kraftstoff- oder Kühlwasserfilter einer Brennkraftmaschine, ist, mit einem Gehäuse (2) mit einem abnehmbaren Deckel (21 ), mit einem in eine Rohseite (10') der Einrichtung (1 ) einmündenden Einlass für zu filternde Flüssigkeit und einem von einer Reinseite (1 1 ') der Einrichtung (1 ) ausgehenden Auslass für gefilterte Flüssigkeit und mit einem die Rohseite (10') und die Reinseite (1 1') voneinander trennenden, auswechselbaren Filtereinsatz (3) aus einem stirnseitig von zwei Endscheiben (31 ) eingefassten hohlzylindrischen Filterstoffkörper (30), und dass das Umgehungsventil (5) ein Filterumgehungsventil ist, dessen Ventilsitz (53) am Filtereinsatz (3) angeordnet oder ausgebildet ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (53) an einer zentralen Durchbrechung (32) in einer der beiden Stirnscheiben (31 ) des Filtereinsatzes (3) ausgebildet ist.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilsitz (53) an der im Betrieb des Flüssigkeitsfilters (1 ) oberen Stirnscheibe (31 ) des Filtereinsatzes (3) vorgesehen ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (52) im Inneren des hohlzylindrischen Filtereinsatzes (3) angeordnet und axial bewegbar geführt ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) als Teil des Ventilkörpers (52) ausgebildet und mit diesem relativ zum Filtereinsatz (3) bewegbar ist, dass das Siebelement (4) im ersten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) an dem Filtereinsatz (3) dichtend anliegend bewegbar ist und dass das Siebelement (4) im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) vom Filtereinsatz (3) beabstandet ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die den Ventilsitz (53) aufweisende Stirnscheibe (31 ) konzentrisch zu dem Ventilsitz (53) einen axial zum Inneren des Filtereinsatzes (3) weisenden ringförmigen Dichtkragen (34) aufweist, dass der Dichtkragen (34) im ersten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) dichtend mit einem freien Stirnendbereich (41 ) des mit dem Ventilkörper (52) axial bewegbaren Siebelementes (4) zusammenwirkt und dass im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) der freie Stirnendbereich (41 ) des mit dem Ventilkörper (52) axial bewegbaren Siebelementes (4) von dem Dichtkragen (34) axial beabstandet ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) radial außen über seinen Umfang verteilte Füh- rungs- und Zentrierrippen (43) aufweist, die mit einem Innenumfang des hohlzylindrischen Filtereinsatzes (3), insbesondere mit einem in diesem angeordneten durchbrochenen Stützkörper (30'), zusammenwirken.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) als Teil des Filtereinsatzes (3) ausgeführt ist, dass der Ventilkörper (52) in seinem ersten Öffnungsstellungsbereich an dem Siebelement (4) dichtend anliegend axial bewegbar ist und dass der Ventilkörper (52) in seinem zweiten Öffnungsstellungsbereich vom Siebelement (4) beabstandet ist.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) mit seinem einen Stirnendbereich (41 ) mit der den Ventilsitz (53) aufweisenden Stirnscheibe (3) konzentrisch zum Ventilsitz (53) dicht verbunden ist, dass das Siebelement (4) an seinem anderen Stirnendbereich (42) radial innen einen konzentrisch zum Ventilsitz (53) verlaufenden Dichtringbereich (45) aufweist und dass der axial bewegbare Ventilkörper (52) einen Außenumfangsbereich (55) aufweist, der im ersten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) dichtend mit dem Dichtringbereich (45) des Siebelementes (4) zusammenwirkt und der im zweiten Öffnungsstellungsbereich des Ventilkörpers (52) axial von dem Dichtringbereich (45) entfernt ist.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) mit der den Ventilsitz (53) aufweisenden Stirnscheibe (31 ) lösbar verbunden, insbesondere verpresst oder verklemmt oder verrastet oder verschraubt, ist oder dass das Siebelement (4) mit der den Ventilsitz (53) aufweisenden Stirnscheibe (31 ) fest verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, ist oder einstückig ausgeführt ist.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterstoffkörper (30) des Filtereinsatzes (3) eine Filterfeinheit zwischen 8 und 25 μηι, vorzugsweise zwischen 12 und 17 μιη, hat und dass das Siebelement (4) eine Siebfeinheit zwischen 100 und 1.000 μιη, vorzugsweise zwischen 200 und 400 μιη, hat.
22. Filtereinsatz (3) einer Einrichtung (1 ) nach Anspruch 18, wobei der Filtereinsatz (3) aus einem stirnseitig von zwei Endscheiben (31 ) eingefassten hohlzylindrischen Filterstoffkörper (30) besteht und einen Ventilsitz (53) eines Filterumgehungsventil (5) aufweist und wobei der Ventilsitz (53) an einer zentralen Durchbrechung (32) in einer der beiden Stirnscheiben (31 ) des Filtereinsatzes (3) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die den Ventilsitz (53) aufweisende Stirnscheibe (31 ) konzentrisch zu dem Ventilsitz (53) einen axial zum Inneren des Filtereinsatzes (3) weisenden ringförmigen Dichtkragen (34) zum radial dichtenden Zusammenwirken mit einem freien Stirnendbereich (41 ) eines mit einem Ventilkörper (52) des Filterumgehungsventils (5) axial bewegbaren Siebelementes (4) aufweist.
23. Filtereinsatz (3) einer Einrichtung (1 ) nach Anspruch 19, wobei der Filtereinsatz (3) aus einem stirnseitig von zwei Endscheiben (31 ) eingefassten hohlzylindrischen Filterstoffkörper (30) besteht und einen Ventilsitz (53) eines Filterumgehungsventils (5) aufweist und wobei der Ventilsitz (53) an einer zentralen Durchbrechung (32) in einer der beiden Stirnscheiben (31 ) des Filtereinsatzes (3) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit der den Ventilsitz (53) aufweisenden Stirnscheibe (31 ) ein Siebelement (4) in Form eines hohlzylindrischen Ringsiebes (40) mit seinem einen Stirnendbereich (41) konzentrisch zum Ventilsitz (53) dicht verbunden ist und dass das Siebelement (4) an seinem anderen Stirnendbereich (42) radial innen einen konzentrisch zum Ventilsitz (53) verlaufenden Dichtringbereich (45) zum Zusammenwirken mit einem Außenumfangsbereich (55) eines axial bewegbaren Ventilkörpers (52) des Filterumgehungsventil (5) aufweist.
24. Filtereinsatz nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (4) mit der den Ventilsitz (53) aufweisenden Stirnscheibe (31) lösbar verbunden, insbesondere verpresst oder verklemmt oder verrastet oder verschraubt, ist oder dass das Siebelement (4) mit der den Ventilsitz (53) aufweisenden Stirnscheibe (31) fest verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt, ist oder einstückig ausgeführt ist.
25. Filtereinsatz nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Filterstoffkörper (30) des Filtereinsatzes (3) eine Filterfeinheit zwischen 8 und 25 μιη, vorzugsweise zwischen 12 und 17 μιη, hat und dass das Siebelement (4) eine Siebfeinheit zwischen 100 und 1.000 μιη, vorzugsweise zwischen 200 und 400 μιη, hat.
PCT/EP2012/052268 2011-02-18 2012-02-10 Umgehungsventil, einrichtung mit umgehungsventil und filtereinsatz der einrichtung WO2012110411A1 (de)

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