DE102008049007A1

DE102008049007A1 - Flüssigkeitsfilter

Info

Publication number: DE102008049007A1
Application number: DE102008049007A
Authority: DE
Inventors: Andreas Kimmerle; Harald Kunzi; Hans-Martin Ruppert; Hagen Dr. Zelßmann
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2008-09-25
Publication date: 2010-04-01
Anticipated expiration: 2028-09-26
Also published as: DE102008049007B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter, insbesondere einen Ölfilter, umfassend ein Filtergehäuse, bestehend aus einem Topf (2) und einem Deckel (1), sowie ein wechselbares Filterelement (3), mit einer oberen und einer unteren Endscheibe (4, 5). Erfindungswesentlich ist dabei, dass ein Zu- und ein Ablauf (9) für die Flüssigkeit sowie ein Leerlaufkanal (10) für die Flüssigkeit vorgesehen sind, um beim Wechseln des Filterelementes (3) das Filtergehäuse von der Flüssigkeit zu entleeren, wobei im Leerlaufkanal (10) eine Flüssigkeitsleiteinrichtung (12) angeordnet ist, die der Flüssigkeit einen Drall verleiht und somit das Filtergehäuse schneller entleert werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter, insbesondere einen Ölfilter, umfassend ein Filtergehäuse, bestehend aus einem Topf und einem Deckel, sowie einem wechselbaren Filterelement mit einer oberen und einer unteren Endscheibe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 30 03 675 A1 ist ein Flüssigkeitsfilter, insbesondere ein Ölfilter, bekannt, der ein Filtergehäuse bestehend aus einem Topf und einem Deckel aufweist. Am Boden des Topfes befinden sich die Zu- und Abläufe für das Öl. Im Innern des Filtergehäuses befindet sich ein Filterelement, das nach einer gewissen Standzeit gewechselt werden muss, da sich die Verunreinigungen daran anlagern. Das Filterelement wird am Deckel des Filtergehäuses lösbar befestigt. Damit beim Herausnehmen des Filterelementes nicht das Öl im Topf des Filtergehäuses stehen bleibt, öffnet ein, am unteren Ende des Filterelementes angebrachtes, Verschlusselement einen Leerlaufkanal. Ein Nachteil dieser Ausführung ist, dass das Verschlusselement keine Führung hat, die ihn beim Einsetzen des Filterelementes in den Topf, in den Ablaufkanal hinein führt und dass die Öffnung für den Leerlaufkanal relativ groß ausfallen muss, damit das Öl beim Entfernen des Filterelementes schnell genug abfließt.
Hinsichtlich des Problems der Führung des Verschlusselements wurde in der WO 2001/030480 A1 eine Lösung in der Form einer Rampe vorgeschlagen, auf der das Verschlusselement zu der Öffnung des Leerlaufkanals geführt wird. Bei den neuen Filtergenerationen wird es aber zunehmend wichtiger, dass die Filter für diverse Flüssigkeiten im Kraftfahrzeug weniger Bauraum benötigen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Flüssigkeitsfilter der gattungsgemäßen Art, eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die kompakter baut und leichter zu handhaben ist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem Flüssigkeitsfilter, insbesondere bei einem Ölfilter eine Flüssigkeitsleiteinrichtung vorzusehen, die der Flüssigkeit beim Öffnen des Filtergehäuses, beispielsweise beim Abschrauben eines Deckels, einen Drall verleiht und somit das Filtergehäuse schneller entleert werden kann. Das Filtergehäuse besteht aus einem Topf und einem Deckel, in dem ein wechselbares Filterelement mit einer oberen und einer unteren Endscheibe angeordnet ist. Darüber hinaus umfasst das Flüssigkeitsfilter einen Zu- und einen Ablauf für die Flüssigkeit sowie einen Leerlaufkanal für die Flüssigkeit, um beim Wechseln des Filterelementes das Filtergehäuse von der Flüssigkeit zu entleeren, wobei im Leerlaufkanal oben genannte Flüssigkeitsleiteinrichtung vorgesehen ist, die der Flüssigkeit den Drall verleiht und somit das Filtergehäuse schneller entleert werden kann.
Zweckmäßig ist im Bereich des Leerlaufkanals ein Absatz vorgesehen ist, der mit einem insbesondere komplementär dazu ausgebildeten Absatz an dem Verschlusselement zusammenwirkt, so dass im Betrieb des Flüssigkeitsfilters die untere Endscheibe des Filterelementes auf der Einführhilfe aufliegt. Hierdurch kann ein Schlüssel-Schloss-Prinzip geschaffen werden, welches je nach Ausbildung des Absatzes im Leerlaufkanal den Einsatz eines ganz bestimmten Filterelementes erfordert, um den Leerlaufkanal dicht zu verschließen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:
1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter, bei der Montage,
2 eine Detailansicht des Verschlusselements von der Seite,
3 eine Detailansicht des Verschlusselements von vorne mit einer Rampe,
4 eine Detailansicht des Verschlusselements mit der Rampe von der Seite bei der Montage,
5 eine Darstellung wie in 4, jedoch nach der Montage,
6 eine alternative Rampengestaltung.
In 1 ist ein Flüssigkeitsfilter bei der Montage gezeigt. Es handelt sich im Besonderen um einen Ölfilter für Kraftfahrzeuge. Diese haben wegen des relativ starken Abriebs im Motorblock ein Filterelement 3, das regelmäßig gewechselt werden muss. Das Gehäuse des Ölfilters ist aufgebaut aus einem Topf 2 und einem Deckel 1. Am Deckel 1 wird das wechselbare Filterelement 3 befestigt. Je nach Bedarf wird der Deckel mit gewechselt oder nur ein neues Filterelement 3 am Deckel 1 befestigt, z. B. durch Festclipsen an Halterungen 6 des Deckels 1. Der Deckel 1 weist zum Befestigten am Topf 2 des Filtergehäuses ein Gewinde und eine Dichtung auf (nicht gezeigt).
Das Filterelement 3 besitzt eine obere Endscheibe 4, die aus Filtermaterial, Vlies oder aus festem Kunststoff sein kann. An ihr werden die Halterungen 6 festgeclipst. Das Filterelement 3 kann bei Bedarf auch eine Innenzarge (nicht gezeigt) aufweisen. Am unteren Ende des Filterelementes 3 befindet sich eine weitere Endscheibe 5, die aus Kunststoff besteht und an der ein Verschlusselement 13 angebracht ist. Er kann entweder mit der Endscheibe 5 zusammen hergestellt werden oder in eine Öffnung der Endscheibe 5 eingesetzt werden, bevor die Endscheibe mit dem Faltenstern bzw. dem Filtermaterial verklebt oder verschweißt wird. Das Verschlusselement 13 kann auch alternativ auf eine Halterung an der unteren Endscheibe 5 aufgesteckt und mit der Endscheibe 5 verschweißt oder an ihr befestigt werden. An der unteren Endscheibe 5 ist auf der Innenseite eine Dichtlippe 7 vorgesehen. Sie ist aus dem gleichen Material wie die Endscheibe 5 und dichtet die Reinseite von der Rohseite ab, indem sie sich an einen Dom 9 bei der Montage des Filterelementes 3 anlegt. Die Dichtwirkung kann auch durch andere Dichtmaterialien, wie z. B. eine angespritzte Dichtung oder aus aufgeschweißtem Vlies erreicht werden. Durch den Dom 9 der aus einem Boden 24 des Topfes 2 in das Filtergehäuse hineinragt, fließt das gereinigte Öl wieder hin aus und in den Motor oder zurück in einen Öltank. Durch einen Zulauf 8 im Boden 24 des Topfes 2 gelangt im Betrieb das Öl in das Filtergehäuse.
Zur Montage wird ein neues Filterelement 3 am Deckel 1 befestigt. Dann wird das Filterelement 3 in den Topf 2 des Filtergehäuses eingeführt. Zum Verschließen des Leerlaufkanals 10 des Ölfilters, der bei der Demontage des Filterelementes 3 für das Ablassen der im Filtergehäuse stehenden Flüssigkeit, hier Öl, benötigt wird, ist an der unteren Endscheibe 5 das Verschlusselement 13 angebracht. Damit er auch genau die Öffnung des Leerlaufkanals 10 trifft ist am Boden 24 des Topfes 2 des Filtergehäuses eine Einführhilfe 14 vorgesehen. Sie hat die Form einer Rampe. Die Einführhilfe 14 folgt der Wand 23 des Topfes 1 des Filtergehäuses und hat in etwa eine kreisförmige Ausgestaltung. Dies ist in 1 vereinfacht dargestellt.
Die Einführhilfe 14 hat eine geeignete Steigung S und eine Starthöhe Hs. Das Verschlusselement 13 trifft erst auf die Einführhilfe 14, wenn der Deckel 1 bereits in das Gewinde des Topfes 2 eingreift. Das Verschlusselement 13 kann an beliebiger Stelle auf die Einführhilfe 14 treffen, durch Mitnahme des Filterelementes 3 am Deckel 1 wird das Verschlusselement 13 mit Hilfe der Einführhilfe 14 zur Öffnung des Leerlaufkanals 10 geführt. Benötigt das Verschlusselement 13 jedoch nur etwa eine Vierteldrehung, um in die Öffnung des Leerlaufkanals 10 zu kommen, so ist die Halterung 6 am Deckel 1 des Filtergehäuses so gestaltet, dass dann nur noch der Deckel 1 gedreht wird und nicht mehr das Filterelement 3 bis das Filtergehäuse dicht verschlossen ist.
Die Starthöhe Hs ist durch die axiale Länge des Verschlusselements 13 definiert. Denn an dieser Stelle soll nach der Montage des Filterelementes 3 die untere Endscheibe 5 zur Auflage kommen. Die Starthöhe Hs ist gleichzeitig eine Verdrehsicherung für das Verschlusselement 13, da sie an der Öffnung des Leer laufkanals 10 einen Anschlag 30 für das Verschlusselement 13 bildet. Die Steigung S der Einführhilfe 14 hängt auch von der Größe des Filtergehäuses ab. Insgesamt sollte Hs nur so hoch wie nötig sein, um den Raumbedarf des Flüssigkeitsfilters möglichst klein zu halten. Die Einführhilfe 14 führt das Verschlusselement 13, während der Deckel 1 weiter gedreht wird, zur Öffnung des Leerlaufkanals 10 hin. Das Verschlusselement 13 stößt dann am Anschlag 30 der Einführhilfe 14 an und rutscht in die Öffnung des Leerlaufkanals 10 und verschließt diese dicht.
Damit beim Entfernen des Filterelementes 3 beim Filterwechsel die im Filter stehende Flüssigkeit (Öl) ablaufen kann, muss das Verschlusselement 13 aus der Öffnung des Leerlaufkanals 10 entfernt werden. Dies geschieht über das Abschrauben des Deckels 1 vom Topf 2 des Filtergehäuses. Die Flüssigkeit fließt dann durch den Leerlaufkanal 10 ab. Damit dies schneller geschieht und der Leerlaufkanal 10 kleiner ausgestaltet werden kann, ist eine schraubenartige Flüssigkeitsleiteinrichtung 12 im Leerlaufkanal 10 vorgesehen. Es handelt sich um einen kleinen Absatz 11, der sich auf der Innenseite des Leerlaufkanals 10 in einer Windung bis zum äußeren Rand des Filtergehäuses erstreckt. Durch diese Flüssigkeitsleiteinrichtung 12 bekommt die abfließende Flüssigkeit einen Drall, so dass die Flüssigkeit schneller durch den Leerlaufkanal 10 strömen kann. Der Absatz 11 beginnt um h_z unterhalb der Starthöhe Hs der Einführhilfe 14, daher kann er zusätzlich als Aufsetzpunkt für das Verschlusselement 13 dienen. Die Form des Verschlusselements 13 und die Form der Öffnung des Leerlaufkanals 10 sind vorzugsweise komplementär zueinander ausgebildet, damit die Öffnung des Leerlaufkanals 10 durch eine Dichtung 17 am Verschlusselement 13 und das Verschlusselement 13 selbst abgedichtet werden kann.
In den 2 und 3 ist die Ausgestaltung des Verschlusselements 13 im Detail zu sehen. Das Verschlusselement 13 umfasst den Halteteil 16, der den Gleitteil 18 mit der unteren Endscheibe 5 verbindet. Die Form des Halteteils 16 ist beliebig, er sollte allerdings so stabil sein, dass er nicht bei den während der Montage auftretenden Reibungskräften abbricht. Am Halteteil 16 ist eine kleine Nut angebracht, in der die Dichtung 17 gehalten wird. Das Gleitteil 18 ist vorzugsweise aus demselben Material wie das Halteteil 16, es kann aber auch aus einem anderen, jedoch formstabilen leicht kompressiblem Material sein. Die Form des Gleitteils 18 ergibt sich aus der Form der Öffnung des Leerlaufkanals 10 und der Einführhilfe 14. Die Höhe H_z zwischen dem untersten Ende des Gleitteils 18 und dem Absatz 19 wird benötigt, damit das Gleitteil 18 durch die Nut 31 der Einführhilfe 14 gleiten kann, ohne an seitlichen Elementen 32 der Einführhilfe 14 anzustoßen. Dadurch wird das Verschlusselement 13 in der Spur gehalten und genau auf die Öffnung des Leerlaufkanals 10 hingeführt.
Die Höhe h_z zwischen der unteren Endscheibe 5 und dem Absatz 19 ist auch am Leerlaufkanal 10 gegeben, so dass das Verschlusselement 13 genau in die Öffnung des Leerlaufkanals 10 passt. Das Gleitteil 18 muss vom Material her so gewählt werden, dass es zumindest reibungsarm auf der Einführhilfe 14 gleitet und keinen Abrieb produziert, der den Filter verunreinigen könnte.
In den 4 und 5 ist das Zusammenspiel der Formen von Verschlusselement 13 und Öffnung des Leerlaufkanals 10, sowie der Einführhilfe 14 etwas vergrößert gezeigt. Die Flüssigkeitsleiteinrichtung 12 kann die Form eines keilförmigen Absatzes 11 haben oder auch eine andere Form, die geeignet ist dem Öl einen Drall zu verleihen. Am obersten Ende der Flüssigkeitsleiteinrichtung 12 sollte jedoch ein zum Absatz 19 des Verschlusselements 13 passender Absatz 11 vorhanden sein. Danach kann die Form der Flüssigkeitsleiteinrichtung 12 auch variieren. Auf der Starthöhe H_s sollte nach der Montage des Filterelementes 3 die untere Endscheibe 5 zur Auflage kommen.
In 6 ist eine Alternative für die Einführhilfe 14 gezeigt. Statt am Boden 24 kann die Einführhilfe 14 auch in eine Wand 23 des Topfes 2 integriert sein. In der Wand 23 des Topfes 2 werden vorzugsweise zwei Vorsprünge 22 vorgesehen. Mit einer halben Windung führen sie zum Boden 24 des Topfes 2. Die untere Endscheibe 5 hat bei dieser Alternative an der Außenseite mindestens zwei Nasen 25. Bei der Montage des Filterelementes 3, kommen die Nasen 25 auf den Vorsprüngen 22 zur Auflage. Durch weiteres Drehen des Deckels 1 gleiten die Nasen 25 auf den Vorsprüngen 22 nach unten, bis das Verschlusselement 13 in die Öffnung des Leerlaufkanals 10 eingreift und diese abdichtet.
Wie viele Windungen benötigt werden, hängt auch vom Gewinde im Deckel 1 und am Topf 2 ab. Bei dieser Alternative kann man weiter den Raumbedarf des Ölfilters reduzieren, da die untere Endscheibe 5 direkt auf dem Boden 24 des Topfes 2 nach der Montage aufliegt. Auch hier ist die Flüssigkeitsleiteinrichtung 12 im Leerlaufkanal 10 vorgesehen. Die Form der Vorsprünge 22 ist beliebig wählbar. Die Form der Nasen 25 ist ebenfalls beliebig wählbar, jedoch sollten sie möglichst schmal sein, aber nicht zu kurz. Schmal deshalb, weil das schmutzige Öl außen um das Filterelement 3 frei strömen können sollte, so dass die gesamte Filterfläche ausgenutzt wird. Der Rest des Ölfilters ist identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel. Statt des Verschlusselements 13 kann bei dem Ausführungsbeispiel in 6 auch eine kompressible Dichtfläche verwendet werden, die eine ausreichende Dichtigkeit garantiert.
Alle Figuren, Zeichnungen sind lediglich schematische Darstellungen der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters. In allen Ausführungsbeispielen hat die Einführhilfe 14 dieselbe Drehrichtung wie die Gewinde im Deckel 1 und am Topf 2 des Filtergehäuses. Das Filterelement 3 ist am Deckel 1 durch die Halterungen 6 bedingt drehbar gelagert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3003675 A1 [0002]
- WO 2001/030480 A1 [0003]

Claims

Flüssigkeitsfilter, insbesondere ein Ölfilter, umfassend ein Filtergehäuse, bestehend aus einem Topf (2) und einem Deckel (1), sowie ein wechselbares Filterelement (3), mit einer oberen und einer unteren Endscheibe (4, 5), gekennzeichnet durch, einen Zu- (8) und einen Ablauf (9) für die Flüssigkeit sowie einen Leerlaufkanal (10) für die Flüssigkeit, um beim Wechseln des Filterelementes (3) das Filtergehäuse von der Flüssigkeit zu entleeren, wobei im Leerlaufkanal (10) eine Flüssigkeitsleiteinrichtung (12) vorgesehen ist, die der Flüssigkeit einen Drall verleiht und somit das Filtergehäuse schneller entleert werden kann.
Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der unteren Endscheibe (5) des Filterelementes (3) ein Verschlusselement (13) angeformt ist, der den Leerlaufkanal (10) im Betrieb des Flüssigkeitsfilters verschließt.
Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Filtergehäuse eine Einführhilfe (14) für das Verschlusselement (13) vorgesehen ist.
Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Leerlaufkanals (10) ein Absatz (11) vorgesehen ist, der mit einem insbesondere komplementär dazu ausgebildeten Absatz (19) an dem Verschlusselement (13) zusammenwirkt, so dass im Betrieb des Flüssigkeitsfilters die untere Endscheibe (5) des Filterelementes (3) auf der Einführhilfe (14) aufliegt.
Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Leerlaufkanals (10) ein Absatz (11) vorgesehen ist, der mit einem insbesondere komplementär dazu ausgebildeten Absatz (19) an dem Verschlusselement (13) zusammenwirkt, so dass im Betrieb des Flüssigkeitsfilters die untere Endscheibe (5) des Filterelementes (3) auf einem Boden (24) des Topfes (2) des Filtergehäuses aufliegt.
Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführhilfe (14) am Boden (24) des Topfes (1) des Filtergehäuses angeordnet ist.
Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführhilfe (14) an einer Wand (23) des Topfes (2) des Filtergehäuses angeordnet ist und aus mindestens einem schraubenförmigen Vorsprung (22) an der Wand (23) besteht, wobei an der unteren Endscheibe (5) mindestens eine Nase (25) vorgesehen ist, die mit dem Vorsprung (22) zusammenwirkt.
Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (13) einen Halteteil (16) und einen Gleitteil (18) aufweist, wobei der Gleitteil (18) so geformt ist, dass er in einer Nut (31) der Einführhilfe (14) gleiten, kann ohne an einem seitlichen Element (32) der Nut (31) der Einführhilfe (14) hängen zu bleiben und wobei an dem Gleitteil (18) eine Dichtung (17) angebracht ist, die zusammen mit dem Absatz (19) und dem Gleitteil (18) im Betrieb des Flüssigkeitsfilters den Leerlaufkanal (10) verschließen.