DE102009030499A1

DE102009030499A1 - Filterverschlusssystem

Info

Publication number: DE102009030499A1
Application number: DE102009030499A
Authority: DE
Inventors: Michael Thienel
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2009-06-24
Filing date: 2009-06-24
Publication date: 2010-12-30
Also published as: CN102802752B; DE112010002710A5; US8757393B2; CN102802752A; WO2010149728A1; US20120152199A1

Abstract

Es wird ein Filterverschlusssystem (22) insbesondere für Kraftfahrzeuge, Industriemotoren, insbesondere Ölfilter, Kraftstofffilter oder Kühlmittelfilter, zum dichten Verbinden eines stirnseitigen zylindrischen Anschlussendes (16) eines Filtergehäuses (18) mit einem mit dem Anschlussende (16) korrespondierenden zylindrischen Anschlussgegenstück (20) eines Deckels (14) beschrieben. Auf oder in das Anschlussgegenstück (20) ist das Anschlussende (16) in einer axialen Verbindungsrichtung (S) einsetzbar beziehungsweise aufsetzbar und durch eine Steck- und/oder Drehbewegung (S, D) formschlüssig mit dem Deckel (14) verbindbar. Ein Ringkörper (70) ist koaxial zu dem zylindrischen Anschlussende (16) des Filtergehäuses (18) angeordnet und mit einem stirnseitigen Randbereich (74) dicht mit dem Filtergehäuse (18) verbunden, derart, dass der Ringkörper (70) und das zylindrische Anschlussende (16) einen Aufnahmeraum (76) für das zylindrische Anschlussgegenstück (20) des Deckels (14) begrenzen.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filterverschlusssystem insbesondere für Kraftfahrzeuge, Industriemotoren, insbesondere Ölfilter, Kraftstofffilter oder Kühlmittelfilter, zum dichten Verbinden eines stirnseitigen zylindrischen Anschlussendes eines Filtergehäuses mit einem mit dem Anschlussende korrespondierenden zylindrischen Anschlussgegenstück eines Deckels, auf oder in das das Anschlussende in einer axialen Verbindungsrichtung einsetzbar beziehungsweise aufsetzbar ist und durch eine Steck- und/oder Drehbewegung formschlüssig mit dem Deckel verbindbar ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Filtergehäuse eines Filters mit einem Filterverschlusssystem.
Außerdem betrifft die Erfindung einen Filter umfassend einen insbesondere auswechselbaren Filtereinsatz und ein den Filtereinsatz aufnehmendes Filtergehäuse.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Brennkraftmaschine mit einem Anschlusskopf für einen Filter.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Filters insbesondere für Kraftfahrzeuge, Industriemotoren, insbesondere Ölfilter, Kraftstofffilter oder Kühlmittelfilter, bei dem ein stirnseitiges zylindrisches Anschlussende eines Filtergehäuses mit einem mit dem Anschlussende korrespondierenden zylindrischen Anschlussgegenstück eines Deckels dicht verbunden wird, wobei das Anschlussgegenstück auf oder in das Anschlussende in einer axialen Verbindungsrichtung eingesetzt beziehungsweise aufgesetzt wird und durch eine Steck- und/oder Drehbewegung formschlüssig mit dem Deckel verbunden wird.
Stand der Technik
Aus der DE 102 01 455 A1 ist ein Flüssigkeitsfilterbehälter für Verbrennungsmotoren bekannt, der eine Filteraufnahme und einen Deckel umfasst. Der Deckel begrenzt mit der Filteraufnahme, wenn er auf diese montiert wird, einen inneren Hohlraum, der dazu bestimmt ist, ein Filterelement aufzunehmen. Die Filteraufnahme ist mit einer ringförmigen Wand versehen. Der wegnehmbare Deckel umfasst seinerseits ein Kopfteil, von dem eine ringförmige Wand ausgeht. Die ringförmige Wand des Deckels kann in die ringförmige Wand der Filteraufnahme eingeführt werden. Der Deckel wird auf der Filteraufnahme durch eine Bajonettverbindung arretiert. Die Bajonettverbindung erfolgt bekanntermaßen über eine Steck-Dreh-Bewegung. Der Filterbehälter umfasst ferner eine Dichtung, die geeignet ist, zwischen der ringförmigen Wand des Deckels und der ringförmigen Wand der Filteraufnahme angeordnet und komprimiert zu werden. Zu Gewährleistung der Dichtheit ist es erforderlich, dass die ringförmige Wand der Filteraufnahme eine Kontaktfläche für die Dichtung aufweist, die einen im Wesentlichen kegelstumpfförmigen und radial nach innen ausgerichteten Abschnitt hat, während die ringförmige Wand des Deckels eine Kontaktfläche aufweist, die geeignet ist, die Dichtung axial und radial gegen den kegelstumpfförmigen Abschnitt der Kontaktfläche der Filteraufnahme zu drücken. Die Dichtheit der Verbindung ist so abhängig von der axialen Haltekraft zwischen der Filteraufnahme und dem Deckel, welche durch die Bajonettverbindung realisiert wird. Diese Haltekraft kann jedoch durch unterschiedliche Ausdehnung der ringförmigen Wände im Bereich der Bajonettverbindung insbesondere infolge von Temperaturänderungen beeinflusst werden. Außerdem ist die dem Innenraum abgewandten Außenseite der Dichtung ungeschützt vor Einflüssen und Verschmutzung aus der Umgebung. Es kann also vorkommen, dass sich Schmutz und/oder Feuchtigkeit an der Außenseite der Dichtung sammelt und in den Innenraum gelangt, sobald die Filteraufnahme vom Deckel getrennt wird. Dies gilt es unbedingt zu vermeiden, um Betriebsstörungen der Brennkraftmaschine zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und zuverlässiges Filterverschlusssystem, ein Filtergehäuse, einen Filter und eine Brennkraftmaschine der Eingangs genannten Art zu gestalten, bei dem/der die Filtrierung verbessert und die Dichtheit der Verbindung des Filtergehäuses mit dem Deckel optimiert wird.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Ringkörper koaxial zu dem zylindrischen Anschlussende des Filtergehäuses angeordnet ist und mit einem stirnseitigen Randbereich dicht mit dem Filtergehäuse verbunden ist, derart, dass der Ringkörper und das zylindrische Anschlussende einen Aufnahmeraum für das zylindrische Anschlussgegenstück des Deckels begrenzen.
Erfindungsgemäß ist also ein gehäuseseitiger Aufnahmeraum vorgesehen, in den das zylindrische Anschlussgegenstück des Deckels eingesteckt wird. Das zylindrische Anschlussende, der Ringkörper und das dazwischen angeordnete zylindrische Anschlussgegenstück realisieren eine Art Labyrinthdichtung, welche beim Trennen des Deckels von dem Filtergehäuse verhindert, dass Schmutz und/oder Feuchtigkeit, der/die sich in Verbindungsbereich angesammelt hat, in den Gehäuseinnenraum gelangen kann. In diesem Aufnahmeraum kann auch einfach eine Dichtung, insbesondere eine O-Ringdichtung, von Umwelteinflüssen, Schmutz und Feuchtigkeit geschützt angeordnet werden. Ferner können im Aufnahmeraum gehäuseseitige Elemente des Filterverschlusssystems angeordnet sein, so dass sie auch bei entferntem Deckel, insbesondere bei Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten, geschützt sind und insbesondere beim Ablegen des Filtergehäuses auf eine harte und/oder verschmutzte Unterlage nicht zerstört oder verschmutzt werden. Die gehäuseseitigen Elemente des Filterverschlusssystems können vorteilhafterweise getrennt vom Ringkörper unmittelbar am Filtergehäuse befestigt sein, so dass sie nicht durch insbesondere pulsierende Druckänderungen, die im der Filtergehäuse auftreten können, belastet werden. Der insbesondere U-förmige Aufnahmeraum erfüllt darüber hinaus eine Führungsfunktion zum Führen des Anschlussgegenstücks bei der Verbindung des Deckels mit dem Filtergehäuse, wodurch die Montage vereinfacht wird. Ferner stabilisiert der Ringkörper die gesamte Anordnung, so dass der Deckel und/oder das Filtergehäuse selbst weniger massiv aufgebaut sein kann, was sich positiv auf das Gewicht auswirkt.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Ringkörper hohlzylindrisch sein. Ein hohlzylindrischer Ringkörper bietet eine ausgedehnte Anlagefläche für das Anschlussgegenstück des Deckels. Dies verbessert den Halt des Anschlussgegenstücks im Aufnahmeraum und wirkt Verformungen im Bereich des Filterverschlusssystems infolge von Temperatur- und/oder Druckveränderungen entgegen. Die Anlagefläche verbessert ferner die Führung für das Anschlussgegenstück beim Einstecken.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können das Anschlussende des Filtergehäuses und das Anschlussgegenstück des Deckels miteinander korrespondierende Elemente einer lösbaren Schnellverbindung, insbesondere einer Steck-Dreh-Verbindung, vorzugsweise einer Bajonettverbindung, oder einer Schraubverbindung oder einer Rastverbindung, aufweisen. Der Vorteil ist dabei, dass das Filtergehäuse und der Deckel insbesondere bei Wartungs- oder Instandsetzungsarbeiten einfach getrennt werden können. Steck-Dreh-Verbindungen wie insbesondere Bajonettverbindungen haben darüber hinaus den Vorteil, dass sie eine große Trag- und Haltekraft aufweisen, die auch mit geringen Montagekräften erzielt wird, und eine schnelle Montage- und Demontage ermöglichen. Mit Steck-Dreh-Verbindungen kann außerdem die Anwendbarkeit des Filterverschlusssystems auf engstem Raum realisiert werden.
Der Ringkörper kann vorteilhafterweise innerhalb des Anschlussendes des Filtergehäuses angeordnet sein. Ein Verbindungsbereichs des Ringkörpers mit dem Filtergehäuse kann so geschützt innerhalb des Gehäuses angeordnet sein. Dies wirkt sich auch positiv auf die Außenkontur des Filtergehäuses aus, da die Verbindung keine Nähte oder Übergänge an der Außenseite des Filtergehäuses erfordert. Der innen liegende Ringkörper kann außerdem weiteren Halte-, Führungs- und/oder Dichtfunktionen insbesondere in Zusammenwirkung mit einem vorzugsweise austauschbaren Filterelement übernehmen. Außerdem ist diese Ausführungsform besonders geeignet für Deckel, bei denen die Elemente des Filterverschlusssystems an der Außenseite des Anschlussgegenstücks angeordnet sind. Insbesondere bei Deckeln aus Metall können außen liegende Elemente einfach realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann der Ringkörper eine Halteeinrichtung für den Filtereinsatz, insbesondere eine Schnappverbindung für ein Endelement des Filtereinsatzes, aufweisen. Auf eine separate Halteeinrichtung kann so verzichtet werden.
Ferner kann vorteilhafterweise am Ringkörper eine Dichteinrichtung, insbesondere eine Dichtungsnut mit einer Ringdichtung, angeordnet sein, die mit dem Anschlussgegenstück des Deckels zusammenwirkt. Auf diese Weise ist die Haltefunktion des Filterverschlusssystems getrennt von der Dichtfunktion. Ein Einfluss von etwaigen auftretenden Kräften, insbesondere durch pulsierende Druckänderungen im Filtergehäuse, auf die Dichtfunktion wird auf diese Weise reduziert.
Des Weiteren kann vorteilhafterweise der Ringkörper einen Aufnahmebereich für wenigstens ein Absperrorgan, insbesondere eine Rücklaufsperrmembran, aufweisen. In dem Aufnahmebereich kann das wenigstens eine Absperrorgan einfach angebracht werden, ohne dass separate Befestigungselemente erforderlich sind.
Zweckmäßigerweise kann das Absperrorgan insbesondere mittels Presspassung oder Schweißung, vorzugsweise Laserschweißung, mit dem Ringkörper dicht verbunden sein. Auf eine separate Abdichtung des Verbindungsbereichs des Absperrorgans mit dem Ringkörper kann so verzichtet werden. Eine Presspassung oder eine Schweißung sind außerdem einfach realisierbar.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der stirnseitige Randbereich des Ringkörpers mittels Schweißung, insbesondere Laserschweißung, oder Klebung mit dem Filtergehäuse verbunden sein. Mit einer Schweißung kann eine dichte und stabile Verbindung einfach realisiert werden. Eine Klebung kann mit technisch einfachen Mitteln realisiert werden. Die Verbindung kann jedoch auch mit anderen geeigneten Verfahren hergestellt werden.
Vorteilhafterweise kann der Ringkörper wenigstens im Bereich seines stirnseitigen Randbereichs, mit dem er mit dem Filtergehäuse verbunden ist, aus einem für Laserstrahlung transparenten Material sein. Der zu schweißende Verbindungsbereich des Filtergehäuses mit dem Ringkörper kann so durch den für Laserstrahlung transparenten Bereich des Ringkörpers hindurch mit Laserstrahlung bestrahlt werden. Die Laserschweißung kann auf diese Weise auch an einer ansonsten schwer zugänglichen Stelle im Filtergehäuse erfolgen.
Zur Verwendung insbesondere bei einem Wechselfilter kann das Filtergehäuse vorzugsweise eine Topf- oder Becherform haben.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Deckel ein Anschlusskopf oder ein Anschlussflansch für einen Wechselfilter sein. Der Anschlusskopf oder der Anschlussflansch können hierbei separate Bauteile sein oder auch direkt aus einer Komponente beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Brennkraftmaschine, oder eines Industrie motors gebildet sein. Der Wechselfilter umfasst daher insbesondere das Filtergehäuse mit Ringkörper, ein hohlzylindrisches Filterelement, welches in dem Filtergehäuse angeordnet ist, und einen Ringraumdeckel, welcher anschlussseitig den axialen Abschluss des Wechselfilters bildet.
Die Aufgabe wird ferner mit einem Filtergehäuse eines Filters gelöst, das mit einem Ringkörper eines erfindungsgemäßen Filterverschlusssystems ausgestattet ist.
Im Übrigen wird die Aufgabe mit einem Filter, insbesondere einem Wechselfilter, gelöst, der mit einem erfindungsgemäßen Filterverschlusssystem ausgestattet ist.
Außerdem löst eine Brennkraftmaschine mit einem Anschlusskopf für einen Filter die Aufgabe dadurch, dass der Anschlusskopf ein zylindrisches Anschlussgegenstück eines erfindungsgemäßen Filterverschlusssystems aufweist.
Schließlich wird die Aufgabe mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöst, bei dem ein Ringkörper koaxial zu dem zylindrischen Anschlussende des Filtergehäuses angeordnet wird und mit einem stirnseitigen Randbereich dicht mit dem Filtergehäuse verbunden wird, derart, dass der Ringkörper und das zylindrische Anschlussende einen Aufnahmeraum für das zylindrische Anschlussgegenstück des Deckels begrenzen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen
1 schematisch eine isometrische Halbschnitt-Darstellung eines Wechselfilters mit einem Filtergehäuse, in dem ein Filtereinsatz angeordnet ist und das mit einem Anschlussflansch dicht verbunden ist;
2 schematisch das Filtergehäuse aus 1 ohne Anschlussflansch;
3 schematisch das Filtergehäuse aus den 1 und 2 im Längsschnitt;
4 schematisch eine isometrische Darstellung des leeren Filtergehäuses aus den 1 bis 3;
5 schematisch eine isometrische Halbschnitt-Darstellung des Filtereinsatzes aus den 1 bis 3;
6 schematisch eine isometrische Halbschnitt-Darstellung eines Umgehungsventils für den Filtereinsatz aus den 1 bis 3 und 5.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der 1 ist ein Flüssigkeitsfiltersystem 10 mit einem Wechselfilter 12 und einem Anschlussflansch 14 gezeigt. Dabei ist ein stirnseitiges kreiszylindrisches Anschlussende 16 eines topf- oder becherförmigen Filtergehäuses 18 des Wechselfilters 12 mit einem korrespondierenden kreiszylindrischen Anschlussgegenstück 20 des Anschlussflansches 14 mittels eines insgesamt mit 22 bezeichneten Filterverschlusssystems dicht verbunden. Das Anschlussende 16 umgreift das Anschlussgegenstück 20, ist also auf Letzteres aufgesetzt. Das Filtergehäuse 18 ist aus glasfaserverstärktem Kunststoff, wobei der Glasfaseranteil abhängig von der mechanischen Belastung in den Bereichen des Filtergehäuses 18 unterschiedlich ist. In axial verlaufenden Verstärkungsstegen 24 an der Außenseite des Filtergehäuses 18 ist der Glasfaseranteil beispielsweise höher als im Wandbereich zwischen den Verstärkungsstegen 24. Der Anschlussflansch 14 ist aus Aluminium-Druckguss. Er kann hierbei ein separater Anschlussflansch 14 sein oder auch als Anschlusskopf direkt aus einer Komponente einer Brennkraftmaschine gebildet sein. Das Flüssigkeitsfiltersystem 10 kann verwendet werden für Flüssigkeiten jedweder Art einer Brennkraftmaschine, wie beispielsweise Öl, Kraftstoffe, Hydraulikflüssigkeiten oder auch Kühlmittel.
Im Anschlussflansch 14 sind eine Mehrzahl von Einlassöffnungen 26 für zu filternde Flüssigkeit und ein Auslass 28 für gefilterte Flüssigkeit angeordnet.
Der Auslass 28 ist dabei konzentrisch im Zentrum des Anschlussgegenstücks 20 angeordnet. Die Einlassöffnungen 26 sind entlang eines konzentrischen Kreises um den Auslass 28 verteilt, ebenfalls im Inneren des Anschlussgegenstücks 20 angeordnet.
Im Filtergehäuse 18 ist ein auswechselbarer Filtereinsatz 30 untergebracht. Das leere Filtergehäuse 18 ist in der 4 gezeigt. Der Filtereinsatz 30 ist in der 5 gezeigt. Der Filtereinsatz 30 umfasst einen dem Anschlussflansch 14 zugewandten Elementdeckel 32, einen einem Boden 34 des Filtergehäuses 18 zugewandten Elementboden 36 und ein skelettartiges Mittelrohr 38, welches sich zwischen dem Elementdeckel 32 und dem Elementboden 36 erstreckt. Das Mittelrohr 38 ist von einem Filtermedium 40 in Form eines Filterbalges aus zickzackförmig gefaltetem Filtermedium, insbesondere Vlies umgeben. Das Mittelrohr 38 begrenzt einen Innenraum 42 des Filtermediums 40.
Der Elementdeckel 32 weist eine zum Mittelrohr 38 konzentrische Auslassöffnung 44 auf. Die Auslassöffnung 44 ist auf der dem Anschlussende 16 zugewandten Seite mit einem hohlzylindrischen Verbindungsstutzen 46 umgeben. In dem Verbindungsstutzen 46 steckt ein Anschlussstutzen 48 des Anschlussflansches 14, der den Auslass 28 mit bildet. Auf seiner radial inneren Umfangsseite weist der Verbindungsstutzen 46 eine sich radial nach innen erstreckende Dichtringstufe 50 auf. An der Dichtringstufe 50 liegt eine O-Ringdichtung 52 an, welche sich zwischen dem Innenmantel des Verbindungsstutzens 46 und dem Außenmantel des Anschlussstutzens 48 befindet.
Das Filtermedium 40 ist von einem Einlassringraum 54 umgeben, welcher über einen weiter unten näher erläuterten Anschlussringraum 56 mit den Einlassöffnungen 26 des Anschlussflansches 14 in Verbindung steht. Das Filtermedium 40 kann von der zu filternden Flüssigkeit radial von außen nach innen vom Einlassringraum 54 zum Innenraum 42 durchströmt werden.
Der Elementboden 36 verfügt über eine zum Mittelrohr 38 konzentrische Öffnung, die mit einem zylindrischen Aufnahmekragen 58 umgeben ist. In dem Aufnahmekragen 58 ist über eine Presspassung ein Ventilgehäuse 60 eines Umgehungsventils 62 für das Filtermedium 40 befestigt. Das Umgehungsventil 62, welches in der 6 im Detail gezeigt ist, verfügt über einen Ventilsitz 64 und einen relativ zu diesem beweglichen Ventilke gel 66, der mittels einer vorgespannten Feder 68 in einer in 1 dargestellten Schließstellung am Ventilsitz 64 gehalten wird. Eine Einlassseite des Umgehungsventils 62 steht mit dem Einlassringraum 54 in Verbindung. Eine Auslassseite des Umgehungsventils 62 mündet in den Innenraum 42 des Filtermediums 40. Bei Überschreiten eines durch die Federvorspannung der Feder 68 vorgegebenen Öffnungsdrucks kann das Umgehungsventil 62 zur Umgehung des Filtermediums 40 von Flüssigkeit durchströmt werden.
Der Filtereinsatz 30 ist über beinartige Vorsprünge des Ventilgehäuses 60 des Umgehungsventils 62 am Boden 34 des Filtergehäuses 18 abgestürzt.
Der Elementdeckel 32 des Filtereinsatzes 30 und damit auch der Filtereinsatz 30 sind auf der Seite des Anschlussendes 16 mit einem hohlzylindrischen Haltering 70 im Filtergehäuse 18 fixiert. Der Haltering 70 ist innerhalb des Anschlussendes 16 koaxial zu diesem angeordnet.
Auf der dem Filtermedium 40 zugewandten Seite des Elementdeckels 32 bildet der dortige Bereich des Halterings 70 einen Teil der radial äußeren Begrenzung des Einlassringraums 54. Auf der dem Filtermedium 40 abgewandten Seite des Elementdeckels 32 begrenzen der Haltering 70, der Verbindungsstutzen 46 des Elementdeckels 32, der Elementdeckel 32 und ein weiter unten näher erläuterter Ringraumdeckel 72 den Anschlussringraum 56.
Der Haltering 70 ist aus einem für Laserstrahlung transparenten Material. Er ist auf seiner dem Boden 34 des Filtergehäuses 18 zugewandten Stirnseite mit einem radial nach außen gestuften Randbereich 74 mittels Laserschweißung umfänglich dicht mit dem Filtergehäuse 18 verbunden. Der Haltering 70 und das zylindrische Anschlussende 16 begrenzen einen Aufnahmeraum 76 für das Anschlussgegenstück 20 des Anschlussflansches 14, der in den 2 und 3 erkennbar ist.
Der Haltering 70 weist eine Schnappverbindung 78 für den Elementdeckel 32 des Filtereinsatzes 30 auf. Die Schnappverbindung 78 umfasst, wie in der 3 verdeutlicht wird, eine Mehrzahl von federnden Rastelementen 78a, die zueinander beabstandet umfänglich verteilt an der radial inneren Seite des Halterings 70 angeordnet sind. Die Rastelemente 78a sind mit ihren der offenen Seite des Filtergehäuses 18 zugewandten Befestigungsenden fest mit dem Haltering 70 verbunden und erstrecken sich axial zum Filtergehäuse 18. An den Befestigungsenden weisen die Rastelemente 78a jeweils einen keilförmigen Bereich auf. Die keilförmigen Bereiche erstrecken sich radial zum Inneren des Filtergehäuses 18. Ihre radiale Ausdehnung nimmt zum Boden 34 des Filtergehäuses 18 hin zu, so dass sie eine elastische Führungshilfe für den Elementdeckel 32 beim Einschieben des Filtereinsatzes 30 in axialer Richtung in das Filtergehäuse 18 bilden. An ihren dem Boden 34 des Filtergehäuses 18 zugewandten freien Enden weisen die Rastelemente 78a jeweils eine Raststufe für den radial äuße ren Rand des Elementdeckels 32 auf, mit denen der Elementdeckel 32 bei eingebautem Filtereinsatz 30 fixiert wird. Die Zwischenräume zwischen den Rastelementen 78a dienen als Fluidverbindungen zwischen dem Anschlussringraum 56 und dem Einlassringraum 54.
Der Randbereich des Halterings 70 auf seiner dem Boden 34 des Filtergehäuses 18 abgewandten Stirnseite ist als Aufnahmebereich 80 für den radial äußeren Rand des Ringraumdeckels 72 ausgebildet, in dem der Ringraumdeckel 72 mittels Presspassung dicht fixiert ist.
Der Ringraumdeckel 72 weist eine zentrische Durchführöffnung 82 für den Anschlussstutzen 48 des Anschlussflansches 14 auf, welche mit der Auslassöffnung 44 des Elementdeckels 32 fluchtet. Der Innendurchmesser der Durchführöffnung 82 entspricht etwa dem Innendurchmesser der Dichtringstufe 50 des Verbindungsstutzens 46, so dass der Ringraumdeckel 72 mit der Dichtringstufe 50 eine U-förmige Aufnahme für die O-Ringdichtung 52 bildet.
Auf der dem Elementdeckel 32 zugewandten Seite erstreckt sich in axialer Richtung ein Verbindungskragen 84, welcher die Durchführöffnung 82 umgibt. Der Verbindungskragen 84 ist auf den Verbindungsstutzen 46 des Elementdeckels 32 aufgesteckt und mit einer Rastverbindung 86 an diesem fixiert.
Im Ringraumdeckel 72 ist eine Rücklaufsperrmembran 88 angeordnet, welche eine Flüssigkeitsströmung aus Richtung des Anschlussflansches 14 in den Anschlussringraum 56 zulässt, aber eine Rückströmung von Flüssigkeit aus dem Anschlussringraum 56 in Richtung des Anschlussflansches 14 verhindert. Die Rücklaufsperrmembran 88 ist dabei z. B. formschlüssig am Ringraumdeckel 72 befestigt. Alternativ kann sie aber auch mittels eines Zweikomponenten-Verfahrens an den Ringraumdeckel 72 angeformt sein.
Das Anschlussende 16 des Filtergehäuses 18 ist in einer axialen Steckrichtung S auf das Anschlussgegenstück 20 des Anschlussflansches 14 aufsetzbar und kann durch eine Steck-Dreh-Bewegung formschlüssig mit dem Anschlussgegenstück 20 verbunden werden. Die Drehrichtung zum Montieren des Filtergehäuses 18 ist in 1 durch einen Pfeil D dargestellt. Das Anschlussende 16 und das Anschlussgegenstück 20 verfügen über eine Bajonettverbindung 90. Wie insbesondere in 4 gezeigt, weist die Bajonettverbindung 90 am Anschlussende 16 mehrere in der Steckrichtung S aufeinander folgende Aufnahmeerhebungen 90a auf, die im Wesentlichen in parallelen Ebenen senkrecht zu Steckrichtung S angeordnet sind. Am Anschlussgegenstück 20 weist die Bajonettverbindung 90 mehrere zu den Aufnahmeerhebungen 90a korrespondierende Einsteckerhebungen 90b auf, die, wie in 1 gezeigt, bei geschlossener Bajonettverbindung 90 die Aufnahmeerhebungen 90a hintergreifen. Das Filterverschlusssystem 22 umfasst also ein mehrreihiges Bajonett, das eine Rippenstruktur mit mehreren, vorzugsweise drei, parallelen Rippen um fasst, die von parallelen Einsteckerhebungen 90b und korrespondierenden Aufnahmeerhebungen 90a gebildet werden.
In der 4 ist gezeigt, dass die Aufnahmeerhebungen 90a in dem Anschlussende 16 im Wesentlichen in Ebenen senkrecht zur Steckrichtung S angeordnet, länglich, in Umfangsrichtung nicht rundum laufend, sondern zum ermöglichen des Ineinandersteckens beziehungsweise Aufsetzens segmentiert, unterbrochen sind.
Die Einsteckerhebungen 90b sind ebenfalls länglich, das heißt sich in Umfangsrichtung des Anschlussgegenstücks 20 erstreckend und durch eine Segmentierung unterbrochenen ausgebildet. Die Anzahl der in Umfangsrichtung entlang des Anschlussendes 16 und des Anschlussgegenstücks 20 hintereinander folgend angeordneter Reihen von Einsteckerhebungen 90b und Aufnahmeerhebungen 90a kann vorteilhafterweise vier, aber auch mehr oder weniger, betragen.
Der freie Rand des Anschlussendes 16 weist darüber hinaus vier Federrastelemente 92 auf, welche sich in Umfangsrichtung jeweils mittig neben den Reihen der Einsteckerhebungen 90b befinden. Jeweilige Rastnasen der Federrastelemente 92 erstrecken sich radial zum Inneren des Filtergehäuses 18. Die Federrastelemente korrespondieren in dem Zustand, in welchem das Filtergehäuse nicht durch die Bajonettverbindung mit dem Anschlussgegenstück in Verbindung steht, mit kleinen Erhebungen des Anschlussgegenstücks (nicht dargestellt), die sich radial nach außen er strecken. Dadurch wird ein unkontrolliertes Herabfallen des gelösten Wechselfilters bei hängender Montage vermieden.
Zum Verbinden des Wechselfilters 12 mit dem Anschlussflansch 14 wird das Filtergehäuse 18 in Steckrichtung S mit dem Anschlussende 16 auf das Anschlussgegenstück 20 gesteckt, wobei das Anschlussgegenstück 20 in den durch den Haltering 70 begrenzten Aufnahmeraum 76 eintaucht und dort geführt wird, und danach durch Drehen des Filtergehäuses 18 in der Drehrichtung D gedreht. Durch das Drehen greifen die mehreren parallelen Reihen der Einsteckerhebungen 90b des Anschlussgegenstücks 20 in die mehreren parallelen Reihen von Aufnahmeerhebungen 90a des Anschlussendes 16 ein. Dadurch wird die Bajonettverbindung 90 geschlossen. Das Filtergehäuse 18 sitzt formschlüssig fest auf dem Anschlussgegenstück 20 des Anschlussflansches 14.
Der Haltering 70 weist im Bereich seines freien Randes in der radial äußeren Mantelfläche eine Dichtungsnut 94 mit einer Ringdichtung 96 auf, die sich gegen die radial innere Mantelfläche des Anschlussgegenstücks 20 des Anschlussflansches 14 abstürzt. Die Ringdichtung 96 befindet sich auf der Gegenseite der Aufnahmeerhebungen 90a des Anschlussendes 16, wodurch die Dichtwirkung optimiert wird.
Zum Zusammenbau des Wechselfilters 12 wird der Haltering 70 mitsamt der Ringdichtung 96 koaxial in dem zylindrischen Anschlussende 16 des Filtergehäuses 18 angeordnet. Mit Laserstrahlung wird der dem Boden 34 des Filtergehäuses 18 zugewandte Randbereich 74 des Halterings 70 durch den Haltering 70 hindurch mit dem Filtergehäuse 18 verschweißt.
Der Filtereinsatz 30 wird mit dem Umgehungsventil 62 und der O-Ringdichtung 52 vormontiert.
Der vormontierte Filtereinsatz 30 wird in axialer Richtung mit dem Elementboden 36 voraus in das Filtergehäuse 18 eingesteckt, bis der Elementdeckel 32 mit den Rastelementen 78a verrastet.
Der mit dem Rücklaufsperrmembranen 88 vormontierte Ringraumdeckel 72 wird in axialer Richtung mit dem Verbindungskragen 84 voraus auf den Verbindungsstutzen 46 des Elementdeckels 32 gesteckt, wobei der Rand des Ringraumdeckels 72 mittels Presspassung mit dem Aufnahmebereich 80 des Halterings 70 dicht verbunden wird.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eines Flüssigkeitsfiltersystems 10 und eines Verfahrens zur Montage eines Wechselfilters 12 und der Verbindung des Wechselfilters 12 mit einem Anschlussflansch 14 sind unter anderem folgende Modifikationen möglich:
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf Flüssigkeitsfiltersysteme 10 für Brennkraftmaschinen. Sie kann auch bei andersartigen Filtersystemen, beispielsweise auch für gasförmige Fluide, insbesondere Druckluft, eingesetzt werden. Derartige Filtersysteme finden im Allgemeinen in der Kraftfahrzeugtechnologie oder auch bei Industriemotoren Verwendung.
Anstelle des als Filterbalg aus zickzackförmig gefaltetem Vlies aufgebauten Filtermediums 40 kann auch ein andersartiges Filtermedium verwendet werden.
Anstelle der Bajonettverbindung 90 kann auch eine andersartige lösbare Schnellverbindung, insbesondere Steck-Dreh-Verbindung oder eine Schraubverbindung oder eine Rastverbindung oder eine andersartige Steck- und/oder Drehverbindung, vorgesehen sein.
Statt der Schnappverbindung 78 für den Elementdeckel 32 oder ein andersartiges Endelement des Filtereinsatzes 30, beispielsweise eine Endscheibe, kann am Haltering 70 auch eine andersartige Halteeinrichtung für den Filtereinsatz 30 vorgesehen sein.
Statt innerhalb des Anschlussendes 16 kann der Haltering 70 auch außerhalb des Anschlussendes 16 koaxial zu diesem angeordnet sein. In diesem Fall wird das Anschlussende 16 in Steckrichtung S statt auf das Anschlussgegenstück 20 des Anschlussflansches 14 aufgesetzt in dieses eingesetzt.
Statt der Dichtungsnut 94 mit der Ringdichtung 96 kann der Haltering 70 auch eine andersartige Dichteinrichtung aufweisen.
Anstelle der Rücklaufsperrmembranen 88 können auch ein oder mehrere andersartige Absperrorgane, beispielsweise Ventile, vorgesehen sein.
Der Ringraumdeckel 72 mit den Rücklaufsperrmembranen 88 oder andersartigen Absperrorganen kann statt mittels Presspassung auch in an derer Weise, beispielsweise mittels Schweißung, vorzugsweise Laserschweißung, mit dem Haltering 70 vorzugsweise dicht verbunden sein.
Der stirnseitige Rand des Halterings 70 kann auch mittels einer anderen Schweißmethode oder einer Klebung mit dem Filtergehäuse 18 verbunden sein.
Der Haltering 70 kann auch nur im Bereich seines stirnseitigen Randbereichs 74, mit dem er mit dem Filtergehäuse 18 verbunden ist, aus einem für Laserstrahlung transparenten Material sein.
Das Filterverschlusssystem 22 ist nicht beschränkt auf die Verwendung mit einem Anschlussflansch 14. Statt des Anschlussflansches 14 kann auch ein andersartiges Anschluss- und/oder Verschlussteil, beispielsweise ein Anschlusskopf eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Brennkraftmaschine, oder eines Industriemotors oder auch nur ein einfacher Verschlussdeckel, verwendet werden.
Der Anschlussflansch 14 kann statt aus Aluminium-Druckguss aus auch aus einem andersartigen Material, beispielsweise einem anderen Metall oder Kunststoff, sein.
Das Filtergehäuse 18 kann statt aus glasfaserverstärktem Kunststoff auch aus einem andersartigen Material, insbesondere einen andersartig oder nicht verstärkten Kunststoff oder Metall, sein.
Die Erfindung ist auch einsetzbar für Filter mit nicht austauschbaren Filtereinsätzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10201455 A1 [0006]

Claims

Filterverschlusssystem (22) insbesondere für Kraftfahrzeuge, Industriemotoren, insbesondere Ölfilter, Kraftstofffilter oder Kühlmittelfilter, zum dichten Verbinden eines stirnseitigen zylindrischen Anschlussendes (16) eines Filtergehäuses (18) mit einem mit dem Anschlussende (16) korrespondierenden zylindrischen Anschlussgegenstück (20) eines Deckels (14), auf oder in das das Anschlussende (16) in einer axialen Verbindungsrichtung (S) einsetzbar beziehungsweise aufsetzbar ist und durch eine Steck- und/oder Drehbewegung (S, D) formschlüssig mit dem Deckel (14) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ringkörper (70) koaxial zu dem zylindrischen Anschlussen de (16) des Filtergehäuses (18) angeordnet ist und mit einem stirnseitigen Randbereich (74) dicht mit dem Filtergehäuse (18) verbunden ist, derart, dass der Ringkörper (70) und das zylindrische Anschlussende (16) einen Aufnahmeraum (76) für das zylindrische Anschlussgegenstück (20) des Deckels (14) begrenzen.
Filterverschlusssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (70) hohlzylindrisch ist.
Filterverschlusssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussende (16) des Filtergehäuses (18) und das Anschlussgegenstück (20) des Deckels (14) miteinander korrespondierende Elemente (90a, 90b) einer lösbaren Schnellverbindung, insbesondere einer Steck-Dreh- Verbindung, vorzugsweise einer Bajonettverbindung (90), oder einer Schraubverbindung oder einer Rastverbindung, aufweisen.
Filterverschlusssystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (70) innerhalb des Anschlussendes (16) des Filtergehäuses (18) angeordnet ist.
Filterverschlusssystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (70) eine Halteeinrichtung für den Filtereinsatz (30), insbesondere eine Schnappverbindung (78) für ein Endelement (32) des Filtereinsatzes (30), aufweist.
Filterverschlusssystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ringkörper (70) eine Dichteinrichtung, insbesondere eine Dichtungsnut (94) mit einer Ringdichtung (96), angeordnet, die mit dem Anschlussgegenstück (20) des Deckels (14) zusammenwirkt.
Filterverschlusssystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (70) einen Aufnahmebereich (80) für wenigstens ein Absperrorgan (72, 88), insbesondere mit einer Rücklaufsperrmembran (88), aufweist.
Filterverschlusssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan (72, 88) insbesondere mittels Presspassung oder Schweißung, vorzugsweise Laserschweißung, mit dem Ringkörper (70) dicht verbunden ist.
Filterverschlusssystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der stirnseitige Randbereich (74) des Ringkörpers (70) mittels Schweißung, insbesondere Laserschweißung, oder Klebung mit dem Filtergehäuse (18) verbunden ist.
Filterverschlusssystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (70) wenigstens an seinem stirnseitigen Randbereich (74), mit dem er mit dem Filtergehäuse (18) verbunden ist, aus einem für Laserstrahlung transparenten Material ist.
Filterverschlusssystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtergehäuse (18) eine Topf- oder Becherform hat.
Filterverschlusssystem nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel ein Anschlusskopf oder ein Anschlussflansch (14) ist.
Filtergehäuse (18) eines Filters (12), dadurch gekennzeichnet, dass es für einen Ringkörper (70) eines Filterverschlusssystems (22) nach einem der vorigen Ansprüche ausgestattet ist.
Filter (12) umfassend einen insbesondere auswechselbaren Filtereinsatz (30) und ein den Filtereinsatz (30) aufnehmendes Filtergehäuse (18), dadurch gekennzeichnet, dass er für ein Filterverschlusssystem (22) nach einem der vorigen Ansprüche ausgestattet ist.
Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Anschlusskopf mit einem zylindrischen Anschlussgegenstück (20) eines Filterverschlusssystem (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist.
Verfahren zur Montage eines Filters (12) insbesondere für Kraftfahrzeuge, Industriemotoren, insbesondere Ölfilter, Kraftstofffilter oder Kühlmittelfilter, bei dem ein stirnseitiges zylindrisches Anschlussende (16) eines Filtergehäuses (18) mit einem mit dem Anschlussende (16) korrespondierenden zylindrischen Anschlussgegenstück (20) eines Deckels (14) dicht verbunden wird, wobei das Anschlussgegenstück (20) auf oder in das Anschlussende (16) in einer axialen Verbindungsrichtung (S) eingesetzt beziehungsweise aufgesetzt wird und durch eine Steck- und/oder Drehbewegung (D) formschlüssig mit dem Deckel (14) verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ringkörper (70) koaxial zu dem zylindrischen Anschlussende (16) des Filtergehäuses (18) angeordnet wird und mit einem stirnseitigen Randbereich (74) dicht mit dem Filtergehäuse (18) verbunden wird, derart, dass der Ringkörper (70) und das zylindrische Anschlussende (16) einen Aufnahmeraum (76) für das zylindrische Anschlussgegenstück (20) des Deckels (14) begrenzen.