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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung mit einem in einem Filtergehäuse angeordneten Ringfilterelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Ringfilterelement einer solchen Filtereinrichtung.
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Aus der
EP 0 559 011 A1 ist ein Ringfilterelement aus einem ringförmig angeordneten Filtermaterial bekannt, das insbesondere ein zickzackförmig gefaltetes Filterbahnmaterial sein kann, und mit einem die Stirnseiten jeweils durch Verbindung mit dem Filtermaterial dicht abdeckenden platten- oder folienförmigen Dichtmaterial. Dieses Dichtmaterial ist dabei verformbar und überragt an mindestens einer Stirnseite des Ringfilterelements das Filtermaterial radial innen und/oder außen ringförmig. Hierdurch soll eine Toleranzen kompensierende Dichtfunktion erreicht werden.
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Nachteilig bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Filtereinrichtung bzw. bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Ringfilterelement ist jedoch, dass durch das Umlegen eines Dichtabschnitts des Dichtmaterials einer Endscheibe des Ringfilterelements beim Aufschieben auf ein gehäuseseitiges Element, beispielsweise eine gehäuseseitige Zarge, zwar die gewünschte Dichtfunktion erreicht werden kann, jedoch beim Demontieren des Ringfilterelements von dem gehäuseseitigen Element, d.h. beispielsweise von der gehäuseseitigen Zarge, sehr hohe Demontagekräfte aufgewendet werden müssen, wodurch die Halterung zwischen einem Filtergehäusedeckel und dem Ringfilterelement sehr massiv und dadurch kostenintensiv ausgelegt werden muss.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Filtereinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Dichtmaterial an einer Endscheibe eines Ringfilterelements derart mit einem filtergehäuseseitigen Element, beispielsweise mit einer gehäusefesten Zarge, abzustimmen, dass das Dichtmaterial beim Einbau, d.h. beim Aufschieben des Ringfilterelements, auf das filtergehäuseseitige Element umgelegt wird und dadurch eine Roh- von einer Reinseite trennt, beim Ausbau, d.h. beim Abziehen des Ringfilterelements von dem filtergehäuseseitigen Element, jedoch die hierfür aufzuwendenden Auszugskräfte minimiert werden, indem das Dichtmaterial in seinem Dichtabschnitt über eine Umlegekontur um 180° umgedreht wird, wodurch der Dichtabschnitt nicht mehr gegen die Auszugsrichtung bzw. Abzugsrichtung reibt, sondern der Dichtabschnitt nun in Auszugsrichtung umgelegt ist, wodurch sich die Auszugskräfte deutlich reduzieren. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung weist dabei in bekannter Weise das in einem Filtergehäuse angeordnete Ringfilterelement auf, welches ein einen Innenraum radial begrenzendes Filtermaterial besitzt, das stirnseitig in zwei Endscheiben eingebettet ist und wobei an zumindest einer dieser Endscheiben ein das Filtermaterial radial nach innen überragendes Dichtmaterial angeordnet ist. Dieses Dichtmaterial kann dabei einen integralen Bestandteil der Endscheibe bilden oder aber zusätzlich auf diese aufgebracht werden. Das Ringfilterelement wird beim Einbau auf das filtergehäuseseitige Element aufgeschoben und liegt in eingebautem mit einem zum Innenraum hin umgebogenen Dichtabschnitt des Dichtmaterials dichtend an dem filtergehäuseseitigen Element an. Erfindungsgemäß ist nun an dem filtergehäuseseitigen Element eine Umlegekontur, beispielsweise eine Mitnehmerkontur, angeordnet, die derart mit dem Dichtmaterial zusammenwirkt, dass sie ein Aufschieben des Ringfilterelements auf das filtergehäuseseitige Element, beispielsweise einen Dom oder eine Zarge, mit zum Innenraum hin umgebogenem Dichtabschnitt ermöglicht, bei einem Abziehen des Ringfilterelements von dem filtergehäuseseitigen Element jedoch den zum Innenraum hin umgebogenen Dichtabschnitt um 180° umlegt und dadurch ein erleichtertes Abziehen des Ringfilterelements von dem filtergehäuseseitigen Element ermöglicht. Hierdurch ist es insbesondere auch möglich, weiterhin Standard-Clipsverbindungen zwischen dem Ringfilterelement und einem Filtergehäusedeckel selbst bei großen Ringfilterelementen vorzusehen, da auch bei derartigen großen Ringfilterelementen das Abziehen durch die erfindungsgemäße Umlegekontur deutlich erleichtert wird.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist das filtergehäuseseitige Element als rohrförmiger Dom oder als Zarge ausgebildet. Unabhängig von der Ausführungsform ermöglicht dabei das Dichtmaterial bei auf die Zarge bzw. auf den Dom aufgeschobenem Zustand ein zuverlässiges Trennen eines Reinraums von einem Rohraum durch den am Dom bzw. an der Zarge anliegenden und umgebogenen Dichtabschnitt. Bei einer Ausbildung des filtergehäuseseitigen Elements als Zarge kann dieses eine zusätzliche Stützfunktion für das Filtermaterial des Ringfilterelements übernehmen. In diesem Fall erstreckt sich das filtergehäuseseitige Element vorzugsweise über die gesamte Höhe des Ringfilterelements, wogegen es sich bei einer Ausführung als Dom auch lediglich über eine Teilhöhe des Ringfilterelements erstrecken kann.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Umlegekontur als radial nach innen gerichtete Ausnehmung an dem Element ausgebildet. Ist das filtergehäuseseitige Element beispielsweise als rohrförmiger Dom ausgebildet, so kann in diesem Fall die Umlegekontur als radial nach innen gerichtete Ringnut an dem filtergehäuseseitigen Dom ausgebildet sein. Bei einer Ausbildung des filtergehäuseseitigen Elements als Zarge hingegen sind die nach innen gerichteten Ausnehmungen an einzelnen Stegen der Zarge vorgesehen.
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Zweckmäßig weist die Ausnehmung eine radial verlaufende Wand und eine schräge Wand auf, wobei die radial verlaufende Wand beim Abziehen des Ringfilterelements vom filtergehäuseseitigen Element als (Axial-)Anschlag für den Dichtabschnitt dient. Die schräge Wand ermöglicht dabei ein problemloses und leichtes Aufschieben des Ringfilterelements auf das filtergehäuseseitige Element bei gleichzeitig umgebogenem Dichtabschnitt und stört die Aufschiebebewegung in keiner Weise. Bei einem Abziehen des Ringfilterelements von dem filtergehäuseseitigen Element ermöglicht jedoch die schräge Wand zunächst ein nach radial innen gerichtetes Aufrichten des umgebogenen Dichtabschnitts, bis dieser bei einem weiteren Abziehen an der radialen Wand anschlägt und im Folgenden umgebogen wird. Durch eine derart ausgebildete Ausnehmung, und zwar egal, ob diese als Ringnut ausgebildet oder lediglich an einzelnen Stegen einer Zarge vorgesehen ist, kann somit die für die Erfindung wesentliche Umdrehbewegung des Dichtabschnitts beim Abziehen des Ringfilterelements von dem filtergehäuseseitigen Element erreicht werden, so dass der Dichtabschnitt sowohl beim Aufschieben des Ringfilterelements auf das filtergehäuseseitige Element als auch bei einem Abziehen des Ringfilterelements vom filtergehäuseseitigen Element stets gezogen und nicht geschoben wird, wodurch sowohl die Aufschiebebewegung als auch die Abziehbewegung erleichtert wird.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das Dichtmaterial durch eine Vliesscheibe gebildet. Ein derartiges Vlies ermöglicht einerseits sowohl die im eingebauten Zustand erforderliche Dichtfunktion als auch die Möglichkeit, den hierfür erforderlichen Dichtabschnitt beim Aufschieben des Ringfilterelements auf das filtergehäuseseitige Element umzulegen, ebenso wie beim Abziehen.
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Zweckmäßig ist die Filtereinrichtung als Öl- oder Kraftstofffilter ausgebildet. Bereits diese nicht aufschließende Abzählung lässt erahnen, welch mannigfaltige Einsatzmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Filtereinrichtung gegeben sind.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Ringfilterelement für eine zuvor beschriebene Filtereinrichtung anzugeben, welches an zumindest einer Endscheibe ein das Filtermaterial radial nach innen überragendes Dichtmaterial aufweist und wobei dieses Dichtmaterial derart ausgebildet und in Bezug auf die Filtereinrichtung bzw. in Bezug auf das filtergehäuseseitige Element derart ausgebildet und bemessen ist, dass es bei in der Filtereinrichtung eingebautem Ringfilterelement an dem filtergehäuseseitigen Element mit einem zum Innenraum hin umgebogenen Dichtabschnitt dichtend anliegt und dadurch die erforderliche Dichtfunktion erfüllt. Gleichzeitig ist das Dichtmaterial in Bezug auf das filtergehäuseseitige Element derart ausgebildet und bemessen, dass es ein Aufschieben des Ringfilterelements auf das filtergehäuseseitige Element mit zum Innenraum hin umgebogenem Dichtabschnitt ermöglicht, sich bei einem Abziehen des Ringfilterelements von dem filtergehäuseseitigen Element jedoch den zum Innenraum hin umgebogenen Dichtabschnitt über die elementseitige Umlegekontur umlegt und dadurch ein erleichtertes Abziehen des Ringfilterelements vom filtergehäuseseitigen Element ermöglicht. Das Dichtmaterial und insbesondere der Dichtabschnitt desselben müssen somit auf das filtergehäuseseitige Element, d.h. konkret den Dom bzw. die Zarge und zusätzlich auf die filtergehäuseseitige Umlegekontur abgestimmt sein.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die 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.
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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.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung bei vollständig eingesetztem Ringfilterelement,
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2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei teilweise abgehobenem Ringfilterelement,
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3 eine Darstellung wie in 2, jedoch bei weiter abgehobenem Ringfilterelement.
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Entsprechend den 1 bis 3, weist eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1, die beispielsweise als Kraftstoff- oder als Ölfilter in einem Kraftfahrzeug ausgebildet sein kann, ein in einem Filtergehäuse 2 angeordnetes Ringfilterelement 3 auf. Das Ringfilterelement 3 besitzt üblicherweise einen zickzackförmigen Faltenstern 4, allgemein ein Filtermaterial 5, welches einen Innenraum 6 radial begrenzt. Stirnseitig ist das Filtermaterial 5 in zumindest eine Endscheibe 7, vorzugsweise in zwei gegenüberliegende Endscheiben 7, eingebettet, wobei an zumindest einer Endscheibe 7 ein das Filtermaterial 5 radial nach innen überragendes Dichtmaterial 8 angeordnet ist. Die Endscheibe 7 kann dabei, wie in den 1 bis 3 gezeigt ist, zweiteilig ausgebildet sein, nämlich aus einer Kunststofflage 9, in welche das Filtermaterial 5 bzw. der Faltenstern 4 stirnseitig eingebettet sind und eine damit verbundene Dichtlage aus Dichtmaterial 8, die mit der Kunststofflage 9 verbunden, beispielsweise verklebt oder verschweißt, ist. Rein theoretisch ist dabei auch denkbar, dass die insbesondere aus einer Vlieslage ausgebildete Dichtlage aus Dichtmaterial 8 die gesamte Endscheibe 7 bildet.
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Bei in dem Filtergehäuse 2 eingebautem Ringfilterelement 3 ist letzteres auf ein filtergehäuseseitiges Element 10 aufgeschoben, wobei das Dichtmaterial 8 mit einem zum Innenraum 6 hin umgebogenen Dichtabschnitt 11 dichtend an einer Außenmantelfläche des filtergehäuseseitigen Elements 10 anliegt. Dieses filtergehäuseseitige Element 10 kann bei beispielsweise als rohrförmiger Dom 12 oder als Zarge 13 ausgebildet sein. Gemäß den 1 bis 3 ist das filtergehäuseseitige Element 10 als Zarge 13 ausgebildet.
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Erfindungsgemäß ist nun an dem filtergehäuseseitigen Element 10 eine Umlegekontur 14 angeordnet, die derart mit dem Dichtmaterial 8 zusammenwirkt, dass sie ein Aufschieben des Ringfilterelements 3 auf das filtergehäuseseitige Element 10 mit zum Innenraum 6 hin umgebogenem Dichtabschnitt 11 ermöglicht, d.h. gemäß der 1 von oben, bei einem Abziehen des Ringfilterelements 3 von dem Element 10 jedoch den zum Innenraum 6 hin umgebogenen Dichtabschnitt 11 umlegt (vgl. 2 und 3) und dadurch ein erleichtertes Abziehen des Ringfilterelements 3 vom filtergehäuseseitigen Element 10 ermöglicht.
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Durch die Umlegekontur 14 ist es insbesondere möglich, den umgebogenen Dichtabschnitt 11 sowohl beim Aufschieben des Ringfilterelements 3 auf das filtergehäuseseitige Element 10 (vgl. 1), als auch das Abziehen des Ringfilterelements 3 vom filtergehäuseseitigen Element 10 (vgl. 2 und 3) immer zu ziehen, wodurch die Auszugskräfte sowie auch die Aufschiebekräfte deutlich reduziert werden können. Selbstverständlich ist dabei klar, dass bei einem anfänglichen Abziehen des Ringfilterelements 3 von der Zarge 13 zunächst der umgebogene Dichtabschnitt 11 geschoben werden muss, bis dieser die Umlegekontur 14 erreicht und dort umgelegt wird.
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Betrachtet man die 1 bis 3, so kann man erkennen, dass die Umlegekontur 14 als radial nach innen gerichtete Ausnehmung 15 an dem Element 10, d.h. hier konkret an der Zarge 13 bzw. an Stegen 16 der Zarge 13, ausgebildet ist. Die Ausnehmungen 15 besitzen dabei eine radial verlaufende Wand 17 sowie eine schräge Wand 18, wobei die radiale Wand 17 beim Abziehen des Ringfilterelements 3 vom filtergehäuseseitigen Element 10 als Anschlag für den umgebogenen Dichtabschnitt 11 dient (vgl. 2). Die schräge Wand 18 ermöglicht ein sich Aufrichten des zunächst umgebogenen Dichtabschnitts 11 in Radialrichtung nach innen, bis der nun fluchtend mit dem übrigen Dichtmaterial 8 ausgerichtete Dichtabschnitt 11 die radiale Wand 17 erreicht (vgl. 2) und bei einem weiteren Abziehen des Ringfilterelements 3 vom filtergehäuseseitigen Element 10 in die andere Richtung, d.h. um 180° gedreht, umgebogen wird.
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Das filtergehäuseseitige Element 10 ist dabei üblicherweise ortsfest mit dem Filtergehäuse 2 verbunden, während das Ringfilterelement 3 über eine nicht dargestellte Rastverbindung bzw. Clips-Verbindung mit einem Filtergehäusedeckel verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Deckel und der gehäuseseitigen Zarge 13 kann dabei fest oder abnehmbar sein. Verbindungsmöglichkeiten wären z.B. ein Klipp, eine Verschraubung, Verschweißung oder einstückig ausgeformt bzw. angespritzt. Durch die Umlegekontur 14 und das damit verbundene deutlich erleichterte Abziehen des Ringfilterelements 3 vom filtergehäuseseitigen Element 10 genügt selbst bei großen Ringfilterelementen 3 eine standardisierte Clips-Verbindung zum Abziehen des Ringfilterelements 3 vom Element 10.
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Neben der gesamten Filtereinrichtung 1 soll insbesondere auch ein Ringfilterelement 3 für eine derartige Filtereinrichtung 1 unter Schutz gestellt sein, welches ein den Innenraum 6 radial begrenzendes Filtermaterial 5 aufweist, das stirnseitig in zwei Endscheiben 7 (gemäß den 1 bis 3 ist lediglich eine einzige Endscheibe 7 gezeichnet) eingebettet ist und wobei an zumindest einer der Endscheiben 7 ein das Filtermaterial 5 radial nach innen überragendes Dichtmaterial 8 angeordnet ist. Dieses Dichtmaterial 8 ist nun derart ausgebildet und insbesondere auch hinsichtlich seiner geometrischen Abmessungen bemessen, dass es bei in der Filtereinrichtung 1 eingebautem Ringfilterelement 3 an dem filtergehäuseseitigen Element 10 mit einem zum Innenraum 6 hin umgebogenen Dichtabschnitt 11 dichtend anliegt und zugleich ein Aufschieben des Ringfilterelements 3 auf das filtergehäuseseitige Element 10 mit zum Innenraum 6 hin umgebogenen Dichtabschnitt 11 vergleichsweise leicht ermöglicht und bei einem Abziehen des Ringfilterelements 3 von dem filtergehäuseseitigen Element 10 den zum Innenraum hin umgebogenen Dichtabschnitt 11 um 180° umlegt bzw. umbiegt und dadurch ein erleichtertes Abziehen des Ringfilterelements 3 vom filtergehäuseseitigen Element 10 erlaubt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Ringfilterelement 3 ist somit das Dichtmaterial und insbesondere dessen Dichtabschnitt 11 exakt auf das filtergehäuseseitige Element 10, beispielsweise den rohrförmigen Dom 12 bzw. die Zarge 13 sowie die daran angeordnete Umlegekontur 14 abgestimmt.
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Für die Auslegung der Größenverhältnisse gilt exemplarisch Folgendes:
Kammermaß K = 0,5 × (∅D – ∅E); mit 1,0 mm ≤ K ≤ 2,0 mm, | Radialerstreckung des Dichtabschnitts 11: | J = 0,5 × (∅D – ∅S); |
| Innendurchmesser des Dichtmaterials 8: | ∅S = ∅E – 2J |
mit:
- ∅D
- Innendurchmesser des Faltensterns 4,
- ∅E
- Außendurchmesser der Zarge 13,
- J
- radialer Überstand des Innendurchmessers des Dichtmaterials 8 über den Faltenstern 4
1,5 mm ≤ J ≤ 4 mm;
- K
- Kammermaß (Auslegungspunkt für die Vliesdicke bezüglich der Dichtung) (Kammermaß / kleinster Abstand zwischen Zarge 13 und Innenzarge des Faltensterns 4 bzw. diesem selbst),
- ∅S
- Innendurchmesser des Dichtmaterials 8 in unverbautem Zustand,
- ∅T
- Durchmesser des Scheitelpunktes der Umlegekontur 14.
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Mit der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 und dem erfindungsgemäßen Ringfilterelement 3 können insbesondere bei einem Filterwechsel die Auszugskräfte bzw. Abzugskräfte, welche benötigt werden, um das Ringfilterelement 3 vom filtergehäuseseitigen Element 10 abzuziehen, minimiert werden, indem der zur Dichtung umgebogene Dichtabschnitt 11 über einen Mitnehmer, hier die Umlegekontur 14, umgelegt bzw. gedreht wird. Durch das Umlegen der Vliesdichtung bzw. des Dichtmaterials 8 um 180°, reibt der Dichtungsabschnitt 11 nicht mehr entgegen der Auszugsrichtung 19, sondern der Dichtungsabschnitt 11 ist in Auszugsrichtung 19 umgelegt und wird beim Abziehen lediglich gezogen, wodurch sich die Auszugs- bzw. die Abzugskräfte deutlich reduzieren. Dadurch können auch bei größeren Durchmessern der Ringfilterelemente 3 weiterhin Standard-Verclipsungen zwischen einem Filtergehäusedeckel und dem Ringfilterelement 3 vorgesehen und benutzt werden. Selbstverständlich muss in diesem Fall auch die Vliesendscheibe bzw. das Dichtmaterial 8 und insbesondere der umbiegbare Dichtabschnitt 11 auf die Umlegekontur 14 und den Durchmesser des filtergehäuseseitigen Elements 10 abgestimmt sein, um einerseits die Dichtwirkung zuverlässig zu erfüllen und andererseits das Umlegen problemlos zu ermöglichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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