DE102019135085A1

DE102019135085A1 - Behandlungsvorrichtung zur Behandlung von insbesondere flüssigen Fluiden sowie Anschlusskopf einer Behandlungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019135085A1
Application number: DE102019135085.9A
Authority: DE
Inventors: Christian Thalmann
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2021-06-24
Anticipated expiration: 2039-12-20
Also published as: DE102019135085B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung (10), insbesondere Filtervorrichtung, für ein Fluid, insbesondere für ein flüssiges Fluid, mit einer auswechselbaren Behandlungseinheit (14), und mit einem Anschlusskopf (12), wobei der Anschlusskopf (12) und die Behandlungseinheit (14) mittels einer lösbaren bajonettartigen Verbindungseinrichtung (34) unter Ausführung einer Steck-/Drehbewegung um eine Verbindungsachse (20) der Behandlungsvorrichtung (10) miteinander verbindbar sind und die Verbindungseinrichtung (34) wenigstens ein Gehäuse-Verbindungsteil (100) und wenigstens ein Kopf-Verbindungsteil (32) aufweist, welche jeweils wenigstens ein zueinander komplementäres Funktionselement (44, 104) aufweisen.Erfindungsgemäß ist das Kopf-Verbindungsteil (32) mit Schrauben (52) an dem Anschlusskopf (12) befestigt, wobei die Schrauben (52) mit ihrer Drehachse (51) beabstandet zur Verbindungsachse (20) auf einer Kreislinie (35) um die Verbindungsachse (20) und in einer Montagerichtung der Schrauben (52) schräg zur Verbindungsachse (20) angeordnet sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung, insbesondere Filtervorrichtung zur Behandlung, insbesondere Filtrierung, von insbesondere flüssigen Fluiden, insbesondere Kraftstoff, Öl oder Wasser, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit einer auswechselbaren Behandlungseinheit. Die Erfindung betrifft ferner einen Anschlusskopf für eine Behandlungsvorrichtung.
Stand der Technik
Aus der WO 2015091665 A1 ist ein Filter bekannt zur Filtrierung von insbesondere flüssigen Fluiden, insbesondere Kraftstoff oder Öl, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem Filtertopf, in dem ein Filterelement angeordnet ist, und einem Filterkopf, der einen Einlass und/oder einen Auslass für das Fluid aufweist. Der Filterkopf und der Filtertopf sind mittels einer lösbaren bajonettartigen Steck-/Drehverbindung miteinander verbunden. Die Steck-/Drehverbindung weist wenigstens zwei zusammenwirkende Rastbauteile auf, von denen eines mit dem Filtertopf und eines ist mit dem Filterkopf verbunden ist.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Behandlungsvorrichtung mit einer auswechselbaren Behandlungseinheit zu schaffen, bei der ein Austausch der Behandlungseinheit auf einfache und bauraumsparende Weise ermöglicht wird.
Eine weitere Aufgabe ist, einen Anschlusskopf für eine solche Behandlungsvorrichtung zu schaffen.
Die vorgenannte Aufgabe wird nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einer Behandlungsvorrichtung, insbesondere Filtervorrichtung, für ein Fluid, insbesondere für ein flüssiges Fluid, mit einer auswechselbaren Behandlungseinheit, welche ein Gehäuse mit einem Gehäusetopf, einem Gehäusedeckel, wenigstens einem Einlass für das zu behandelnde Fluid und wenigstens einem Auslass für das behandelte Fluid aufweist, und mit einem Anschlusskopf, der wenigstens einen Zulauf für das zu behandelnde Fluid, der mit dem wenigstens einen Einlass verbindbar ist, und/oder wenigstens einen Ablauf für das behandelte Fluid, der mit dem wenigstens einen Auslass verbindbar ist, aufweist, wobei der Anschlusskopf und die Behandlungseinheit mittels einer lösbaren bajonettartigen Verbindungseinrichtung unter Ausführung einer Steck-/Drehbewegung um eine Verbindungsachse der Behandlungsvorrichtung miteinander verbindbar sind und die Verbindungseinrichtung wenigstens ein Gehäuse-Verbindungsteil auf Seiten des Gehäuses und wenigstens ein Kopf-Verbindungsteil auf Seiten des Anschlusskopfs aufweist, die zum Herstellen einer Verbindung der Verbindungseinrichtung miteinander wirkverbindbar sind, wobei das Gehäuse-Verbindungsteil und das Kopf-Verbindungsteil in Umfangsrichtung um die Verbindungsachse jeweils wenigstens ein zueinander komplementäres Funktionselement aufweisen, die miteinander wirkverbindbar sind. Wenigstens eines der zueinander komplementären Funktionselemente weist eine Montagerampe auf. Das Kopf-Verbindungsteil ist mit Schrauben an dem Anschlusskopf befestigt, wobei die Schrauben mit ihrer Drehachse beabstandet zur Verbindungsachse auf einer Kreislinie um die Verbindungsachse und in einer Montagerichtung der Schrauben schräg zur Verbindungsachse angeordnet sind.
Die weitere Aufgabe wird nach einem weiteren Aspekt der Erfindung gelöst von einem Anschlusskopf für eine Behandlungsvorrichtung, zum Verbinden mit einer Behandlungseinheit, welche ein Gehäuse aufweist mit einem Gehäusetopf, einem Gehäusedeckel, wenigstens einem Einlass für das zu behandelnde Fluid und wenigstens einem Auslass für das behandelte Fluid, wobei der Anschlusskopf der Behandlungsvorrichtung mittels einer lösbaren bajonettartigen Verbindungseinrichtung unter Ausführung einer Steck-/Drehbewegung um eine Verbindungsachse der Behandlungsvorrichtung mit der Behandlungseinheit verbindbar ist und die Verbindungseinrichtung wenigstens ein Kopf-Verbindungsteil auf Seiten des Anschlusskopfs aufweist, das zum Verbinden der Verbindungseinrichtung mit wenigstens einem Gehäuse-Verbindungsteil auf Seiten des Gehäuses ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Zulauf des Anschlusskopfs mit dem wenigstens einen Einlass für das zu behandelnde Fluid und/oder wenigstens ein Ablauf des Anschlusskopfs mit dem wenigstens einen Auslass für das behandelnde Fluid verbindbar ist Das Kopf-Verbindungsteil weist wenigstens ein Funktionselement auf, wobei das wenigstens eine Funktionselement mit wenigstens einem Funktionselement des Gehäuse-Verbindungsteils wirkverbindbar ist und weist eine Montagerampe auf. Das Kopf-Verbindungsteil ist mit Schrauben an dem Anschlusskopf befestigt, wobei die Schrauben mit ihrer Drehachse beabstandet zur Verbindungsachse auf einer Kreislinie um die Verbindungsachse und in einer Montagerichtung der Schrauben schräg zur Verbindungsachse angeordnet sind.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Es wird eine Behandlungsvorrichtung, insbesondere Filtervorrichtung, für ein Fluid, insbesondere für ein flüssiges Fluid, mit einer auswechselbaren Behandlungseinheit vorgeschlagen, welche ein Gehäuse mit einem Gehäusetopf, einem Gehäusedeckel, wenigstens einem Einlass für das zu behandelnde Fluid und wenigstens einem Auslass für das behandelte Fluid aufweist, und mit einem Anschlusskopf, der wenigstens einen Zulauf für das zu behandelnde Fluid, der mit dem wenigstens einen Einlass verbindbar ist, und/oder wenigstens einen Ablauf für das behandelte Fluid, der mit dem wenigstens einen Auslass verbindbar ist, aufweist. Der Anschlusskopf und die Behandlungseinheit sind mittels einer lösbaren bajonettartigen Verbindungseinrichtung unter Ausführung einer Steck-/Drehbewegung um eine Verbindungsachse der Behandlungsvorrichtung miteinander verbindbar. Die Verbindungseinrichtung weist wenigstens ein Gehäuse-Verbindungsteil auf Seiten des Gehäuses und wenigstens ein Kopf-Verbindungsteil auf Seiten des Anschlusskopfs auf, die zum Herstellen einer Verbindung der Verbindungseinrichtung miteinander wirkverbindbar sind. Dabei weisen das Gehäuse-Verbindungsteil und das Kopf-Verbindungsteil in Umfangsrichtung um die Verbindungsachse jeweils wenigstens ein zueinander komplementäres Funktionselement auf, die miteinander wirkverbindbar sind. Wenigstens eines der zueinander komplementären Funktionselemente weist eine Montagerampe auf.
Erfindungsgemäß ist das Kopf-Verbindungsteil mit Schrauben an dem Anschlusskopf befestigt, wobei die Schrauben mit ihrer Drehachse beabstandet zur Verbindungsachse auf einer Kreislinie um die Verbindungsachse und in einer Montagerichtung der Schrauben schräg zur Verbindungsachse angeordnet sind.
Der Anschlusskopf weist ein ringförmiges Blechbiegeteil als Kopf-Verbindungsteil auf, welches eine Bajonettschnittstelle bereitstellt und mit dem Anschlusskopf mit mehreren Schrauben verschraubt ist, wobei die Schrauben mit ihrer Drehachse beabstandet außerhalb der Verbindungsachse auf einer Kreislinie und in einer Montagerichtung der Schrauben, die nicht parallel, sondern schräg zur Verbindungsachse liegt, angeordnet sind. Bevorzugt verläuft die Schraubenachse, in Richtung der Verbindungsachse gesehen, in einer Ebene ungefähr tangential zu der Kreislinie. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass als Auflagefläche für den Schraubenkopf am Kopf-Verbindungsteil ein Plateau vorgesehen ist, das entsprechend geneigt ist.
Das wenigstens eine Funktionselement hintergreift das wenigstens eine komplementäre Funktionselement der Verbindungseinrichtung. Auf diese Weise kann zwischen dem wenigstens einen Funktionselement und dem entsprechenden komplementären Funktionselement eine Zugverbindung axial zur Verbindungsachse realisiert werden.
Das wenigstens eine Funktionselement kann sich vorteilhafterweise zur Realisierung der bajonettartigen Verbindung umfangsmäßig bezüglich der Verbindungsachse erstrecken.
Vorteilhafterweise sind das wenigstens eine Funktionselement und das entsprechende mit ihm zusammenwirkende Funktionselement komplementär ausgebildet. Auf diese Weise können sie in der Schließposition der Verbindungseinrichtung flächig aneinander liegen. So kann eine Kraftübertragung verbessert werden. Eine Belastung auf die beteiligten Bauteile kann so weiter verringert werden. Die Bauteile können zur Übertragung gleicher Kräfte kleiner dimensioniert sein. Durch den aneinander angepassten Verlauf der beiden Verbindungsteile können die axialen Ausdehnungen der Verbindungsteile entsprechend verringert werden. Vorteilhafterweise können die Verbindungsteile gegenseitig eingreifende Formteile sein. Die Konturen des wenigstens einen Funktionselements und des entsprechenden komplementären Funktionselements können beim Öffnen oder Schließen der Verbindungseinrichtung aneinander entlang gleiten.
Nach einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsvorrichtung können die Schrauben jeweils mit ihrer Drehachse gegenüber einer Ebene tangential zu der Kreislinie um einem Winkel in Richtung der Verbindungsachse geneigt sein, wobei der Winkel zwischen 0° und 8°, vorzugsweise zwischen 2° und 7°, besonders bevorzugt zwischen 4° und 5° liegen kann. Dadurch ergibt sich ein günstiger Kraftverlauf der Verschraubung. Auch wird die Montage des Kopf-Verbindungsteils so erleichtert.
Nach einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsvorrichtung kann eine Projektion der Drehachse der jeweiligen Schraube auf eine Ebene tangential zu der Kreislinie um einen Winkel gegenüber einer Projektion der Verbindungsachse auf diese Ebene geneigt sein, wobei der Winkel zwischen 10° und 30°, bevorzugt zwischen15° und 25° liegen kann. Dadurch ergibt sich ein günstiger Kraftverlauf der Verschraubung. Auch wird die Montage des Kopf-Verbindungsteils so erleichtert.
Nach einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsvorrichtung kann am Kopf-Verbindungsteil ein ebenes Plateau als Anlagefläche für den jeweiligen Schraubenkopf der Schrauben angeordnet sein, das einen Höhenversatz von höchstens 300 µm zur Oberfläche der Montagerampe aufweist, die vom Auflagebereich abgewandt ist. Insbesondere kann das Plateau eine radial äußere Stufe aufweisen, die einen größeren Höhenversatz aufweist als eine radial innere Stufe des Plateaus. Hierdurch kann eine Neigung des Plateaus erreicht werden. Die Drehachse der Schraube ist senkrecht zum Plateau ausgerichtet. Durch die Neigung des Plateaus kann eine definierte Neigung der Schraube gegenüber der Verbindungsachse und/oder gegenüber der Ebene tangential zur Kreislinie vorgegeben werden.
Nach einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsvorrichtung können die Schrauben in Umfangsrichtung des Kopf-Verbindungsteils jeweils mittig auf der Montagerampe angeordnet sein. Vorteilhaft können die Schrauben von der der Behandlungseinheit zugewandten Seite in am Anschlusskopf angeordnete Gewindeelemente eingeschraubt sein. Dadurch lässt sich eine stabile und zuverlässige Verbindung zwischen Anschlusskopf und Kopf-Verbindungsteil erreichen.
Vorteilhaft kann an den jeweiligen Auflagebereich in Umfangsrichtung ein Endanschlag, insbesondere ein Rastelement, anschließen. Auf diese Weise lässt sich eine definierte Stellung der Verbindung von Anschlusskopf und Behandlungseinheit der Behandlungsvorrichtung zueinander erreichen.
Vorteilhaft weist das wenigstens eine der zueinander komplementären Funktionselemente eine Montagerampe auf, die in einen bezogen auf die Verbindungsachse senkrechten Auflagebereich übergeht, während das andere der zueinander komplementären Funktionselemente einen Gleitbereich aufweist, an den ein, bezogen auf die Verbindungsachse, senkrechter Auflagebereich anschließt. Dabei sind in einer Verbindungs-Endposition der Verbindungseinrichtung die beiden Auflagebereiche bezogen auf die Verbindungsachse übereinander positioniert.
Nach einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsvorrichtung kann wenigstens eines der Funktionselemente wenigstens ein Rastelement, insbesondere einen Rastvorsprung oder einen Rastabschnitt oder einen Rücksprung, wenigstens einer Rastsicherung aufweisen, welche in der Schließposition der wenigstens einen Verbindungseinrichtung hintereinander, miteinander oder ineinander verrastet. Mit der Rastsicherung kann eine Gefahr verringert werden, dass sich die Verbindungseinrichtung durch eine ungewünschte Drehung der Behandlungseinheit um die Verbindungsachse lösen kann.
Zum Schließen und Lösen der wenigstens einen Rastsicherung können die entsprechenden Rastelemente durch die entsprechende Drehung der Behandlungseinheit voneinander getrennt oder aneinander vorbei geführt werden. Hierzu kann es erforderlich sein, entsprechende Rastkräfte zu überwinden. An einem derartigen erhöhten Kraftaufwand beim Anbau kann auch einfach erfasst werden, wenn die Behandlungseinheit in ihrer korrekten Position ist.
Vorteilhaft kann die Verbindungseinrichtung wenigstens ein Vorspannelement aufweisen zur Realisierung einer mechanischen Vorspannung, mit der die zueinander komplementären Funktionselemente gegeneinander pressbar sind. Auf diese Weise kann die Verbindungseinrichtung unter einer mechanischen Spannung gehalten werden. Betriebsbedingte Vibrationen können so gedämpft werden. Auch können betriebsbedingte Geräusche verringert werden. Insbesondere kann ein etwaiges Klappern verhindert werden. Ferner kann eine etwaige Rastkraft, welche zum Schließen oder Öffnen der Verrastung überwunden werden muss, erzeugt oder vergrößert werden.
Das wenigstens eine Vorspannelement kann vorteilhafterweise an dem Anschlusskopf angeordnet sein. Auf diese Weise kann es als Lebensdauerbauteil ausgelegt sein. Es muss nicht gemeinsam mit der Behandlungseinheit ausgetauscht werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Vorspannelement an dem Gehäuse angeordnet sein. Es kann so gemeinsam mit der Behandlungseinheit ausgetauscht werden.
Das wenigstens eine Vorspannelement kann vorteilhafterweise elastisch sein. Das wenigstens eine Vorspannelement kann aufgrund seiner Form und/oder seiner Materialzusammensetzung elastisch sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Vorspannelement Kunststoff, insbesondere Elastomer, aufweisen oder daraus sein. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Vorspannelement ein Federelement, insbesondere eine Drahtbiegeteil, sein oder aufweisen. Es kann vorteilhafterweise aus einem elastischen Metall sein.
Das wenigstens eine Vorspannelement kann zusätzlich eine Dichtungsfunktion ausüben. Das wenigstens eine Vorspannelement kann mit einer Dichtung oder Dichtungseinheit kombiniert sein oder umgekehrt. Zusätzlich oder alternativ kann das wenigstens eine Vorspannelement mit einer Rücklaufsperrmembran der Behandlungseinheit realisiert sein oder umgekehrt. Mit der Rücklaufsperrmembran kann vorteilhafterweise einen Durchlass des Gehäuses für Fluid, bevorzugt der wenigstens eine Einlass, in eine Strömungsrichtung verschließbar sein. Auf diese Weise kann ein Rücklauf des Fluids verhindert werden.
Nach einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsvorrichtung können die Behandlungseinheit, insbesondere der Gehäusedeckel und/oder eine Endscheibe eines etwaigen Filterelements, und der Anschlusskopf jeweils wenigstens ein Korrespondenzelement, insbesondere einen Stutzen, bevorzugt einen Anschlussstutzen und/oder Verbindungsstutzen und/oder Dichtungsstutzen und/oder Zylinderstutzen, aufweisen, welche bei montierter Behandlungseinheit paarweise korrespondieren, Insbesondere kann dabei wenigstens ein Paar von Korrespondenzelementen innerhalb wenigstens eines anderen Paares von Korrespondenzelementen angeordnet sein. Auf diese Weise können die Korrespondenzelemente radial bezüglich der Verbindungsachse relativ zueinander fixiert werden. Alternativ können die Korrespondenzelemente paarweise auf Stoß, insbesondere unter Zwischenlage einer Dichtungseinrichtung, angeordnet sein. Auf diese Weise können bezüglich der Verbindungsachse radiale Lagetoleranzen einfach kompensiert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Paar von Korrespondenzelementen einen fluidführenden Raum radial außen und/oder radial innen begrenzen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Paar von Korrespondenzelementen innerhalb wenigstens eines anderen Paares von Korrespondenzelementen angeordnet sein. Auf diese Weise kann in dem inneren Paar von Korrespondenzelementen ein erster fluidführender Bereich, insbesondere ein Auslasskanal für das Fluid, realisiert werden.
Zwischen den inneren Paar von Korrespondenzelementen und dem äußeren Paar von Korrespondenzelementen kann vorteilhafterweise ein zweiter fluidführender Bereich, insbesondere ein Einlassringraum für das Fluid, realisiert werden.
Die Korrespondenzelemente, insbesondere die Paare von Korrespondenzelementen, können jeweils koaxial zur Verbindungsachse sein. Auf diese Weise können sie einfacher relativ zueinander positioniert werden. Ferner können so die fluidführenden Bereiche umfangsmäßig gleichmäßiger sein.
Wenigstens ein Paar von Korrespondenzelementen, insbesondere ein radial äußeres Paar von Korrespondenzelementen, kann vorteilhafterweise mehrere fluidführende Bereiche, insbesondere wenigstens einen Einlassbereich und wenigstens einen Auslassbereich für das Fluid, umfangsmäßig umgeben. Auf diese Weise können die entsprechenden fluidführenden Bereiche einfach mit nur einem Paar von Korrespondenzelementen zu Umgebung hin abgegrenzt werden. Hierbei können Kontaktbereiche zwischen den Korrespondenzelementen eines Paares gegebenenfalls mit nur einer einzigen Dichtungseinheit abgedichtet werden.
Vorteilhafterweise können die Verbindungsteile der Verbindungseinrichtung radial außerhalb des Paares von Korrespondenzelementen angeordnet sein, welches alle fluidführenden Bereiche umfangsmäßig umgeben kann. Auf diese Weise können die fluidführenden Bereiche mit nur einem Paar von Korrespondenzelementen, gegebenenfalls mit nur einer Dichtungseinrichtung, von dem Verbindungsteilen der Verbindungseinrichtung, bevorzugt auch von der Umgebung getrennt werden. Die Verbindungsteile der Verbindungseinrichtung kann so einfach vor Fluid geschützt werden.
Vorteilhafterweise kann zwischen den Korrespondenzelementen wenigstens eines Paares wenigstens eine Dichteinrichtung, insbesondere eine Ringdichtung, bevorzugt eine O-Ringdichtung oder eine kombinierte Dichtung-Rücklaufsperrmembran, angeordnet sein. So kann der mit dem wenigstens einen Paar von Korrespondenzelementen begrenzte fluidführende Bereich der Kontaktbereich der Verbindungsstutzen besser abgedichtet werden.
Vorteilhafterweise kann zwischen der Behandlungseinheit, insbesondere der Endscheibe des Filterelements mindestens ein Abstandshalter vorgesehen sein. Bei dem Abstandshalter kann es sich um einen Kunststoff-Abstandshalter handeln. Hiermit ist der Vorteil der einfacheren Herstellbarkeit verbunden.
Nach einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsvorrichtung kann das Kopf-Verbindungsteil und/oder das Gehäuse-Verbindungsteil aus Blech sein oder Blech aufweisen. Blech kann in der Regel in seinem Ausgangszustand als gewalztes Metall in Form von ebenen, flachen Tafeln oder Bändern vorliegen. Blech kann einfach mit einer gleichmäßigen Materialdicke realisiert werden. Aus Blech kann auch mit einer verhältnismäßig geringen Materialdicke ein mechanisch stabiles Verbindungsteil realisiert werden. Auf diese Weise kann der erforderliche Bauraum, insbesondere in axialer Richtung, der Verbindungseinrichtung verringert werden. Blech kann einfach verarbeitet oder bearbeitet, insbesondere gebogen, gefaltet, gestanzt, geschnitten oder geschweißt, werden. Mit Blech können einfach Verbindungen zwischen Bauteilen, insbesondere Bördelverbindungen oder Schweißverbindungen, realisiert werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens eines der Verbindungsteile als Blechumformteil ausgeführt sein.
Nach einer günstigen Ausgestaltung der Behandlungsvorrichtung kann das Kopf-Verbindungsteil ringförmig ausgebildet sein. Bei einer ringförmigen Anordnung lässt sich ein bajonettartiger Anschluss zwischen Anschlusskopf und Behandlungseinheit durch schraubenförmiges Verbinden der Teile zueinander besonders einfach realisieren.
Vorteilhaft kann eine äußere Ringdichtung einer Dichtungseinrichtung radial innerhalb des Gehäuse-Verbindungsteils angeordnet sein. So kann mit wenigstens einer Dichtungseinrichtung wenigstens ein fluidführender Bereich der Behandlungsvorrichtung zur Umgebung hin abgedichtet werden. Vorteilhafterweise überragt die äußere Ringdichtung die Verbindungseinrichtung in axialer Richtung um maximal 5 mm nach oben oder nach unten. Dies ist bzgl. der Bauraumausnutzung von Vorteil, da der Dichtungsbereich die axiale Erstreckung der Verbindungseinrichtung nutzt.
Bevorzugt kann die wenigstens eine Dichtungseinrichtung den wenigstens einen Einlass und den wenigstens einen Auslass bezüglich der Verbindungsachse umfangsmäßig umgeben. Auf diese Weise können mit nur einer Dichtung mehrere, insbesondere alle fluidführenden Räume nach außen, insbesondere zur Umgebung und/oder zu den Verbindungsteilen der Verbindungseinrichtung hin, abgedichtet werden.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Dichtungseinrichtung, insbesondere eine Ringdichtung oder in Ringdichtungseinheit, möglichst nah an der Verbindungsachse angeordnet sein, also einen möglichst kleinen Durchmesser aufweisen. Auf diese Weise kann eine Kraft, welche von der wenigstens einen Dichtungseinrichtung in axialer Richtung auf die Verbindungseinrichtung ausgeübt werden kann, verringert werden. Die Verbindungsteile der Verbindungseinrichtung können so mechanisch entlastet werden. Dadurch, dass die wenigstens eine Dichtungseinrichtung einen möglichst kleinen Durchmesser aufweist, kann das erforderliche Drehmoment zum Öffnen oder Schließen der Verbindungseinrichtung verringert werden. So können entsprechend die erforderlichen Öffnungs- oder Schließkräfte verringert werden. Dies kann sich vorteilhaft auf die Wartungsfreundlichkeit und/oder die Belastbarkeit der Behandlungseinheit auswirken.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Dichtungseinrichtung einen O-Ring oder eine Formdichtung aufweisen. Die Dichtungseinrichtung kann vorteilhafterweise bezüglich der Verbindungsachse radial, insbesondere nach außen oder nach innen, dichtend wirken. Zusätzlich oder alternativ kann die wenigstens eine Dichtungseinrichtung in axialer Richtung dichtend wirken.
Die Dichtungsnut der Dichtungseinheit kann auf ihrer dem Filterbalg axial abgewandten Seite mit einem separaten Abdeckring bedeckt sein. Der Abdeckring kann dabei mittels Klemmlaschen mit dem äußeren Dichtungsstutzen verbunden sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsnut der Dichtungseinheit nicht mittels eines separaten Abdeckrings, sondern als Teil des Gehäusedeckels einteilig mit dem Gehäusedeckel ausgebildet. Dies kann sich vorteilhaft auf die Belastbarkeit der Behandlungseinheit auswirken.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Dichteinrichtung am Behandlungseinheit, insbesondere dem Gehäusedeckel und/oder gegebenenfalls der Endscheibe des Filterelements, angeordnet sein. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Dichteinrichtung gemeinsam mit der Behandlungseinheit ausgetauscht werden.
Das wenigstens eine Kopf-Verbindungsteil und/oder das wenigstens eine Gehäuse-Verbindungsteil können jeweils mit einer im Vergleich zu ihrer bezüglich der Verbindungsachse radialen und umfangsmäßigen Ausdehnung geringen Materialdicke realisiert sein. Die Materialdicken des wenigstens einen Kopf-Verbindungsteils und des wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsteils können ähnlich groß sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Materialdicke des wenigstens einen Kopf-Verbindungsteils und/oder des wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsteils vorteilhafterweise maximal 3 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 2 mm, sein.
Die beiden Verbindungsteile können aus Halbzeug oder Formteilen entsprechend geformt, insbesondere gebogen, gefalzt, geknickt, geschnitten oder gestanzt oder dergleichen, sein. Auf diese Weise können gegebenenfalls die entsprechenden Rastabschnitte realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann radial innerhalb der Kopf-Verbindungsteile, die aus Halbzeug oder Formteilen geformt, insbesondere gebogen, gefalzt, geknickt, geschnitten oder gestanzt oder dergleichen, sind, wenigstens ein Teil des Halbzeugs oder der Formteile vorgesehen sein. Vorteilhafterweise ist der radial innerhalb der Kopf-Verbindungsteile angeordnete Teil des Halbzeugs oder der Formteile in Umfangsrichtung geschlossen. Hierdurch kann die Stabilität der Verbindungseinrichtung und damit die Steifigkeit und Dauerbelastbarkeit der Verbindung zwischen den Verbindungseinrichtungen verbessert werden.
Die beiden Verbindungsteile können vorteilhafterweise radial innerhalb wenigstens einer Umfangswand des Gehäuses und/oder des Anschlusskopfs angeordnet sein. Auf diese Weise kann die bajonettartige Verbindungseinrichtung zur Umgebung hin geschützt werden. Die Verbindungseinrichtung kann vorteilhafterweise in einem entsprechenden Verbindungsraum zwischen dem Gehäuse und dem Anschlusskopf angeordnet sein.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Funktionselement über eine möglichst große, bevorzugt seiner gesamte Ausdehnung in Umfangsrichtung und in radialer Richtung bezüglich der Verbindungsachse an dem entsprechenden komplementären Auflagebereich anliegen. Auf diese Weise kann eine Kraftübertragung zwischen dem Verbindungsteilen verbessert werden. Entsprechende Führungskonturen des wenigstens einen komplementären Auflagebereichs können beim Öffnen und Schließen der Verbindungseinrichtung an entsprechenden Führungskonturen des entsprechenden Auflagebereichs entlang gleiten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann eine Materialdicke des wenigstens einen Kopf-Verbindungsteils und/oder des wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsteils in Umfangsrichtung zumindest im Bereich der Auflagebereiche jeweils konstant sein. So kann der insbesondere axiale Platzbedarf der Verbindungseinrichtung verringert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können der wenigstens eine Auflagebereich und wenigstens der mit diesem zusammenwirkende Auflagebereich jeweils einen etwa schraubenförmigen Verlauf um die Verbindungsachse haben. Auf diese Weise kann das Gehäuse-Verbindungsteil beim Drehen der Behandlungseinheit in Schließdrehrichtung mittels der Verbindungsteile gleichzeitig in axialer Richtung zu dem Anschlusskopf hingezogen werden. So kann eine kombinierte Steck-/Drehbewegung realisiert werden. Die Steigungen des wenigstens einen Auflagebereichs und des wenigstens einen komplementären Auflagebereichs können vorteilhafterweise identisch sein.
Auf diese Weise kann ein etwaiges Vorspannungselement und/oder eine Dichtung beim Verschließen der Verbindungseinrichtung axial komprimiert werden. Im Falle einer Dichtung kann so zusätzlich die Dichtfunktion verbessert werden.
Vorteilhafterweise können die Steigungen der Steigung eines üblichen Rechtsgewindes entsprechen. Auf diese Weise kann die Verbindungseinrichtung, wie insbesondere bei Kraftstofffiltern oder Ölfiltern üblich, durch Drehung der Behandlungseinheit dem Rechtsdrehsinn geschlossen und in umgekehrter Richtung geöffnet werden.
Vorteilhafterweise kann eine Höhe axial zur Verbindungsachse, welche beim Schließen der bajonettartigen Verbindungseinrichtung zurückgelegt wird, mit einem axialen Abstand einer etwaigen Dichtung auf Seiten eines der Verbindungsteile von einer entsprechenden Dichtungsfläche auf Seiten des anderen Verbindungsteils entsprechen. Auf diese Weise kann durch die Steck-/Drehverbindung beiden Schließen der Verbindungseinrichtung die entsprechende Dichtung an der entsprechenden Dichtungsfläche positioniert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eines der Verbindungsteile fest oder lösbar mit der Behandlungseinheit verbunden sein. Wenigstens eines der Verbindungsteile kann fest oder lösbar mit dem Anschlusskopf verbunden sein. Das wenigstens eine Verbindungsteil kann mit der Behandlungseinheit oder dem Anschlusskopf mittels einer stoffschlüssigen und/oder kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung, insbesondere mittels einer Bördelverbindung, einer Schweißverbindung, einer Klemmverbindung, einer Rastverbindung, einer Steckverbindung, einer Schraubverbindung und/oder einer Klebeverbindung, verbunden sein.
Vorteilhafterweise kann das Kopf-Verbindungsteil bevorzugt an den Anschlusskopf angeschraubt oder angeschweißt sein. Durch Verwendung einer Schraubverbindung kann das Kopf-Verbindungsteil bei Bedarf einfach von dem Anschlusskopf gelöst werden.
Vorteilhafterweise kann der Gehäusedeckel insbesondere elastisch verformbar sein. Er kann so durch einen insbesondere beim Betrieb der Behandlungsvorrichtung in dem Gehäuse herrschenden Überdruck gegen den Anschlusskopf gepresst werden. Der Anschlusskopf kann so den Gehäusedeckel stützen. So können die Anforderungen an die Druckstabilität des Gehäusedeckels verringert werden. Der Gehäusedeckel kann so einfacher, insbesondere aus einfacheren Materialien, realisiert sein.
Vorteilhafterweise kann eine Mehrzahl von Funktionselementen des wenigstens einen Kopf-Verbindungsteils und entsprechenden komplementären Funktionselementen des wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsteils bezüglich der Verbindungsachse umfangmäßig insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnet sein. So kann eine umfangsmäßig insbesondere gleichmäßige Kraftübertragung verbessert werden. Ferner kann so insgesamt ein Drehwinkel, welcher erforderlich ist zum Schließen und Öffnen der Verbindungseinrichtung, verkleinert werden. Die umfangsmäßige Erstreckung jedes einzelnen Funktionselements kann so geringer sein, als bei der Verwendung nur eines einzigen Paares aus einem Funktionselement und einem entsprechenden komplementären Funktionselement. Um eine vergleichbare gleichmäßige Kraftübertragung zu erreichen, müsste sich ein einziges Paar von Funktionselementen wenigstens einmal über den gesamten Umfang erstrecken.
Vorteilhafterweise kann die Behandlungsvorrichtung eine Filtervorrichtung zur Filtrierung von flüssigen Fluiden, insbesondere Kraftstoff, Öl oder Wasser, sein. Die Filtervorrichtung kann vorteilhafterweise bei einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden.
Eine Behandlungseinheit für eine Behandlungsvorrichtung, insbesondere Filtervorrichtung weist ein Gehäuse auf mit einem Gehäusetopf, einem Gehäusedeckel, wenigstens einem Einlass für das zu behandelnde Fluid und wenigstens einem Auslass für das behandelte Fluid. Dabei ist die Behandlungseinheit mittels einer lösbaren bajonettartigen Verbindungseinrichtung unter Ausführung einer Steck-/Drehbewegung um eine Verbindungsachse einer Behandlungsvorrichtung mit einem Anschlusskopf der Behandlungsvorrichtung verbindbar. Weiter weist die Verbindungseinrichtung wenigstens ein Gehäuse-Verbindungsteil auf Seiten des Gehäuses auf, das zum Verbinden der Verbindungseinrichtung mit wenigstens einem Kopf-Verbindungsteil auf Seiten des Anschlusskopfs ausgebildet ist, wobei der wenigstens eine Einlass mit wenigstens einem Zulauf des Anschlusskopfs für das zu behandelnde Fluid und/oder der wenigstens eine Auslass mit wenigstens einem Ablauf des Anschlusskopfs für das behandelnde Fluid verbindbar ist.
Weiter weist das wenigstens eine Gehäuse-Verbindungsteil wenigstens ein Funktionselement auf, das mit wenigstens einem komplementären Funktionselement des Kopf-Verbindungsteils wirkverbindbar ist.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Anschlusskopf für eine solche Behandlungsvorrichtung vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß wenigstens ein Kopf-Verbindungsteil vorgesehen ist, das wenigstens ein Funktionselement aufweist, wobei das wenigstens eine Funktionselement mit wenigstens einem Funktionselement des Gehäuse-Verbindungsteils wirkverbindbar ist. Dabei ist das Kopf-Verbindungsteil mit Schrauben an dem Anschlusskopf befestigt, wobei die Schrauben mit ihrer Drehachse beabstandet zur Verbindungsachse auf einer Kreislinie um die Verbindungsachse und in einer Montagerichtung der Schrauben schräg zur Verbindungsachse angeordnet sind.
Die in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Behandlungsvorrichtung und deren vorteilhaften Ausführungsformen aufgezeigten Vorteile und Merkmale gelten für die erfindungsgemäße Behandlungseinheit und den erfindungsgemäßen Anschlusskopf und deren vorteilhafte Ausführungsformen entsprechend und umgekehrt.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Anschlusskopfs können die Schrauben jeweils mit ihrer Drehachse gegenüber einer Ebene tangential zu der Kreislinie um einem Winkel in Richtung der Verbindungsachse geneigt sein, wobei der Winkel zwischen 0° und 8°, vorzugsweise zwischen 2° und 7°, besonders bevorzugt zwischen 4° und 5° liegt. Dadurch ergibt sich ein günstiger Kraftverlauf der Verschraubung. Auch wird die Montage des Kopf-Verbindungsteils so erleichtert.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Anschlusskopfs kann eine Projektion der Drehachse der jeweiligen Schraube auf eine Ebene tangential zu der Kreislinie um einen Winkel gegenüber einer Projektion der Verbindungsachse auf diese Ebene geneigt sein, wobei der Winkel zwischen 10° und 30°, bevorzugt zwischen15° und 25° liegen kann. Dadurch ergibt sich ein günstiger Kraftverlauf der Verschraubung. Auch wird die Montage des Kopf-Verbindungsteils so erleichtert.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Anschlusskopfe kann am Kopf-Verbindungsteil ein ebenes Plateau als Anlagefläche für den jeweiligen Schraubenkopf der Schrauben angeordnet sein, das einen Höhenversatz von höchstens 300 µm zur Oberfläche der Montagerampe aufweist, die vom Auflagebereich abgewandt ist. Insbesondere kann das Plateau eine radial äußere Stufe aufweisen, die einen größeren Höhenversatz aufweist als eine radial innere Stufe des Plateaus. Hierdurch kann eine Neigung des Plateaus erreicht werden. Die Drehachse der Schraube ist senkrecht zum Plateau ausgerichtet. Durch die Neigung des Plateaus kann eine definierte Neigung der Schraube gegenüber der Verbindungsachse und/oder gegenüber der Ebene tangential zur Kreislinie vorgegeben werden.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Anschlusskopfs kann das wenigstens eine Funktionselement eine Montagerampe aufweisen, die in den, bezogen auf die Verbindungsachse, senkrechten Auflagebereich übergeht. Alternativ kann das wenigstens eine Funktionselement einen Gleitbereich aufweisen, der in den bezogen auf die Verbindungsachse senkrechten Auflagebereich übergeht.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Anschlusskopfs können die Schrauben mit ihrer Drehachse senkrecht zu der Montagerampe des Funktionselements angeordnet sein. Damit kann eine flache Auflagefläche für den Schraubenkopf erreicht werden.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Anschlusskopfs können die Schrauben in Umfangsrichtung des Kopf-Verbindungsteils jeweils mittig auf der Montagerampe angeordnet sein. Vorteilhaft können die Schrauben von der der Behandlungseinheit zugewandten Seite in am Anschlusskopf angeordnete Gewindeelemente eingeschraubt sein. Dadurch lässt sich eine stabile und zuverlässige Verbindung zwischen Anschlusskopf und Kopf-Verbindungsteil erreichen.
Vorteilhaft kann das Verbindungsteil mittels einer Bördelverbindung zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusetopf an dem Gehäuse befestigt sein. Außerdem kann das Verbindungsteil mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Schweißverbindung, an dem Gehäusedeckel und/oder an dem Gehäusetopf an dem Gehäuse befestigt sein. Auf diese Weise kann das Gehäuse-Verbindungsteil stabil mit der Behandlungseinheit verbunden sein. Es kann so einfach mit diesem gemeinsam ausgetauscht werden.
Vorteilhafterweise kann das Gehäuse-Verbindungsteil mittels einer zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusetopf ausgebildeten Bördelverbindung an dem Gehäuse gehalten sein.
Günstigerweise kann das Kopf-Verbindungsteil mittels einer Schraubverbindung im Anschlusskopf befestigt sein.
Das Gehäuse-Verbindungsteil kann vorteilhafterweise in Axialrichtung bündig sein zu der axial äußersten Fläche der zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusetopf vorgesehenen Bördelverbindung.
Vorteilhafterweise kann der Gehäusedeckel unter Verwendung von Dichtungsmaterial, insbesondere Dichtmasse, dicht mit dem Gehäusetopf insbesondere mittels einer Bördelverbindung verbunden sein.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Anschlusskopfs kann das wenigstens eine Funktionselement jeweils wenigstens ein Rastelement, insbesondere einen Rastvorsprung oder einen Rastabschnitt oder einen Rücksprung, wenigstens einer Rastsicherung aufweisen.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Anschlusskopfs kann das Kopf-Verbindungsteil aus Blech sein oder Blech aufweisen. Blech kann in der Regel in seinem Ausgangszustand als gewalztes Metall in Form von ebenen, flachen Tafeln oder Bändern vorliegen. Blech kann einfach mit einer gleichmäßigen Materialdicke realisiert werden. Aus Blech kann auch mit einer verhältnismäßig geringen Materialdicke ein mechanisch stabiles Verbindungsteil realisiert werden. Auf diese Weise kann der erforderliche Bauraum, insbesondere in axialer Richtung, der Verbindungseinrichtung verringert werden. Blech kann einfach verarbeitet oder bearbeitet, insbesondere gebogen, gefaltet, gestanzt, geschnitten oder geschweißt, werden. Mit Blech können einfach Verbindungen zwischen Bauteilen, insbesondere Bördelverbindungen oder Schweißverbindungen, realisiert werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens eines der Verbindungsteile als Blechumformteil ausgeführt sein.
Nach einer günstigen Ausgestaltung des Anschlusskopfs kann das Kopf-Verbindungsteil ringförmig ausgebildet sein. Bei einer ringförmigen Anordnung lässt sich ein bajonettartiger Anschluss zwischen Anschlusskopf und Behandlungseinheit durch schraubenförmiges Verbinden der Teile zueinander besonders einfach realisieren.
Das wenigstens eine Funktionselement kann jeweils einen etwa schraubenförmigen Verlauf um die Verbindungsachse aufweisen.
Der Gehäusedeckel kann bevorzugt Blech aufweisen. Eine Materialdicke des Gehäusedeckels kann günstigerweise 0,4 mm - 1 mm betragen. Eine äußere Ringdichtung kann radial innerhalb des Gehäuse-Verbindungsteils angeordnet sein. Die Materialdicke des wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsteils und/oder des Kopf-Verbindungsteils kann vorteilhaft maximal 3 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 2 mm, betragen.
Vorteilhafterweise kann die Behandlungseinheit ein Wechselfilter, insbesondere ein Ölwechselfilter oder ein Kraftstoffwechselfilter, sein. Das Gehäuse der Behandlungseinheit kann dann ein Filtergehäuse sein. Vorteilhafterweise kann in dem Filtergehäuse wenigstens ein Filterelement so angeordnet sein, dass es den wenigstens einen Einlass von dem wenigstens einen Auslass trennen kann. Der Anschlusskopf kann vorteilhafterweise ein Filterkopf sein, an dem der Wechselfilter, insbesondere das Filtergehäuse, mittels der Verbindungseinrichtung lösbar montiert werden kann.
Ein Wechselfilter ist üblicherweise ein Filter, bei dem das wenigstens eine Filterelement gemeinsam mit dem Filtergehäuse ausgetauscht wird. In der Regel ist das wenigstens eine Filterelement fest in dem Filtergehäuse angeordnet. Entsprechend müssen die Verbindungen zwischen Gehäusetopf und Gehäusedeckel nicht zerstörungsfrei lösbar sein.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf eine Behandlungsvorrichtung einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Brennkraftmaschinen, insbesondere Industriemotoren, eingesetzt werden. Die Erfindung kann auch bei andersartigen Behandlungsvorrichtungen für Fluid innerhalb oder außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik verwendet werden. Die Erfindung kann auch bei Luftentölboxen oder Trockenmittelboxen verwendet werden.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

1 eine isometrische Darstellung einer Behandlungsvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, insbesondere einer Filtervorrichtung für Motoröl einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mit einer Behandlungseinheit und einem Anschlusskopf;
2 eine isometrische Darstellung der Behandlungseinheit nach 1 mit Draufsicht auf das Gehäuse-Verbindungsteil;
3 einen Längsschnitt der Behandlungsvorrichtung nach 1;
4 eine Detailansicht der Behandlungsvorrichtung nach 1 mit aufgeschnittenem Gehäuse;
5 eine isometrische Darstellung des Anschlusskopfes der Behandlungsvorrichtung nach 1 mit Blick auf das Kopf-Verbindungsteil im Inneren des Anschlusskopfes;
6 eine isometrische Darstellung des Kopf-Verbindungsteils nach 5;
7 eine isometrische Darstellung des Gehäuse-Verbindungsteils nach 2;
8 eine Seitenansicht des Kopf-Verbindungsteils nach 5 mit Neigung der Drehachse der Schraube zur Verbindungachse;
9 eine Seitenansicht des Kopf-Verbindungsteils nach 5 mit Neigung der Drehachse der Schraube zu einer tangentialen Ebene;
10 ein Detail des Kopf-Verbindungsteils nach 5 mit einem Plateau, an dem der Schraubenkopf anliegt, das eine radial äußeren Stufe aufweist;
11 ein Detail des Kopf-Verbindungsteils nach 5 mit einem Plateau, an dem der Schraubenkopf anliegt, das eine radial innere Stufe aufweist.

Ausführungsform(en) der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
In den 1 bis 4 ist eine erste Ausgestaltung einer Behandlungsvorrichtung 10 in Form einer Filtervorrichtung für ein flüssiges Fluid, beispielsweise Motoröl eines Motorölkreislaufs einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, und deren Komponenten in unterschiedlichen Perspektiven, Schnitten und Detailansichten gezeigt. Die Behandlungsvorrichtung 10 dient beispielsweise zur Reinigung des Motoröls.
1 zeigt eine isometrische Darstellung der Behandlungsvorrichtung 10 mit einer Behandlungseinheit 14 und einem Anschlusskopf 12. 2 zeigt eine isometrische Darstellung der Behandlungseinheit 14 mit Draufsicht auf ein Gehäuse-Verbindungsteil 100, das in diesem Ausführungsbeispiel vier Funktionselemente 104 aufweist. 3 zeigt einen Längsschnitt der Behandlungsvorrichtung 14. 4 zeigt eine Detailansicht der Behandlungsvorrichtung 14 mit aufgeschnittenem Gehäuse 56.
Die Behandlungsvorrichtung 10 umfasst den Anschlusskopf 12 in Form eines Filterkopfs, an dem als Behandlungseinheit 14 ein Wechselfilter lösbar befestigt ist. Der Anschlusskopf 12 ist fest mit der Brennkraftmaschine verbunden und dient als Anschlussteil für die Behandlungseinheit 14. Der Anschlusskopf 12 ist im Detail in der 5 gezeigt. Der Anschlusskopf 12 umfasst einen Zulauf 16 und einen Ablauf 18 für das Motoröl. Der Zulauf 16 und der Ablauf 18 sind in hier nicht weiter ausgeführter Weise mit entsprechenden Ölleitungen der Brennkraftmaschine verbunden.
Der Anschlusskopf 12 weist ferner einen bezüglich einer Verbindungsachse 20 koaxialen radial inneren Anschlussstutzen 22 auf.
Wenn im Folgenden von „axial“, „radial“, „koaxial“, „umfangsmäßig“ oder dergleichen die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders erwähnt, auf die Verbindungsachse 20. Im gezeigten Ausführungsbeispiel fällt die Verbindungsachse 20 mit einer Filterachse der Behandlungseinheit 14 zusammen.
Der innere Anschlussstutzen 22 ist etwa kreiszylindrisch. Er erstreckt sich auf der Seite des Anschlusskopfs 12, welche der Behandlungseinheit 14 zugewandt ist. Er ist an seinen beiden Stirnseiten offen. Auf seiner der Behandlungseinheit 14 abgewandten Seite ist der innere Anschlussstutzen 22 fluidtechnisch mit dem Ablauf 18 verbunden.
Der innere Anschlussstutzen 22 ist koaxial von einem kreiszylindrischen radial äußeren Anschlussstutzen 24 umgeben. Der innere Anschlussstutzen 22 überragt auf der der Behandlungseinheit 14 zugewandten Seite den äußeren Anschlussstutzen 24 in axialer Richtung.
Der innere Anschlussstutzen 22 und der äußere Anschlussstutzen 24 begrenzen jeweils umfangsseitig einen koaxialen Einlassringraum 26. Der Einlassringraum 26 ist über eine Fluidverbindung mit dem Zulauf 16 verbunden.
Der innere Anschlussstutzen 22 und der äußere Anschlussstutzen 24 sind koaxial von einer kreiszylindrischen Umfangswand 28 umgeben. Der der Behandlungseinheit 14 zugewandte freie Rand der Umfangswand 28 befindet sich etwa auf der gleichen axialen Höhe wie der freie Rand des äußeren Anschlussstutzens 24.
5 zeigt eine isometrische Darstellung des Anschlusskopfes 12 der Behandlungsvorrichtung 10 nach 1 mit Blick auf das Kopf-Verbindungsteil 32 im Inneren des Anschlusskopfes 12. 6 zeigt eine isometrische Darstellung des Kopf-Verbindungsteils 12 nach 5. 7 zeigt eine isometrische Darstellung des dazu komplementären Gehäuse-Verbindungsteils 100.
In der Ausgestaltung des Anschlusskopfs 12 nach 5 bildet die Umfangswand 28 eine radial äußere Begrenzung eines axial äußeren Teils des Anschlusskopfs 12 auf der der Behandlungseinheit 14 abgewandten Seite. Teilweise überdeckt von der Umfangswand 28 ist ein Spritzschutzteil 150 angeordnet. Das Spritzschutzteil 150 ist beispielsweise aus vulkanisiertem Elastomer oder thermoplastischem Elastomer (TPE) gefertigt. Das Spritzschutzteil 150 und der äußere Anschlussstutzen 24 begrenzen jeweils umfangsseitig einen ringförmigen koaxialen Verbindungsraum 30.
In dem Verbindungsraum 30 ist ein Kopf-Verbindungsteil 32 einer lösbaren bajonettartigen Verbindungseinrichtung 34 angeordnet. Mit der Verbindungseinrichtung 34 ist die Behandlungseinheit 14 lösbar an dem Anschlusskopf 12 befestigt. Dazu ist in der Behandlungseinheit 14 ein komplementäres Gehäuse-Verbindungsteil 100 angeordnet.
Das insgesamt etwa ringförmige Kopf-Verbindungsteil 32 ist vorzugsweise aus Blech geformt. Die Dicke des Blechs ist konstant etwa 2 mm bis 3 mm.
Radial innen weist das Kopf-Verbindungsteil 32 einen ringförmigen Kopf-Montageabschnitt 36 auf. Der Kopf-Montageabschnitt 36 stößt mit seiner radial inneren Umfangsseite etwa an die radial äußere Umfangsseite des äußeren Anschlussstutzens 24. Der Kopf-Montageabschnitt 36 erstreckt sich etwa in einer Ebene radial und umfangsmäßig. Das Kopf-Verbindungsteil 32 erstreckt sich radial etwa bis zur Mitte des Verbindungsraums 30.
Der Kopf-Montageabschnitt 36 geht in diesem Beispiel in vier kopfseitige Funktionselemente 44 in Form von Bajonettabschnitten über, wie in der Detaildarstellung in 5 erkennbar ist. Statt vier Funktionselementen 44 können auch drei oder fünf vorgesehen sein.
Die kopfseitigen Funktionselemente 44 sind in Form und Größe identisch. Die kopfseitigen Funktionselemente 44 sind umfangsmäßig gleichmäßig verteilt angeordnet. Die kopfseitigen Funktionselemente 44 weisen jeweils einen Umfangsabschnitt 40 auf, welcher sich im Wesentlichen umfangsmäßig parallel zu einem gedachten Kreiszylindermantel um die Verbindungsachse 20 erstreckt. Der Umfangsabschnitt 40 weist einen relativ kurzen Auflagebereich 45 auf, der senkrecht zur Verbindungsachse 20 angeordnet ist. Das jeweilige Funktionselemente 44 weist eine in axialer Richtung schräg verlaufende Montagerampe 43 auf, die in den relativ kurzen Auflagebereich 45 übergeht, der mit einem Rastelement 46 als Endanschlag 47 endet, an den ein Rücksprung zum benachbarten Kopf-Montageabschnitt 36 anschließt.
Die Umfangsabschnitte 40 verbinden also die Kopf-Montageabschnitte 36 mit den jeweiligen Montagerampen 43. Die Montagerampen 43 sind insbesondere in der 6 gut sichtbar.
Die Montagerampen 43 haben jeweils einen etwa schraubenförmigen Verlauf um die Verbindungsachse 20. Die Steigung der schräg verlaufenden Montagerampen 43 entspricht etwa der Steigung eines üblichen Rechtsgewindes. Von der Behandlungseinheit 14 aus axial betrachtet sind die im Uhrzeigersinn vorderen freien Enden der Montagerampen 43 betrachtet jeweils näher an der Behandlungseinheit 14 als die im Uhrzeigersinn hinteren Enden. Zwischen den vorderen Enden der Montagerampen 43 und der Ebene des Kopf-Montageabschnitts 36 besteht jeweils eine Lücke, durch die entsprechende, weiter unten näher erläuterte, komplementäre gehäuseseitige Funktionselemente 104 in Form von Bajonettabschnitten eingeführt werden können.
Das Kopf-Verbindungsteil 32 ist mit Schrauben 52 an dem Anschlusskopf 12 befestigt, wobei die Schrauben 52 mit ihrer Drehachse 51 beabstandet zur Verbindungsachse 20 auf einer Kreislinie um die Verbindungsachse 20 und in einer Montagerichtung der Schrauben 52 schräg zur Verbindungsachse 20 angeordnet sind. Die Schrauben 52 sind dabei so ausgerichtet, dass sie mit ihrer Drehachse 51, in Richtung der Verbindungsachse 20 gesehen, in einer Ebene ungefähr tangential zu der Kreislinie angeordnet sind. Die Drehachse 51 der Schraube 52 ist in 5 der Übersichtlichkeit halber nur bei einer Schraube 52 dargestellt. Insbesondere ist die Drehachse 51 gegenüber einer Ebene tangential zu der Kreislinie 35 (6) um einem Winkel in Richtung der Verbindungsachse 20 geneigt, wobei der Winkel zwischen 0° und 8°, vorzugsweise zwischen 2° und 7°, besonders bevorzugt zwischen 4° und 5° liegt.
Weiter sind die Schrauben 52 mit ihrer Drehachse 51 senkrecht zu einer Auflagefläche des Schraubenkopfs an der Montagerampe 43 des Funktionselements 44 angeordnet. Wie insbesondere in 6, welche das Kopf-Verbindungsteil 32 separat zeigt, zu erkennen ist, sind die Schrauben 52 in Umfangsrichtung des Kopf-Verbindungsteils 32 in Bohrungen 48 jeweils mittig auf der Montagerampe 43 angeordnet. Die Schrauben 52 sind von der der Behandlungseinheit 14 zugewandten Seite in am Anschlusskopf 12 angeordnete Gewindeelemente 39 eingeschraubt.
Das Blech des Kopf-Verbindungsteils 32 ist im Kopf-Montageabschnitt 36, in den Umfangsabschnitten 40 und in den Montagerampen 43 im Wesentlichen gleich dick. Dies bedeutet auch, dass es in dem Kopf-Montageabschnitt 36 und in den Montagerampen 43 eine gleichmäßige axiale Ausdehnung hat. Wie in den 8-11 detailliert beschrieben wird, ist ein Plateau 59 (8-11) als Auflagefläche für den Schraubenkopf vorgesehen, welches einen Höhenversatz von wenigen hundert µm aufweist und selbst von radial außen nach radial innen geneigt ist, wobei der Höhenversatz radial außen größer ist als radial innen.
Die Funktionselemente 44 weisen jeweils einen kopfseitigen Rastvorsprung 46 auf. Die Rastvorsprünge 46 sind als jeweilige Biegungen in den Funktionselementen 44 realisiert. Die Rastvorsprünge 46 erheben sich axial auf der der Behandlungseinheit 14 zugewandten Seite.
Mit der Verbindungseinrichtung 34 ist die Behandlungseinheit 14 lösbar an dem Anschlusskopf 12 befestigt. Dazu ist in der Behandlungseinheit 14 ein komplementäres Gehäuse-Verbindungsteil 100 angeordnet, das komplementäre Funktionselemente 104 aufweist. 7 zeigt eine isometrische Darstellung des Gehäuse-Verbindungsteils 100 nach 2-4, das mit dem Kopf-Verbindungsteil 32 zusammenwirkt.
Das Gehäuse-Verbindungsteil 100 der Verbindungseinrichtung 34 ist als ringförmiges koaxiales Element vorzugsweise aus Blech geformt. Eine Dicke des Blechs des Gehäuse-Verbindungsteils 100 entspricht etwa der Dicke des Blechs des Kopf-Verbindungsteils 32.
Das Gehäuse-Verbindungsteil 100 erstreckt sich radial von der radial äußeren Umfangsseite des Gehäusedeckels 60 (4) bis über die radiale Mitte des Verbindungsraums 30. Das Gehäuse-Verbindungsteil 100 überlappt das Kopf-Verbindungsteil 32.
Das Gehäuse-Verbindungsteil 100 weist einen Gehäuse-Montageabschnitt 102 auf, welcher sich etwa in einer Ebene radial und umfangsmäßig erstreckt. Der Gehäuse-Montageabschnitt 102 ist radial außen axial zwischen dem Gehäusedeckel 60 und einer Bördelverbindung als Rand 57 des Gehäusetopfs 58 mit dem Gehäusedeckel 60 fixiert. Er liegt auf einer Seite flächig an dem Gehäusedeckel 60 auf.
Der Gehäuse-Montageabschnitt 102 geht auf seiner radial inneren Seite in vier identische gehäuseseitige Funktionselemente 104 in Form von Bajonettabschnitten über. Die gehäuseseitigen Funktionselemente 104 sind umfangsmäßig gleichmäßig verteilt angeordnet. Sie haben etwa die Form und Größe der dazu komplementären kopfseitigen Funktionselemente 44. Statt vier Funktionselementen 104 können auch drei oder fünf vorgesehen sein.
Die gehäuseseitigen Funktionselemente 104 wirken komplementär zu den Funktionselementen 44, die leicht helixförmig verlaufen, und umfassen jeweils einen Auflagebereich 105 mit einer Erstreckung 109 in Umfangsrichtung sowie einen Gleitbereich 142 an einem umfangseitigen Ende des Auflagebereichs 105 und ein Rastelement 106 als Endanschlag 107 am gegenüberliegenden umfangseitigen Ende des Auflagebereichs 105. Bei Herstellung der Verbindung zwischen Kopf-Verbindungsteil 32 und Gehäuse-Verbindungsteil 100 gleitet die Gleitbereiche 142 auf den Montagerampen 43 des gehäuseseitigen Kopf-Verbindungsteils 32.
Der jeweilige Auflagebereich 105 weist eine Kontaktfläche 108 auf, die in 7 an der nicht sichtbaren Seite der Auflagebereiche 105 angeordnet ist und die bei hergestellter Verbindung mit dem Kopf-Verbindungsteil 32 jeweils an den Auflagebereichen 45 der Funktionselemente 44 anliegen.
Die Kontaktflächen 108 befinden sich auf der dem Gehäusedeckel 60 zugewandten Seite des jeweiligen gehäuseseitigen Funktionselements 104. Im Schließzustand der Verbindungseinrichtung 34 werden die Kontaktflächen 108 jeweils zum Zusammenwirken von einer der kopfseitigen Funktionselemente 44 hintergriffen. Dabei liegen die Kontaktflächen 108 jeweils an den entsprechenden Bereichen der Funktionselemente 44 an.
Die gehäuseseitigen Funktionselemente 104 weisen jeweils einen gehäuseseitigen Rastvorsprung 110 auf. Die Rastvorsprünge 110 erheben sich axial von dem Gehäusedeckel 60 weg. Bei montierter Behandlungseinheit 14 verrasten die gehäuseseitigen Rastvorsprünge 110 hinter den entsprechenden kopfseitigen Rastvorsprüngen 46.
Zum Anbau wird die Behandlungseinheit 14 mit dem Gehäusedeckel 60 voran koaxial auf die Anschlussseite des Anschlusskopfs 12 gesteckt.
Das Kopf-Verbindungsteil 32 ist an dem Kopf-Montageabschnitt 36 mit insgesamt vier Schrauben 52, wie in der 5 gezeigt, von der der Behandlungseinheit 14 zugewandten Seite an dem Anschlusskopf 12 befestigt. Die Schrauben 52 befinden sich jeweils mittig in den Bohrungen 48 der Montagerampen 43 und sind in Gewindeelemente 39 im Anschlusskopf 12 eingeschraubt.
Im Verbindungsraum 30 ist ferner ein Vorspannelement 54 koaxial angeordnet. Die 5 lässt die Einbaulage im Anschlusskopf 12 erkennen. Im Anschlusskopf 12 wird das Vorspannelement 54 mit leichtem Spiel in eine Nut gelegt und durch das angeschraubte Kopf-Verbindungsteil 32 gesichert. Dadurch werden auch die offenen Federenden des Vorspannelements 54 gehalten.
Das Vorspannelement 54 ist als Drahtbiegeteil mit mehreren in radialer Richtung nach außen ragenden Federarmen 53 ausgebildet und liegt an zwei bis fünf Bereichen am Anschlusskopf 12 bzw. an der Motor- oder Fahrzeugseite an und mit seinen Federarmen 53 an zwei bis fünf Bereichen am Rand 57 des Gehäusetopfs 58 der Behandlungseinheit 14. Der Rand 57 des Gehäusetopfs 58 kann beispielsweise als Bördel ausgebildet sein.
Gemäß der Ausgestaltung des Anschlusskopfs 12 in den 1 bis 5 umschließt die Umfangswand 28 einen oberen Teil des ringförmigen Spritzschutzteils 150.
Das Spritzschutzteil 150 dient zum Schutz der Funktionselemente 44, 104 vor Spritzwasser und Staub. Das Spritzschutzteil 150 ist aus einem vulkanisiertem Elastomer oder einem thermoplastischen Elastomer (TPE) gebildet und dichtet vorzugsweise radial gegen den Anschlusskopf 12 und vorzugsweise axial gegen den Rand 57 der Behandlungseinheit 14. Im Bereich der Auflage der (nicht sichtbaren) Federarme des Vorspannelements 54 sind kleine Aussparungen in Form einer Nut vorgesehen. Zum Anschlusskopf 12 ist das Spritzschutzteil 150 vorzugsweise durch das Kopf-Verbindungsteil 32 gehalten und geklemmt. Alternativ kann das Spritzschutzteil 150 auch in den Anschlusskopf 12 geknüpft sein.
Das Spritzschutzteil 150 hat eine schirmartige Form. Dabei dichtet es auf einem kleinen Durchmesser gegen den Anschlusskopf 12 und auf einem großen Durchmesser gegen den Rand 57. In den Bereichen, in denen die Federarme 53 des Vorspannelements 54 zum Rand 57 ragen, weist das Spritzschutzteil 150 jeweils eine Ausbuchtung 152 auf, welche den jeweiligen Federarm 53 abdeckt.
Das Spritzschutzteil 150 überragt außen umlaufend den Rand 57 mit einer Lippe 160. Radial innerhalb des Rands 57 ist eine weitere Lippe 162 vorgesehen, die bei der Montage zur Zentrierung dient. Die Lippen 160, 162 bilden einen Dichtbereich 166, der vorzugsweise axial gegen den Rand 57 abdichtet.
Die Behandlungseinheit 14 ist als Spin-On-Filter mit einem runden Querschnitt ausgelegt. Er ist im Wesentlichen koaxial zur Verbindungsachse 20. Die Behandlungseinheit 14 weist ein Gehäuse 56 mit einem Gehäusetopf 58 auf, in dessen offener Seite ein Gehäusedeckel 60 mit seinem radial äußeren Rand mittels einer Bördelverbindung befestigt ist. Ein radial äußerer Durchmesser des Gehäuses 56 im Bereich des Gehäusedeckels 60 ist kleiner als ein radial innerer Durchmesser des Spritzschutzteils 150 des Anschlusskopfes 12. Der Gehäusetopf 58 hat einen nach außen gewölbten Gehäuseboden 62. Der Gehäusedeckel 60 und der Gehäusetopf 58 sind aus Metall. Optional kann der Gehäusedeckel 60 auch mit dem Gehäusetopf 58 verschweißt sein.
In dem Gehäusetopf 58 ist ein koaxiales Filterelement 64 angeordnet (3-4). Das Filterelement 64 verfügt über ein zu einem Filterbalg 66 gefaltetes, umfangsmäßig geschlossenes Filtermedium. An seinen Stirnseiten ist der Filterbalg 66 jeweils dicht mit einer Anschlussendscheibe 68, in der 1 oben, und einer Gegenendscheibe 70 unten, verbunden. Die Anschlussendscheibe 68 befindet sich auf der dem Gehäusedeckel 60 zugewandten Seite des Filterelements 64.
Der Filterbalg 66 umgibt einen Elementinnenraum 72 des Filterelements 64. Der Elementinnenraum 72 befindet sich auf einer Reinseite des Filterelements 64.
Die Gegenendscheibe 70 verschließt den Elementinnenraum 72 auf der dem Gehäuseboden 62 zugewandten Stirnseite des Filterelements 64. An der dem Gehäuseboden 62 zugewandten Außenseite der Gegenendscheibe 70 stützen sich mehrere Federelemente 74 ab, die sich andererseits am Gehäuseboden 62 abstützen.
In der Gegenendscheibe 70 kann ein (nicht dargestelltes) federbelastetes Umgehungsventil angeordnet sein, welches im Öffnungszustand, unter hier nicht weiter interessierenden Bedingungen, eine Ölströmung von Motoröl vom Gehäuseboden 62 direkt unter Umgehung des Filtermediums in den Elementinnenraum 72 zulässt.
Das Filterelement 64 ist radial außen von einem rohseitigen Ringraum 78 umgeben, der von der radial inneren Umfangsseite des Gehäusetopfs 58 begrenzt wird.
Im Elementinnenraum 72 kann sich ferner ein (nicht dargestelltes) koaxiales Mittelrohr zwischen der Gegenendscheibe 70 und der Anschlussendscheibe 68 erstrecken. Eine Umfangswand des Mittelrohrs ist für das Motoröl durchlässig. Eine radial innere Umfangsseite, nämlich radial innere Faltkanten, des Filterbalgs 66 können sich an der radial äußeren Umfangsseite des Mittelrohrs abstützen.
Die Anschlussendscheibe 68 weist eine koaxiale Auslassöffnung 82 für das filtrierte Motoröl auf. An der radial inneren Umfangsseite ist die Anschlussendscheibe 68 zu einem koaxialen Zylinderstutzen 83 geformt, welcher sich axial von dem Elementinnenraum 72 weg erstreckt.
An der axial dem Elementinnenraum 72 abgewandten Seite des Zylinderstutzens 83 ist eine ringförmige koaxiale innere Dichtungseinheit 84 befestigt. Die innere Dichtungseinheit 84 besteht aus einem Elastomer.
Radial außen weist die innere Dichtungseinheit 84 eine Rücklaufsperrmembran 86 auf. Die Rücklaufsperrmembran 86 ist ringförmig und umgibt den Zylinderstutzen 83 radial außen. Die Rücklaufsperrmembran 86 liegt unter einer mechanischen Vorspannung an der dem Filterbalg 66 zugewandten Innenseite des Gehäusedeckels 60 an. Sie verschließt, wie in der 3 gezeigt, im druckfreien Zustand eine koaxiale ringförmige Einlassöffnung 88 des Gehäusedeckels 60 für Motoröl. Sobald Motoröl der Behandlungsvorrichtung 10 zugeführt wird, öffnet die Rücklaufsperrmembran 86 aufgrund des Öldrucks in Durchlassrichtung. Ein Rücklauf des Motoröls durch die Einlassöffnung 88 wird durch die Rücklaufsperrmembran 86 verhindert.
Ein radial innerer Ringabschnitt der inneren Dichtungseinheit 84 bildet eine koaxiale innere Ringdichtung 90. Die innere Ringdichtung 90 liegt mit ihrer radial äußeren Umfangsseite dicht an der radial inneren Umfangsseite des Zylinderstutzens 83 an. Die innere Ringdichtung 90 liegt mit ihrer radial inneren Umfangsseite bei montierter Behandlungseinheit 14 dicht an einer als Dichtfläche ausgelegten radial äußeren Umfangsseite des radial inneren Anschlussstutzens 22 an. Mit der inneren Ringdichtung 90 wird im Bereich der Einlassöffnung 88 die Reinseite der Behandlungseinheit s 14 von ihrer Rohseite getrennt.
Der Gehäusedeckel 60 weist im Bereich der Einlassöffnung 88 einen abgestuften koaxialen äußeren Dichtungsstutzen 92 auf. Eine Einschnürung des äußeren Dichtungsstutzens 92 an seinem dem Filterbalg 66 axial abgewandten Ende bildet eine äußere Dichtungsnut 94 für eine äußere Ringdichtung 96 mit. Die äußere Ringdichtung 96 ist als O-Ring ausgelegt.
Ein radial äußerer Durchmesser des äußeren Dichtungsstutzens 92 außerhalb des Bereiches der Dichtungsnut 94 entspricht etwa dem radial inneren Durchmesser des äußeren Anschlussstutzens 24 des Anschlusskopfs 12. Bei montierter Behandlungseinheit 14 steckt der Dichtungsstutzen 92 in dem äußeren Anschlussstutzens 24. Die radial äußere Umfangsseite des äußeren Dichtungsstutzens 92 liegt dann an der radial inneren Umfangsseite des radial äußeren Anschlussstutzens 24 an.
Die äußere Dichtungsnut 94 ist auf ihrer dem Filterbalg 66 axial abgewandten Seite mit einem Abdeckring 98 bedeckt. Der Abdeckring 98 ist mittels Klemmlaschen mit dem äußeren Dichtungsstutzen 92 verbunden.
Bei montierter Behandlungseinheit 14 liegt die äußere Ringdichtung 96 an der als Dichtungsfläche ausgelegten radial inneren Umfangsseite des radial äußeren Anschlussstutzens 24 dicht an. Die äußere Ringdichtung 96 trennt so den ölführenden Bereich der Behandlungsvorrichtung 10 von dem Verbindungsraum 30 und von der Umgebung.
Spätestens wenn der Abdeckring 98 an der Stirnseite des radial äußeren Anschlussstutzens 24 des Anschlusskopfs 12 und/oder das Gehäuse-Verbindungsteils 100 an dem Kopf-Verbindungsteil 32 ankommt, wird dir Behandlungseinheit 14 zusätzlich im Rechtsdrehsinn, welcher der Schließdrehsinn der Verbindungseinrichtung 34 ist, um die Verbindungsachse 20 gedreht.
Sobald die freien Enden der gehäuseseitigen Funktionselemente 104 im Bereich der entsprechenden kopfseitigen Einführspalte 50 positioniert sind, beginnt die Führung der jeweiligen gehäuseseitigen Gleitbereiche 142 an den jeweiligen Montagerampen 43 der Funktionselemente 44. Die Federarme 53 des Vorspannelements 54 stützen sich mit ihren freien Enden mit den geraden Abschnitten 55 an dem Rand 57 des Gehäusetopfs 58 in axialer Richtung ab. Durch den mit der Steigung der Montagerampen 43 und der Gleitbereiche 142 erreichten Zug in axialer Richtung zwischen den Funktionselementen 44 und 104 werden die innere Ringdichtung 90 auf den radial inneren Anschlussstutzen 22 und die äußere Ringdichtung 96 in den radial äußeren Anschlussstutzen 24 gezogen.
Sobald die gehäuseseitigen Rastvorsprünge 110 an den entsprechenden kopfseitigen Rastvorsprüngen 46 anstoßen, muss zum Weiterdrehen eine entsprechende Rastkraft überwunden werden. Die Rastkraft wird durch die Rückstellkraft der Federarme des Vorspannelements 54 mit realisiert.
Nach Überwinden der Rastkraft verrasten die gehäuseseitigen Rastvorsprünge 110 hinter den gehäuseseitigen Rastvorsprüngen 46 und sichern somit die Verbindungseinrichtung 34 gegen ungewolltes Öffnen.
Zum Trennen der Behandlungseinheit 14 von dem Anschlusskopf 12 wird die Behandlungseinheit 14 im Linksdrehsinn, also in Öffnungsdrehsinn, um die Verbindungsachse 20 gedreht. Hierzu müssen zunächst die Rastkraft der gehäuseseitigen Rastvorsprünge 110 mit den kopfseitigen Rastvorsprüngen 46 überwunden werden.
Unter der Federvorspannung des Vorspannelements 54 werden die inneren Auflagebereiche 105 entlang der entsprechenden Auflagebereiche 45 der kopfseitigen Funktionselemente 44 geführt. Ferner werden die äußeren gehäuseseitigen Auflagebereiche 105 an jeweiligen Führungszapfen entlang geführt. Dabei wird mit den Führungszapfen jeweils eine axiale Abdrückkraft auf die äußeren gehäuseseitigen Auflagebereiche 105 erzeugt, welche gegen eine jeweilige Haltekraft der inneren Ringdichtung 90 und der äußeren Ringdichtung 96 wirken. Die Haltekräfte werden durch die jeweilige Reibung zwischen der inneren Ringdichtung 90 und dem inneren Anschlussstutzen 22 und zwischen der äußeren Ringdichtung 96 und dem äußeren Anschlussstutzen 24 realisiert. Mittels der Abdrückkraft werden jeweils in axialer Richtung die innere Ringdichtung 90 von dem inneren Anschlussstutzen 22 abgezogen und die äußere Ringdichtung 96 aus dem äußeren Anschlussstutzen 24 herausgezogen.
Sobald nach weiterer Drehbewegung die gehäuseseitigen Funktionselemente 104 die entsprechenden kopfseitigen Einführspalten 50 verlassen, wird die Behandlungseinheit 14 mit einer axialen Bewegung von dem Anschlusskopf 12 abgezogen.
Beim Betrieb der Behandlungsvorrichtung 10, also beim Betrieb der Brennkraftmaschine, strömt zu reinigendes Motoröl durch den Zulauf 16 in den Einlassringraum 26. Von dort aus strömt das Motoröl durch die Einlassöffnung 88 unter Freigabe durch die Rücklaufsperrmembran 86 in den rohseitigen Ringraum 78 des Filtergehäuses 56. Das zu reinigende Motoröl durchströmt den Filterbalg 66 von radial außen nach radial innen und gelangt durch die Öffnungen des Mittelrohrs 88 in den Elementinnenraum 72. Vom Elementinnenraum 72 gelangt das gereinigte Motoröl durch die Auslassöffnung 82 und den radial inneren Anschlussstutzen 22 des Anschlusskopfs 12 zum Ablauf 18. Das gereinigte Motoröl verlässt den Anschlusskopf 12 und damit die Behandlungsvorrichtung 10 durch den Ablauf 18. Die Strömungsrichtung 112 ist jeweils durch Pfeile angedeutet.
In den 8 und 9 zeigt im Detail die Verkippung der Schrauben 52 am Kopf-Verbindungsteil 32 anhand einer in das Kopf-Verbindungsteil 32 eingeführten Schraube 52 im Detail. 8 zeigt eine Seitenansicht des Kopf-Verbindungsteils 32 nach 5 mit Neigung der Drehachse 51 der Schraube 52 zur Verbindungachse 20. 9 zeigt eine Seitenansicht des Kopf-Verbindungsteils 32 nach 5 mit Neigung der Drehachse 51 der Schraube 52 zu einer Ebene tangential zur Kreislinie 35 (6).
Die Drehachsen 51 der Schrauben 52 sind auf der Kreislinie 35 angeordnet (6). Wie 8 zeigt, ist eine Projektion 51 der Drehachse 52 der jeweiligen Schraube 52 auf eine Ebene tangential zu der Kreislinie 35 ist um einen Winkel β gegenüber einer Projektion 21 der Verbindungsachse 20 auf diese Ebene geneigt. Die Ebene ist für die in der Figur eingezeichnete Schraube 52 parallel zur Bildebene orientiert und mit einem strichlierten Rechteck angedeutet. Der Winkel β liegt beispielsweise zwischen 10° und 30°, bevorzugt zwischen 15° und 25°.
9 zeigt, dass die Schrauben 52 sind jeweils mit ihrer Drehachse 51 gegenüber der Ebene tangential zu der Kreislinie 35 um einem Winkel α in Richtung der Verbindungsachse 20 geneigt sind. Die Ebene ist für die in der Figur eingezeichnete Schraube 52 senkrecht zur Bildebene orientiert. Der Winkel α liegt zwischen 0° und 8°, vorzugsweise zwischen 2° und 7°, besonders bevorzugt zwischen 4° und 5°.
Die 10 und 11 erläutern, wie die Neigung der Schrauben 52 über die Neigung der Montagerampe 43 hinaus erzeugt werden kann. 10 zeigt ein Detail des Kopf-Verbindungsteils 32 nach 5 mit einem Plateau 59, an dem der Schraubenkopf der Schraube 52 anliegt, wobei das Plateau 59 eine radial äußeren Stufe 61 aufweist. 11 zeigt ein Detail des Kopf-Verbindungsteils 32 nach 5 mit einer radial inneren Stufe 63 des Plateaus 59, die kleiner ist als die radial äußere Stufe 61. Der Höhenversatz gegenüber der Fläche der Montagerampe 43, welche dem Schraubenkopf zugewandt ist, beträgt vorzugsweise maximal 300 µm.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015091665 A1 [0002]

Claims

Behandlungsvorrichtung (10), insbesondere Filtervorrichtung, für ein Fluid, insbesondere für ein flüssiges Fluid, mit einer auswechselbaren Behandlungseinheit (14), welche ein Gehäuse (56) mit einem Gehäusetopf (58), einem Gehäusedeckel (60), wenigstens einem Einlass (88) für das zu behandelnde Fluid und wenigstens einem Auslass (82) für das behandelte Fluid aufweist, und mit einem Anschlusskopf (12), der wenigstens einen Zulauf (16) für das zu behandelnde Fluid, der mit dem wenigstens einen Einlass (88) verbindbar ist, und/oder wenigstens einen Ablauf (18) für das behandelte Fluid, der mit dem wenigstens einen Auslass (82) verbindbar ist, aufweist, wobei der Anschlusskopf (12) und die Behandlungseinheit (14) mittels einer lösbaren bajonettartigen Verbindungseinrichtung (34) unter Ausführung einer Steck-/Drehbewegung um eine Verbindungsachse (20) der Behandlungsvorrichtung (10) miteinander verbindbar sind und die Verbindungseinrichtung (34) wenigstens ein Gehäuse-Verbindungsteil (100) auf Seiten des Gehäuses (56) und wenigstens ein Kopf-Verbindungsteil (32) auf Seiten des Anschlusskopfs (12) aufweist, die zum Herstellen einer Verbindung der Verbindungseinrichtung (34) miteinander wirkverbindbar sind, wobei das Gehäuse-Verbindungsteil (100) und das Kopf-Verbindungsteil (32) in Umfangsrichtung um die Verbindungsachse (20) jeweils wenigstens ein zueinander komplementäres Funktionselement (44, 104) aufweisen, die miteinander wirkverbindbar sind, und wobei wenigstens eines der zueinander komplementären, im Kopf-Verbindungsteil (32) angeordneten Funktionselemente (44, 104) eine Montagerampe (43, 103) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopf-Verbindungsteil (32) mit Schrauben (52) an dem Anschlusskopf (12) befestigt ist, wobei die Schrauben (52) mit ihrer Drehachse (51) beabstandet zur Verbindungsachse (20) auf einer Kreislinie (35) um die Verbindungsachse (20) und in einer Montagerichtung der Schrauben (52) schräg zur Verbindungsachse (20) angeordnet sind.
Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (52) jeweils mit ihrer Drehachse (51) gegenüber einer Ebene tangential zu der Kreislinie (35) um einem Winkel (a) in Richtung der Verbindungsachse (20) geneigt sind, wobei der Winkel (a) zwischen 0° und 8°, vorzugsweise zwischen 2° und 7°, besonders bevorzugt zwischen 4° und 5° liegt.
Behandlungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Projektion (51) der Drehachse (52) der jeweiligen Schraube (52) auf eine Ebene tangential zu der Kreislinie (35) um einen Winkel (β) gegenüber einer Projektion (21) der Verbindungsachse (20) auf diese Ebene geneigt ist, wobei der Winkel (β) zwischen 10° und 30°, bevorzugt zwischen 15° und 25° liegt.
Behandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Kopf-Verbindungsteil (32) ein ebenes Plateau (59) als Anlagefläche für den jeweiligen Schraubenkopf der Schrauben (52) angeordnet ist, das einen Höhenversatz von höchstens 300 µm zur Oberfläche der Montagerampe (43) aufweist, die vom Auflagebereich (45) abgewandt ist, insbesondere wobei das Plateau (59) eine radial äußere Stufe (61) aufweist, die einen größeren Höhenversatz aufweist als eine radial innere Stufe (63) des Plateaus (59).
Behandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (52) in Umfangsrichtung des Kopf-Verbindungsteils (32) jeweils mittig auf der Montagerampe (43) angeordnet sind und/oder von der der Behandlungseinheit (14) zugewandten Seite in am Anschlusskopf (12) angeordnete Gewindeelemente (39) eingeschraubt sind.
Behandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Funktionselemente (44, 104) wenigstens ein Rastelement (46, 106), insbesondere einen Rastvorsprung oder einen Rastabschnitt oder einen Rücksprung, wenigstens einer Rastsicherung aufweist, welche in der Schließposition der wenigstens einen Verbindungseinrichtung (34) hintereinander, miteinander oder ineinander verrastet.
Behandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungseinheit (14), insbesondere der Gehäusedeckel (60) und/oder eine Endscheibe (68) eines etwaigen Filterelements (64), und der Anschlusskopf (12) jeweils wenigstens ein Korrespondenzelement, insbesondere einen Stutzen, bevorzugt einen Anschlussstutzen (22, 24) und/oder Verbindungsstutzen und/oder Dichtungsstutzen (92) und/oder Zylinderstutzen (83), aufweisen, welche bei montierter Behandlungseinheit (14) paarweise korrespondieren, insbesondere wobei wenigstens ein Paar von Korrespondenzelementen (22, 83) innerhalb wenigstens eines anderen Paares von Korrespondenzelementen (24, 92) angeordnet ist.
Behandlungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopf-Verbindungsteil (32) und/oder das Gehäuse-Verbindungsteil (100) aus Blech ist oder Blech aufweist, und/oder dass das Kopf-Verbindungsteil (32) ringförmig ausgebildet ist.
Anschlusskopf (12) für eine Behandlungsvorrichtung (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zum Verbinden mit einer Behandlungseinheit (14) der Behandlungsvorrichtung (10), welche ein Gehäuse (56) aufweist mit einem Gehäusetopf (58), einem Gehäusedeckel (60), wenigstens einem Einlass (88) für das zu behandelnde Fluid und wenigstens einem Auslass (82) für das behandelte Fluid, wobei der Anschlusskopf (12) der Behandlungsvorrichtung (10) mittels einer lösbaren bajonettartigen Verbindungseinrichtung (34) unter Ausführung einer Steck-/Drehbewegung um eine Verbindungsachse (20) der Behandlungsvorrichtung (10) mit der Behandlungseinheit (14) verbindbar ist und die Verbindungseinrichtung (34) wenigstens ein Kopf-Verbindungsteil (32) auf Seiten des Anschlusskopfs (12) aufweist, das zum Verbinden der Verbindungseinrichtung (34) mit wenigstens einem Gehäuse-Verbindungsteil (100) auf Seiten des Gehäuses (56) ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Zulauf (16) des Anschlusskopfs (12) mit dem wenigstens einen Einlass (88) für das zu behandelnde Fluid und/oder wenigstens ein Ablauf (18) des Anschlusskopfs (12) mit dem wenigstens einen Auslass (82) für das behandelnde Fluid verbindbar ist, wobei das Kopf-Verbindungsteil (32) wenigstens ein Funktionselement (44) aufweist, wobei das wenigstens eine Funktionselement (44) mit wenigstens einem Funktionselement (104) des Gehäuse-Verbindungsteils (100) wirkverbindbar ist und eine Montagerampe (43) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopf-Verbindungsteil (32) mit Schrauben (52) an dem Anschlusskopf (12) befestigt ist, wobei die Schrauben (52) mit ihrer Drehachse (51) beabstandet zur Verbindungsachse (20) auf einer Kreislinie um die Verbindungsachse (20) und in einer Montagerichtung der Schrauben (52) schräg zur Verbindungsachse (20) angeordnet sind.
Anschlusskopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (52) jeweils mit ihrer Drehachse (51) gegenüber einer Ebene tangential zu der Kreislinie (35) um einem Winkel (a) in Richtung der Verbindungsachse (20) geneigt sind, wobei der Winkel (a) zwischen 0° und 8°, vorzugsweise zwischen 2° und 7°, besonders bevorzugt zwischen 4° und 5° liegt.
Anschlusskopf nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Projektion (51) der Drehachse (52) der jeweiligen Schraube (52) auf eine Ebene tangential zu der Kreislinie (35) um einen Winkel (β) gegenüber einer Projektion (21) der Verbindungsachse (20) auf diese Ebene geneigt ist, wobei der Winkel (β) zwischen 10° und 30°, bevorzugt zwischen 15° und 25° liegt.
Anschlusskopf nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass am Kopf-Verbindungsteil (32) ein ebenes Plateau (59) als Anlagefläche für den jeweiligen Schraubenkopf der Schrauben (52) angeordnet ist, das einen Höhenversatz von höchstens 300 µm zur Oberfläche der Montagerampe (43) aufweist, die vom Auflagebereich (45) abgewandt ist, insbesondere wobei das Plateau (59) eine radial äußere Stufe (61) aufweist, die einen größeren Höhenversatz aufweist als eine radial innere Stufe (63) des Plateaus (59).
Anschlusskopf nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (52) mit ihrer Drehachse (51) senkrecht zu der Montagerampe (43) des Funktionselements (44) angeordnet sind.
Anschlusskopf nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrauben (52) jeweils mittig auf der Montagerampe (43) angeordnet sind und/oder von der der Behandlungseinheit (14) zugewandten Seite in am Anschlusskopf (12) angeordnete Gewindeelemente (39) eingeschraubt sind.
Anschlusskopf nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Funktionselement (44) jeweils wenigstens ein Rastelement (46), insbesondere einen Rastvorsprung oder einen Rastabschnitt oder einen Rücksprung, wenigstens einer Rastsicherung aufweist.
Anschlusskopf nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopf-Verbindungsteil (32) aus Blech ist oder Blech aufweist, und/oder dass das Kopf-Verbindungsteil (32) ringförmig ausgebildet ist.