DE19605425A1 - Flüssigkeitsfilter mit Filterumgehungsventil und filterelementseitiger Dichtfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Filter sind beispielsweise aus der DE 42 14 500 A1 oder aus der US-PS 25 33 266 bekannt. Gegenüber der älteren US-PS 25 33 266 weist die DE 42 14 500 A1 einen wesentlich preisgünstiger her­ zustellenden Filter auf. Die Montage des Filterum­ gehungsventiles ist jedoch vergleichsweise kompli­ ziert, da der Dichtkörper des Ventiles zusammen mit einem Dichtkörperträger durch nahezu die gesamte Baulänge eines Stützdomes geführt und dann in dem Stützdom verankert werden muß. Beide vorgenannten Druckschriften zeigen Ventile mit einem Dichtkörper, der einen länglichen Schaft aufweist.

Aus der DE 43 10 234 C1 ist ein gattungsfremder Flüssigkeitsfilter bekannt, bei dem das gesamte Filterumgehungsventil innerhalb des auswechselbaren Filterelementes vorgesehen ist, wobei das Filterum­ gehungsventil einen als kreisrunde Scheibe ausgebil­ deten Dichtkörper umfaßt.

Aus der EP 0 254 776 B1 sowie aus der DE 39 04 701 A1 sind gattungsfremde Flüssigkeits­ filter bekannt, die keine auswechselbaren Filterele­ mente umfassen, sondern die komplett, d. h. ein­ schließlich des gesamten Filtergehäuses, ausge­ wechselt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Flüssigkeitsfilter dahingehend zu verbessern, daß die Herstellungskosten des Filters durch Verringerung der Bauteile und eine möglichst preisgünstige Montage verringert werden.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Ausgestaltung eines Flüssigkeitsfilters mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, das Filterumgehungsventil insofern zweiteilig auszuge­ stalten, als filterfeste Bauteile vorgesehen sind, die u. a. auch den Ventilkörper umfassen, während die dem Ventilkörper zugeordnete Dichtfläche nicht filterfest, sondern am auswechselbaren Filterelement vorgesehen ist. Durch diese Ausgestaltung wird es zum einen möglich, die Anzahl der benötigten Bau­ teile zu reduzieren, zum anderen können die filter­ festen Bestandteile des Filterumgehungsventiles an einer optimal zugänglichen Stelle vorgesehen werden und von der Seite des Ventilkörpers aus montiert werden, da nach dieser vereinfachten Montage das gesamte Filterumgehungsventil erst durch das Einsetzen des Filterelementes vervollständigt wird.

Bei der Ausgestaltung des Flüssigkeitsfilters mit einem ringförmigen Filterelement kann vorteilhaft ein Stützdom in der Mitte des Filterelementes vor­ gesehen sein, wobei der Stützdom filterfest verbleibt. Der Stützdom verhindert ein Kollabieren des Filterelementes, so daß dieses aus preisgün­ stigen Werkstoffen gefertigt werden kann, welche bei Betrieb des Filters ihre mechanische Festigkeit verringern. Der Stützdom bietet dabei eine einfache und preisgünstige Möglichkeit, den Filterkörper zu tragen.

Vorteilhaft kann am Stützdom eine Querschnittsver­ änderung vorgesehen sein, die eine Stützplatte aus­ bildet, an der sich die dem Ventilkörper zugeordnete Feder abstützt, wobei eine derartige Feder bei­ spielsweise als Wendelfeder ausgestaltet sein kann. Die Stützplatte kann vorteilhaft an den Stützdorn angeformt sein, so daß ein einziges Bauteil geschaffen wird, welches preisgünstig herstellbar ist.

Bei Verwendung eines Stützdomes kann eine Endscheibe des Filterelementes, welche ohnehin aus konstruk­ tiven Gründen erforderlich ist, zur Ausbildung der Dichtfläche verwendet werden, so daß keine zusätz­ lichen Bauteile benötigt werden, wobei die bei den bekannten gattungsgemäßen Fluidfiltern erforderliche zusätzliche Dichtung zwischen der Roh- und der Reinseite entfallen kann, da sie durch das Filter­ umgehungsventil gebildet wird.

Das Filterumgehungsventil kann auf verschiedenartige konstruktive Art verwirklicht sein. So ist es bei­ spielsweise möglich, den Ventilkörper als Platte auszubilden, die durch die Feder gegen eine Öffnung gedrückt wird, welche in der Endscheibe des aus­ wechselbaren Filterelementes vorgesehen ist. Ge­ gebenenfalls können mehrere kreisförmig angeordnete Öffnungen in dieser Endscheibe vorgesehen sein, so daß die Platte beispielsweise eine innere Bohrung aufweisen kann und materialsparend als Ringplatte ausgebildet sein kann, welche von der Feder gegen die Öffnungen gedrückt wird. Vorteilhaft ist in jedem Fall der flach ausgebildete Ventilkörper an der Feder unverlierbar befestigt, so daß bei einem Wechsel des Filterelementes die anschließend korrekte Position des Ventilkörpers beim Einsetzen des neuen Filterelementes sichergestellt ist.

Die Ausbildung des Ventilkörpers als Platte oder Ringscheibe stellt eine besonders materialsparende und damit preisgünstige Möglichkeit zur Ausge­ staltung des Ventilkörpers dar. Allerdings kann die Funktionssicherheit des Filterumgehungsventiles dadurch sichergestellt und verbessert werden, daß der Ventilkörper mit einem länglichen Schaft versehen ist, der eine Führung des Ventilkörpers bei dessen Öffnungs- bzw. Schließbewegung ermöglicht.

Grundsätzlich ist es dabei möglich, den Ventil­ körper bolzenartig auszugestalten, so daß dessen Stirnfläche eine in der Endscheibe des auszuwech­ selnden Filterelementes vorgesehene Öffnung ver­ schließen kann. Eine Zentrierung des Ventilkörpers kann dadurch bewirkt werden, daß dessen mit der Dichtfläche zusammenwirkendes Ende kegelstumpf­ artig, konisch oder konvex gerundet ausgestaltet ist, wobei insbesondere eine Abrundung in Form eines Kugelausschnittes einen stets gleichbleibend guten Sitz am Dichtungselement auch bei leichter Schräg­ stellung des Ventilkörpers sicherstellt. Ein großer Öffnungsquerschnitt des Ventiles kann dabei durch eine pilzförmige Ausgestaltung des Ventilkörpers bewirkt werden.

Vorteilhaft kann bei Ausgestaltung einer am Stütz­ dom vorgesehenen Stützplatte für die Feder diese Stützplatte die Führungsfunktion für den Schaft eines pilzförmigen Ventilkörpers verbessern, indem die Stützplatte ringförmig ausgebildet ist und um den Schaft des Ventilkörpers verläuft.

Die Führung bei einer derartig ausgebildeten Stütz­ platte kann durch eine größere Dicke der Stützplatte an ihrem Innenrand verstärkt werden, so daß sich eine größere Führungslänge für den Schaft des Ventilkörpers ergibt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen im fol­ genden näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fluidfilters in zusammengesetztem Zu­ stand,

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel ähnlich Fig. 1, wobei das Filterelement teilweise ent­ fernt ist und

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel in einer Anordnung ähnlich Fig. 2.

In Fig. 1 ist mit 1 allgemein ein Flüssigkeits­ filter bezeichnet, welches einen Träger 2 um­ faßt, welcher an das zugeordnete Aggregat, bei­ spielsweise einen Verbrennungsmotor, geschraubt werden kann.

Der Träger 2 bildet einen Teil des eigentlichen Filtergehäuses aus. Im Filtergehäuse ist ein Fil­ terelement 3 auswechselbar angeordnet, beispiels­ weise ein Faltenfilterelement, welches ringförmig ausgebildet ist und eine untere Endscheibe 4 sowie eine obere Endscheibe 5 umfaßt. Ein mit dem Träger 2 verschraubter Deckel 6 bildet den lösbaren zweiten Teil des Filtergehäuses und ermöglicht den Austausch des Filterelementes 3.

Das Filterelement 3 wird im Inneren durch einen Stützdom 7 abgestützt, der ein Kollabieren des Filterelementes 3 verhindert und eine Ausbildung des Filterelementes 3 ermöglicht, die lediglich die eigentliche Faltenfilterfläche sowie die beiden Endscheiben 4 und 5 umfaßt. Im oberen Bereich des Stützdomes 7 ist ein Filterumgehungsventil 8 an­ geordnet. Dieses umfaßt einen pilzartigen Ventil­ körper 8 mit einem Kopfbereich und mit einem Schaft 9, der in seinem unteren Bereich federelastische Zungen 10 ausbildet, welche radial nach außen gerichtete Haltekrallen 11 aufweisen, die wider­ hakenartig zurückgebogen sind.

Durch diese Ausgestaltung kann der gesamte Flüssig­ keitsfilter preisgünstig hergestellt werden: Es wird eine vergleichsweise geringe Anzahl von Bauteilen verwendet, da kein separater Ventilkörperträger er­ forderlich ist. Auch die Montage ist erleichtert und kann in kürzerer Zeit erfolgen, da der Ventil­ körper vom leicht erreichbaren oberen Ende des Stützdomes 7 her eingesetzt werden kann und nicht über nahezu die gesamte Länge des Stützdomes 7 ein­ gesetzt werden muß. Da der Ventilkörper 8 nicht hinter einer Dichtfläche angeordnet werden muß, ist ein derart einfach zugänglicher Montageort möglich.

Der Schaft 9 ist bereichsweise von einer lediglich gestrichelt angedeuteten Wendelfeder 12 umgeben, die den Kopfbereich des Ventilkörpers 8 beaufschlagt und nach oben gegen eine Dichtfläche 14 drückt, die von einem nach unten eingezogenen mittleren Bereich 5a der oberen Endscheibe 5 ausgebildet wird.

Die Wendelfeder 12 stützt sich dabei an einer Stütz­ platte 15 ab, die wenigstens eine Durchtrittsöff­ nung 16 für das Medium aufweist, wenn dieses bei geöffnetem Filterumgehungsventil ungefiltert durch eine zentrale Öffnung des nach unten einge­ zogenen mittleren Bereiches 5a der oberen Endschei­ be 5 und durch den Stützdom 7 nach unten strömt, oder wenn dieses Medium bei geschlossenem Filter­ umgehungsventil von außen nach innen durch das Filterelement 3 gelangt ist und gefiltert nach unten strömt.

In ihrem mittleren Randbereich, der der Öffnung be­ nachbart ist, durch welche sich der Ventilkörper 8 erstreckt, weist die Stützplatte 15 eine verstärkte Materialstärke auf. Zu diesem Zweck ist die Stütz­ platte 15 flanschartig nach unten abgewinkelt, also zu der Seite, die der Dichtfläche 14 abgewandt ist.

Durch diese Materialverstärkung wird einerseits eine Führung für den Ventilkörper 8 geschaffen, da dessen Schaft 9 über eine vergleichsweise größere Länge geführt ist. Weiterhin bewirkt die Material­ verstärkung in diesem Bereich eine Stabilisierung der Stützplatte 15 dort, wo sich die Wendelfeder 12 an ihr abstützt. Schließlich bietet diese flansch­ artige Materialverstärkung einen Halt für die widerhakenartigen Haltekrallen 11, die den Flansch hintergreifen können, so daß eine sichere Fest­ legung des Ventilkörpers 8 auch dann sicherge­ stellt ist, wenn das Filterelement 3 entfernt ist und dadurch der Gegendruck für den oberen Kopf­ abschnitt des Ventilkörpers 8 entfällt.

Der Ventilkörper 8 kann zunächst mit der Wendel­ feder 12 bestückt werden und anschließend von oben in den Stützdom 7 eingesetzt werden, wobei die konisch verlaufenden Außenflächen der Haltekrallen 11 zunächst ein leichtes Einführen des Ventil­ körpers 8 in die zentrale Öffnung der Stützplatte 15 ermöglichen und somit ein Verclipsen des Ventilkörpers 8 mit dem Stützdom 7 ermöglichen. Eine derartige Montage des Ventilkörpers 8 ist in kürzester Zeit möglich, da keine zusätzlichen vorgefertigten Baugruppen, ggf. mit einem separaten Ventilkörperträger, geschaffen und montiert werden müssen und da die Einbaustelle im Stützdom 7 optimal zugänglich und erreichbar ist.

Je nach Einbausituation kann ggf. gegenüber der Ver­ wendung eines separaten Ventilträgers auch Bauhöhe der Filtereinrichtung eingespart werden, so daß sich insgesamt eine kompaktere Ausbildung des gesamten Flüssigkeitsfilters 1 ergibt. Hierdurch kann einer­ seits Material eingespart werden und weiterhin können sich erweiterte Einbaumöglichkeiten ergeben, z. B. unter beengten räumlichen Verhältnissen, wie sie im Motorraum von Personenkraftwagen herrschen.

In Fig. 2 ist eine mit Fig. 1 vergleichbare Kon­ struktion eines Fluidfilters dargestellt, bei dem jedoch der Deckel 6 vom Träger 2 abgeschraubt wurde. Das Filterelement 3 ist durch Clips, die an seine obere Endscheibe 5 angeformt sind, mit dem Deckel 6 verbunden, so daß das Filterelement 3 beim Ab­ schrauben des Deckels 6 ebenfalls vom Träger 2 und damit vom Stützdom 7 entfernt wurde. Im Vergleich zu Fig. 1 befindet sich der Deckel 6 in Fig. 2 in einer angehobenen Darstellung, so daß auch die obere End­ scheibe 5 des Filterelementes 3 gegenüber dem oberen Ende des Stützdomes 7 angehoben ist. Durch die Feder 12, die sich an der Stützplatte 15 abstützt, wurde beim Abschrauben des Deckels 6 auch der Ventilkörper 8 angehoben, bis die Haltekrallen 11 an der Stütz­ platte 15 anschlagen, so daß trotz entfernter Dichtfläche 14 der Ventilkörper 8 unverlierbar filterfest angeordnet ist.

Eine an der unteren Endscheibe 4 angeordnete ring­ förmige Dichtung 16, die in Fig. 2 abdichtend am zentralen Rohr des Trägers 2 anliegt und die Roh­ seite gegenüber der Reinseite des Fluidfilters 1 ab­ dichtet, ist in Fig. 2 aufgrund des angehobenen Filterelementes 3 funktionslos. Eine mit dieser Dichtung 16 vergleichbare Dichtung, die auf der oberen Endscheibe des Filterelementes 3 vorgesehen sein könnte, ist bei der erfindungsgemäßen Ausge­ staltung des Fluidfilters 1 nicht erforderlich, da diese Dichtungswirkung durch das Filterumgehungs­ ventil gebildet wird, wodurch die erfindungsgemäß mögliche Material- und Kosteneinsparung unterstützt wird.

In Fig. 3 ist ein Fluidfilter 1 dargestellt, bei dem das Filterumgehungsventil einen Ventilkörper auf­ weist, der als Platte 17 ausgestaltet ist. Diese Platte 17 ist unverlierbar mit der Feder 12 verbun­ den, wobei die Feder 12 ebenfalls unverlierbar an der Stützplatte 15 des Stützdomes 7 befestigt ist, da die ventilfeste Anordnung des Ventilkörpers bei diesem Ausführungsbeispiel nicht über widerhaken­ artige Haltekrallen verwirklicht ist.

In Abwandlung der dargestellten Ausführungsbei­ spiele mit einem konvex gebogenen Dichtende des Ven­ tilkörpers oder mit einem planen, als Platte ausge­ bildeten Ventilkörper kann vorgesehen sein, ins­ besondere bei der Ausbildung der oberen Endscheibe 5 mit einem nach innen eingezogenen, stutzenartigen Bereich, wie in den drei dargestellten Ausführungs­ beispielen, den Ventilkörper mit einem kragenartigen oder trichterartigen oberen Ende zu versehen, welches der Dichtfläche 14 anliegt und diese außen umgreift.

Der Erfindungsgedanke, die zum Filterumgehungsventil benötigten Komponenten nicht stets zusammengefaßt zu verwirklichen, sondern einen Teil filterfest vorzu­ sehen und einen Teil am auswechselbaren Filterele­ ment vorzusehen, kann auch in Umkehr der dargestell­ ten Ausführungsbeispiele dadurch verwirklicht werden, daß der Ventilkörper am Filterelement vorge­ sehen ist und die dem Ventilkörper zugeordnete Dichtfläche filterfest ausgebildet wird. Dies führt jedoch zu einer vergleichsweise teureren Ausbildung des Fluidfilters, da zusammen mit dem Fitlerelement stets auch der Dichtkörper ausgewechselt werden muß und demzufolge ein Verschleißteil darstellt.

Claims (13)

1. Flüssigkeitsfilter, mit einem Gehäuse, und mit einem auswechselbar im Gehäuse angeord­ neten Filterelement, und mit einem Filter­ umgehungsventil, welches einen im Gehäuse festgelegten Ventilkörper aufweist, der gegen die Wirkung einer Feder aus einer geschlossenen Stellung, in der er mit einer Dichtfläche zusammenwirkt, in eine Offen­ stellung beweglich ist, in der er einen Flüssigkeitsstrom unter Umgehung des Fil­ terelementes ermöglicht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die dem Ventilkörper (8) zugeordnete Dichtfläche (14) von dem auswechselbaren Filterelement (3) ausgebildet ist.

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (3) ringförmig ausgebildet ist, wobei sich ein Stützdom (7) in die mittlere Ausnehmung des Filterelementes (3) erstreckt und wobei der Ventilkörper (8) am Stützdom (7) gehaltert ist.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützdom (7) eine angeformte Stützplatte (15) aufweist, an der sich die dem Ventilkörper (8) zugeordnete Feder (12) abstützt.

4. Flüssigkeitsfilter nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (14) von einer End­ scheibe (5) des Filterelementes (3) gebildet ist.

5. Fluidfilter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper als Platte ausgebildet ist, deren eine Seite zur Anlage an der Dicht­ fläche (14) ausgerichtet ist, wobei die Platte mit der Feder (12) verbunden ist und quer zur Plattenfläche beweglich gelagert ist.

6. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (8) länglich ausgestaltet ist, mit einem Schaft (9), der durch umgebende Führungsmittel geführt ist, welche eine axiale Beweglichkeit des Ventilkörpers (8) zulassen, und mit einem Ende zur Anlage an der Dichtfläche (14).

7. Fluidfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Dichtfläche (14) zur Anlage kommende Ende des Ventil­ körpers (8) konvex gerundet ausgebildet ist.

8. Fluidfilter nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilkörper (8) pilz­ förmig ausgestaltet ist, wobei das gerundete Ende einen größeren Durchmesser aufweist als der Schaft (9).

9. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schaft (9) um­ gebenden Führungsmittel als ringförmige Stützplatte (15) ausgebildet sind, an der sich die Feder (12) des Filterumgehungsven­ tiles (8) abstützt.

10. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Stütz­ platte (15) an ihrem Innenrand verstärkt ist.

11. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte (15) an ihrem Innenrand flanschartig verstärkt ist, wobei der Flansch an der Oberfläche der Stützplatte ausgebildet ist, die der Dicht­ fläche (14) abgewandt ist.

12. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (9) feder­ elastische Zungen (10) umfaßt, die radial nach außen gerichtete Haltekrallen (11) zur Anlage an den Führungsmitteln aufweisen.

13. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekrallen (11) widerhakenartig zurückgebogen sind.