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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsfilter nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, sowie ein Flüssigkeitsfiltersystem nach
Anspruch 9.
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Stand der Technik
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Aus
der
EP 1 949 950 ist
ein Flüssigkeitsfilter bekannt, welcher an einen Kopf mit
Zu- und Ablaufkanälen angeschraubt wird. Der Flüssigkeitsfilter
verfügt über ein Gehäuse mit einem darin
angeordneten Filtereinsatz. Das Gehäuse ist aus einem Topf
und einem fest mit dem Topf verbundenen Deckel gebildet. In dem
Deckel sind ein Einlass und ein Auslass angeordnet, welche durch
das Filterelement dichtend voneinander getrennt sind. Weiterhin
verfügt der Deckel über eine ringförmige
Dichtung, welche den Einlass und den Auslass umgibt und bei montiertem
Flüssigkeitsfilter dichtend auf einer Dichtfläche
des Kopfes aufliegt. Weiterhin ist an dem Deckel ein einteiliges Verschlusselement
angeordnet, welches eine Ablaufbohrung im Kopf verschließt
und bei der Demontage des Flüssigkeitsfilters freigibt,
so dass die in dem Flüssigkeitsfilter enthaltene Flüssigkeit
bei stehenden Anordnungen ablaufen kann. Somit soll verhindert werden,
dass beim Wechsel des Flüssigkeitsfilters Flüssigkeit über
den Kopf fließt und die Umgebung verunreinigt.
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Das
Verschlusselement ist an dem Deckel mittels einer Schnappverbindung
angeordnet, welche durch eine Spiralfeder unter Vorspannung gehalten
wird. Das Verschlusselement ist innerhalb der Schnappverbindung
in axialer Richtung beweglich auf dem Deckel angeordnet. In radialer
Richtung ist das Verschlusselement unbeweglich mit dem Deckel verbunden.
Bei der Montage muss die Spiralfeder zentral zwischen das Verschlusselement
und den Deckel eingelegt werden. Anschließend muss das Verschlusselement
in die richtige Lage zu dem Deckel gedreht werden, damit die Schnapphaken
in die dafür vorgesehenen Aufnahmen am Deckel eingreifen
können. Dies erfordert großes Geschick, da bei der
Montage axiale und radiale Bewegungen ausgeführt werden
müssen. Hierbei kann die Spiralfeder kippen und eine Neuausrichtung
erforderlich machen. Ein weiterer Nachteil dieses Systems ist, dass das
Verschlusselement bei der Montage des Flüssigkeitsfilters über
die Ablaufbohrung bzw. über die, die Ablaufbohrung umgebende
Dichtfläche gleitet. Zur Montage des Flüssigkeitsfilters
ist daher eine erheblich größere Kraft erforderlich,
welche zusätzlich zur Reibung der im Deckel angeordneten
Dichtung auf der Dichtfläche des Kopfes und des Montagegewindes
noch die Reibkraft des Verschlusselementes aufbringen muss. Weiterhin
kann bei der Montage Abrieb an dem Verschlusselement entstehen,
welcher in die Ablaufbohrung gelangen und die zu reinigende Flüssigkeit
verunreinigen kann. Ein weiterer Nachteil dieses Systems besteht
darin, dass durch die Vorspannung des Verschlusselements die Ablaufbohrung
erst gemeinsam mit dem Abheben der äußeren Dichtung
freigegeben wird und so die in dem Flüssigkeitsfilter enthaltene
Flüssigkeit beim Abheben des Flüssigkeitsfilters
nicht vollständig abgelaufen ist, wodurch es zu Verunreinigungen
der Umgebung kommen kann.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitsfilter
sowie ein Filtersystem zu schaffen, welche bei im Wesentlichen stehenden
Anordnungen des Flüssigkeitsfilters einen zuverlässigen Ablauf
der in dem Flüssigkeitsfilter enthaltenen Flüssigkeit
ermöglichen, kostengünstig herstellbar und einfach
montierbar ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches
1 und 9 gelöst.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
erfindungsgemäße Flüssigkeitsfilter dient
der Reinigung von Flüssigkeiten, wie z. B. Öl, Wasser
oder Kraftstoff. Insbesondere ist der Flüssigkeitsfilter
zur Reinigung von Schmieröl einer Brennkraftmaschine vorgesehen.
Der Flüssigkeitsfilter ist als Wechselelement ausgeführt,
welches als eine Einheit an einen entsprechend gestalteten Anschluss montiert
wird. Im Falle eines Filterwechsels wird der Flüssigkeitsfilter
als Einheit entfernt und durch einen neuen Flüssigkeitsfilter
ersetzt. Der erfindungsgemäße Filter ist bei einer
im wesentlich stehenden Einbaulage, also bei nach unten weisenden Öffnungen im
Gehäuse, besonders vorteilhaft, da Verunreinigungen der
Umgebung durch austretende Flüssigkeit weitgehend verhindert
werden. Der Flüssigkeitsfilter weist ein Gehäuse
auf, welches über einen Einlass für die zu reinigende
Flüssigkeit und einen Auslass für die gereinigte
Flüssigkeit verfügt. Das Gehäuse ist durch
einen flüssigkeitsdichten Gehäusetopf mit einem
unlösbar verbundenen Deckel gebildet. Sowohl der Gehäusetopf,
als auch der Deckel können aus mehreren Einzelteilen gebildet
sein. Der Gehäusetopf kann z. B. aus einem tiefgezogenen
Metallblech oder einem Kunststoffbecher gebildet sein. Der Deckel
ist bei einem metallenen Gehäusetopf ebenfalls durch eine
Metallplatte gebildet. Hierbei sind die Gehäuseteile unlösbar
miteinander verbunden z. B. verbördelt oder verschweißt.
Bei einem Kunststoffbecher besteht der Deckel ebenfalls aus einem
Kunststoff. Somit können diese Teile ebenfalls unlösbar miteinander
verbunden, z. B. verschweißt oder verklebt, sein. Der Einlass
für die zu reinigende Flüssigkeit ist in dem Deckel
angeordnet. Der Auslass für die gereinigte Flüssigkeit
kann sowohl im Gehäusetopf, als auch im Deckel angeordnet
sein. Bei vorteilhaften Ausgestaltungen ist der Auslass als konzentrische Bohrung
mit einem Innengewinde in dem Deckel angeordnet, wobei das Innengewinde
als Befestigungsgewinde für den Flüssigkeitsfilter
nutzbar ist. Weiterhin ist an dem Deckel eine außen um
die Ein- und Auslässe umlaufende Dichtung vorgesehen, welche bei
montiertem Flüssigkeitsfilter an einem entsprechenden Kopf
eine Abdichtung des Ein- und Auslasses gegenüber der Umgebung
bewirkt. Der Kopf verfügt über einen Zulaufkanal
für ungereinigte Flüssigkeit, einen Ablaufkanal
für gereinigte Flüssigkeit und eine Ablaufbohrung
zum drucklosen Ablauf der beim Filterwechsel austretenden Flüssigkeit.
Zwischen dem Einlass und Auslass ist im Inneren des Gehäuses
ein Filterelement zur Reinigung der Flüssigkeit dichtend
angeordnet. Der Flüssigkeitsfilter verfügt an seinem
Deckel über ein Verschlusselement, mit welchem die Ablaufbohrung
in dem Kopf verschließbar ist. Das Verschlusselement verfügt über
ein Oberteil und ein Unterteil, wobei das Unterteil in vormontiertem
Zustand starr an dem Deckel angeordnet ist. Somit kann sich das
Unterteil in vormontiertem Zustand nicht relativ zum Deckel bewegen.
Diese Verbindung kann durch unlösbare Verbindungsarten,
z. B. Kleben oder Schweißen, oder lösbare Verbindungsarten,
z. B. Schrauben, Klipsen, erzeugt werden. Vorzugsweise ist das Unterteil
mit dem Deckel über eine Schnappverbindung verbunden. Hierbei
weist einer der Verbindungspartner Schnapphaken auf, die in Aufnahmekonturen
in dem Gegenstück eingreifen. Vorzugsweise weist der Deckel
die Aufnahmekontur und das Unterteil die Schnapphaken auf. Die Aufnahmekontur
ist als rechteckiges Fenster ausgebildet, welches durch Ausstanzen
erzeugt werden kann. Somit kann die Geometrie des Deckels einfach
gestaltet sein, wodurch dieser einfach herstellbar ist. Das Unterteil
mit den Schnapphaken kann ebenfalls einfach in einem Umform- oder
Urformprozess, z. B. Kunststoffspritzuguss, hergestellt werden.
An dem unbeweglich an dem Deckel befestigten Unterteil ist das Oberteil
drehbar befestigt, wobei ein Spannmittel, insbesondere eine Druckfeder,
zur Erzeugung einer Vorspannung zwischen die Teile eingelegt wird.
Die drehbare Befestigung des Oberteils an dem Unterteil ermöglicht
eine nachträgliche radiale Ausrichtung des Oberteils auf
dem Unterteil, wodurch das Oberteil in jeder beliebigen Lage auf
dem Deckel befestigbar ist und somit die Montage des Verschlusselements
an dem Deckel vereinfacht wird. Eine derartige drehbare Befestigung
kann z. B. durch einen umlaufenden Ringwulst mit einer entsprechenden
elastischen Aufnahme erzeugt werden. Bei anderen Ausführungen
kann der Ringwulst elastisch und die Aufnahme starr ausgebildet
sein. Das Oberteil verfügt über eine Dichtung,
welche die Ablaufbohrung in dem Kopf bei montiertem Flüssigkeitsfilter
dichtend überdeckt und so ein Abfließen der in
dem Flüssigkeitsfilter enthaltenen Flüssigkeit
verhindert. Beim Lösen des Flüssigkeitsfilters
von dem Kopf gleitet die Dichtung von der Ablaufbohrung herunter
und gibt diese frei, bevor der außen umlaufende Dichtring
von dem Kopf abhebt. Somit kann die im Flüssigkeitsfilter
enthaltene Flüssigkeit durch die Ablaufbohrung ablaufen,
bevor die äußere Dichtung abhebt.
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Bei
vorteilhaften Ausführungen des Flüssigkeitsfilters
ist eine Rücklaufsperrvorrichtung im Inneren des Filters
angeordnet, welche die rohseitigen Einlassöffnungen verschließen.
Somit wird verhindert, dass bei ausgeschaltetem System Rohflüssigkeit
vom Inneren des Filters nach außen gelangt. Weiterhin kann
reinseitig ein Verschlussventil angeordnet sein, welches verhindert,
dass bei ausgeschaltetem System Flüssigkeit von der Reinseite nach
außen dringt. Somit muss lediglich die zwischen den Ein lassöffnungen
und dem Zulauf bzw. zwischen dem Verschlussventil und dem Ablauf
befindliche Flüssigkeit durch die Ablaufbohrung abfließen.
Dies ist in kurzer Zeit erfolgt, wodurch der Filterwechsel schnell
und ohne Verschmutzung der Umgebung erfolgen kann.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung verfügt das Unterteil über
eine Axialverschnappung, mit welcher das Oberteil drehbar an dem
Unterteil angeordnet ist. Hierzu sind am Unterteil mehrere am Umfang
verteilt angeordnete Schnapphaken vorgesehen, welche in einen umlaufenden
Schnapprand am Oberteil eingreifen. Somit ist eine einfach zu montierende
Verbindung und problemlose Ausrichtung zwischen den Fügepartnern
erzeugbar.
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Bei
einer Weiterbildung der Erfindung sind radialelastische Stege am
Unterteil vorgesehen, welche sich in axialer Richtung über
einen umlaufenden Rand an dem Oberteil erstrecken. Auf diesem Rand sind
Rampen angeordnet, welche sich in zulässiger Drehrichtung
radial von dem Rand abheben und an ihrem Ende einen Absatz bilden.
Bei der Montage des Flüssigkeitsfilters auf dem Kopf gleiten
die Stege entlang des Randes und werden durch das Ansteigen der
Rampen abgehoben. Nach dem Überdrehen der Rampen federn
die Stege wieder in ihre Ausgangslage zurück. Der Absatz
verhindert ein Drehen des Oberteils in entgegengesetzter, nicht
zulässigen Richtung, da die Stege nicht darüber
gleiten können, sondern zur Anlage kommen. Somit wird bei
der Demontage des Flüssigkeits filters das Oberteil mitgedreht,
wodurch die dichte Anlage des Verschlusses auf der Ablaufbohrung
entfernt wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung verfügt das Oberteil über
eine zusätzliche Dichtung, welche die Ablaufbohrung dichtend
verschließt. Diese Dichtung kann aus einem beliebigen Dichtmaterial
wie z. B. Elastomeren, Nitril-Butatien-Kautschuk (NBR), Acrylat-Kautschuk
(ACM), (Propylen-Tetrafluorethylen-Kautschuk (FPM) bestehen. Die
Dichtung kann z. B. als Kreisringscheibe ausgeführt und
unlösbar auf das Oberteil aufgeklebt oder von dem Oberteil
umspritzt ausgeführt sein. Weiterhin kann die Dichtung
auch lösbar an dem Oberteil angeordnet sein, z. B. durch
Einlegen in eine Dichtungsnut. Zur Ausrichtung der Dichtung über
der Ablaufbohrung ist vorteilhafter Weise ein Positionieranschlag
an dem Oberteil angeordnet, welcher z. B. als Steg, Dorn oder Bauteilkante
ausgeführt sein kann und mit einer Gegenkontur im Kopf
korrespondiert. Somit kann das Oberteil in einer beliebigen Lage
auf dem Unterteil montiert und erst beim Montieren des Flüssigkeitsfilters
auf dem Kopf in die zur Abdichtung erforderliche Lage gedreht und
dort gehalten werden.
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Es
ist vorteilhaft, dass der Positionieranschlag an einer ansteigenden
Wand, insbesondere einer axial ansteigenden Spiralwand angeordnet
ist. Vorzugsweise ist die Spiralwand um den Auslass umlaufend, insbesondere
konzentrisch umlaufend, angeordnet. Die Höhe der Wand erhebt
sich ausgehend von dem Niveau der Dichtung zu einer Höhe,
welche einen zuverlässigen Halt an einer Kontur des Kopfes ermöglicht.
Somit ist eine einfach montierbare, zuverlässige Ausrichtung
der Dichtung über der Ablaufbohrung und somit Abdichtung
möglich.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Dichtung
sich nur über ein Teilsegment des Oberteils erstreckt,
welches ausreichend groß ist, um die Ablaufbohrung zuverlässig
abzudecken. Hierbei kann das Teilsegment eine Querschnittsfläche
aufweisen, welche z. B. als Kreisringsegment, Rechteck, Trapez,
oder Kreis ausgeführt ist. Durch diese Ausführung
kann teures Dichtungsmaterial eingespart werden.
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Vorteilhafterweise
ist das Ober- und/oder Unterteils aus einem thermoplastischen Kunststoff, wie
z. B. Polyamid, Polyethylen oder Polypropylen, gebildet, welcher
in Spritzgusstechnik verarbeitet werden kann. In Spritzgusstechnik
hergestellte Teile sind in einem Arbeitsgang, meist ohne Naharbeiten, herstellbar,
wobei auch komplizierte Geometrien realisiert werden können.
Somit sind die Teile einfach und kostengünstig herstellbar.
Weiterhin weist der Kunststoff elastische Eigenschaften auf, welche
die Ausbildung von Schnappverbindungen ermöglichen.
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Das
erfindungsgemäße Filtersystem für Flüssigkeiten
dient der Reinigung von z. B. Kraftstoffen und Ölen von
Brennkraftmaschinen. Vorzugsweise wird das Filtersystem zur Reinigung
von Schmierölen von Brennkraftmaschinen eingesetzt. Das
Filtersystem verfügt über zumindest drei Flüssigkeitskanäle
in einem Kopf. Einer dieser Flüssigkeitskanäle
ist ein Zulauf für die ungereinigte Flüssigkeit,
ein zweiter Flüssigkeitskanal ist ein Ablauf für
die gereinigte Flüssigkeit und der dritte Kanal ist eine
Ablaufbohrung, durch welche bei einem Filterwechsel die Flüssigkeit
aus dem Filter drucklos ablaufen kann. Die Ablaufbohrung kann an
einer beliebigen Stelle in den Zulauf münden und so dem
Rohflüssigkeitsbereich wieder zugeführt werden.
Der Kopf verfügt weiterhin über ein geeignetes
Verbindungssystem für einen Flüssigkeitsfilter,
wie er bereits oben beschrieben wurde. Das Verbindungssystem kann
z. B. durch eine Verschraubung oder eine Bajonettverbindung gebildet
werden. Die Verschraubung kann über ein Außengewinde
an dem Kopf mit einem Innengewinde an dem Flüssigkeitsfilter
gebildet werden. Vorteilhafter weise ist das Außengewinde
an einem Reinstutzen angeordnet, welcher in das Innengewinde, welches
am Deckel des Flüssigkeitsfilters angeordnet ist, eingreift.
Bei einer anderen Ausgestaltung weist der Flüssigkeitsfilter
am Gehäuse ein Außengewinde auf, welches in ein
an dem Kopf angeordnetes Innengewinde eingreift. Der Flüssigkeitsfilter
ist in stehender Anordnung auf dem Kopf befestigt. Somit weisen die Öffnungen
des Flüssigkeitsfilters nach unten. Der Verschlusskörper
verschließt im montierten Zustand die Ablaufbohrung. Somit
kann der Flüssigkeitsfilter nicht leerlaufen. Bei einem
Filterwechsel wird der Verschlusskörper von der Ablaufbohrung
abgehoben, bevor die äußere Dichtung den Kontakt
zum Kopf verliert. Somit kann die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsfilter
austreten und abfließen, bevor der Flüssigkeitsfilter abgehoben
wird. Eine Verunreinigung der Umgebung wird so verhindert. Durch
die Zweiteilung des Verschlusskörpers kann das Unterteil
auf dem Deckel fixiert werden, wobei keine Axialkräfte
entgegenwirken. Die Montage des Oberteils auf dem Unterteil, bei
welchem durch das Spannmittel Axialkräfte auftreten, erfolgt
ohne eine radiale Ausrichtung, da die Radialausrichtung erst beim Montieren
des Flüssigkeitsfilters auf dem Kopf erfolgt.
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Es
ist vorteilhaft, dass an dem Kopf ein umlaufender Ringkragen angeordnet
ist, welcher die Ablaufbohrung in axialer Richtung überragt.
Somit kann sich über der Ablaufbohrung eine Flüssigkeitssäule aufbauen,
welche dann durch die Ablaufbohrung abfließen kann, ohne
dass Flüssigkeit über das Flüssigkeitssystem
fließen und somit verunreinigen kann. Der Ringkragen ist
an seiner Stirnseite vorteilhafter weise mit einer Dichtfläche
versehen, auf welcher der am Deckel des Flüssigkeitsfilters
angeordnete Dichtring aufliegt und das System so gegenüber
der Umgebung abdichtet.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung des Flüssigkeitssystems verfügt
der der Kopf über eine Rippe, welche mit dem Positionieranschlag
des Flüssigkeitsfilters korrespondiert und so eine einfache Ausrichtung
der Ablaufdichtung ermöglicht. Sobald das Oberteil des
Verschlusskörpers mit dem Positionieranschlag an diese
Rippe stößt, verbleibt das Oberteil in dieser
radialen Position, während das Unterteil und das Gehäuse
des Flüssigkeitsfilters, samt Filterelement, weitere Drehbewegungen
ausführen. Somit ist eine zuverlässige Abdichtung
der Ablaufbohrung erreicht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Hierbei zeigt:
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1 ein
Flüssigkeitssystem in perspektivischer Ansicht im Halbschnitt,
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2 ein
Verschlusselement in perspektivischer Ansicht und
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3 einen
Kopf im Schnitt mit einem Oberteil in Seitenansicht.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In 1 ist
ein Flüssigkeitssystem in perspektivischer Ansicht im Halbschnitt
dargestellt. Das Flüssigkeitssystem verfügt über
einen Flüssigkeitsfilter 10 und einen Kopf 11.
Der Kopf 11 weist einen Zulauf 12, einen Ablauf 13,
sowie einen Ablaufbohrung 14 auf. Der Ablauf 13 ist
als konzentrischer Dom 15 ausgebildet, der über
ein Außengewinde 16 verfügt. Die Ablaufbohrung 14 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel in einem, in axialer Richtung über
das Niveau des Zulaufs 12 ragenden Auge 63 angeordnet.
Der Dom 15 steht in axialer Richtung über einen
Ringkragen 17 hinaus, welcher den Zulauf 12 und
die Ablaufbohrung 14 umschließt. Stirnseitig weist
der Ringkragen 17 eine Dichtfläche 18 auf,
auf welcher ein Dichtring 19 des Flüssigkeitsfilters 10 aufliegt.
Der Dichtring 19 verfügt über eine rechteckförmige
Querschnittsfläche und bildet die Abdichtung zwischen dem
Kopf 11 und dem Flüssigkeitsfilter 10.
Der Flüssigkeitsfilter 10 um fasst ein Gehäuse 20,
welches durch einen Topf 21, einen Deckel 22 und
einen Dichtungshalter 23 gebildet ist. Der Dichtungshalter 23 besteht
aus einem dünnen Metallblech mit einer Wandstärke
von ca. 0,5 bis 1 mm, welches im Außenbereich mit dem Topf 21,
welcher ebenfalls aus einem ca. 0,5 bis 1 mm dicken Metallblech
besteht, dichtend verbördelt ist. Weiterhin ist der Dichtungshalter 23 derart
ausgebildet, dass er eine Dichtungsaufnahme 24 für
den Dichtring 19 bildet. Eine weitere Funktion des Dichtungshalters 23 ist
die Bildung einer Verbindung zum Deckel 22. Hierzu weist
der Dichtungshalter 23 Laschen 25 auf, welche
durch Einlassöffnungen 26, welche in dem Deckel 22 angeordnet
sind, gebogen sind und somit eine unlösbare Verbindung
zwischen dem Deckel 22 und dem Dichtungshalter 23 bilden.
Der Deckel 22 ist als ca. 3 bis 5 mm dicke Blechscheibe
ausgeführt, welche durch Umformschritte die gewünschte
Kontur aufweist. Die verteilt angeordneten Einlassöffnungen 26 sind
ausgestanzt. Weiterhin verfügt der Deckel 22 über
einen zentral angeordneten Auslass 27, welcher ebenfalls ausgestanzt
und anschließend tiefgezogen wurde. In den gebildeten zylindrischen
Anschnitt wurde ein Innengewinde 28 geschnitten, mit welchem
der Flüssigkeitsfilter 10 an dem Außengewinde 16 des
Kopfes 11 fixiert wird. Im Inneren des Flüssigkeitsfilters 10 ist
ein Filterelement 29 angeordnet. Das Filterelement 29 besitzt
ein gefaltetes und ringförmig geschlossenes Filtermedium 30,
welches an seinen Stirnseiten mit Endscheiben 31, 32 dichtend
verbunden ist. Die obere Endscheibe 31 verfügt über
eine zentral angeordnete Öffnung 33, welche durch
ein Umgehungsventil 34 verschlossen ist. Das Umgehungsventil 34 ist
durch eine Ventilplatte 35, eine Spiralfeder 36 und
ein Gegenlager 37 gebildet. Bei normalen Betriebszuständen
ist das Umgehungsventil 34 geschlossen. Sobald der Druck
in der, zwischen dem Filterelement 29 und Topf 21 gebildeten
Rohseite 38 über einen zulässigen Wert
ansteigt, wird die Ventilplatte 35 von ihrem Sitz auf der
obere Endscheibe 31 abgehoben, wobei die Spiralfeder 36 komprimiert
wird. Die auf der Rohseite 38 befindliche Flüssigkeit
kann somit direkt auf die im Inneren des Filterelements 29 angeordnete
Reinseite 39 strömen. Derartige Druckverhältnisse
können bei verblocktem Filtermedium 30 entstehen.
Das Filterelement 29 verfügt reinseitig über
ein gelochtes Stützrohr 40 aus gelochtem Blech,
welches Das Filtermedium 30 derart abstützt, dass
zu große mechanische Belastungen z. B. durch die durchströmende
Flüssigkeit verhindert werden. An der unteren Endscheibe 32 ist
ein, sich axial in die von dem Filterelement 29 umschlossene Reinseite 39 erstreckendes
Verschlussventil 41 angeordnet. Das Verschlussventil 41 ist
durch eine dichtend mit der unteren Endscheibe 32 verbundene Ventilwand 42,
eine Ventilplatte 43, eine Spiralfeder 44 und
ein Gegenlager 45 gebildet. Dieses Verschlussventil 41 wird
durch den Volumenstrom der Flüssigkeit aufgedrückt,
wenn der Flüssigkeitsfilter 10 in Betrieb ist.
Bei abgeschalteten Pumpen, welche die Zirkulierung der Flüssigkeit
bewirken, liegt kein ausreichender Flüssigkeitsdruck in
dem Flüssigkeitsfilter 10 an, um das Verschlussventil 41 zu öffnen.
Somit ist das Verschlussventil 41 auch dann geschlossen,
wenn der Flüssigkeitsfilter 10 gewechselt werden
soll. Die reinseitig in dem Flüssigkeitsfilter 10 enthaltene
Flüssigkeit wird am ausfließen gehindert. Zwischen
der unteren Endscheibe 32 und dem Deckel 22 ist
eine Rücklaufsperrmembran 46 angeordnet, welche
eine dichtende Verbindung zwischen den Bauteilen 22, 32 erzeugt.
Weiterhin verfügt die Rücklaufsperrmembran 46 über
eine Dichtlippe 47, welche die Einlassöffnungen 26 überdeckt.
Durch den Volumenstrom der einströmenden Flüssigkeit
wird die Rücklaufsperrmembran 46 von den Einlassöffnungen 26 abgehoben
und die zu reinigende Flüssigkeit kann in die Rohseite 38 einströmen.
Bei abgeschalteten Pumpen liegt die Rücklaufsperrmembran 46 dichtend
auf dem Deckel 22 auf, wodurch die auf der Rohseite 38 befindliche
Flüssigkeit nicht durch die Einlassöffnungen 26 ausströmen
kann. Dies ist vorteilhaft, da der Flüssigkeitsfilter 10 in
stehender Position, also mit nach unten weisenden Öffnungen 26, 27 eingebaut
ist. Somit kann lediglich die geringe Flüssigkeitsmenge,
welche sich zwischen der Rücklaufsperrmembran 46 und
dem Deckel 22 befindet auslaufen. Diese Flüssigkeitsmenge
wird jedoch problemlos von dem Ringkragen 17 des Kopfes 11 aufgenommen.
Um ein Überlaufen des Ringkragens 17 beim Filterwechsel
zu verhindern, ist die Ablaufbohrung 14 in dem Kopf 11 vorgesehen.
Diese ist bei montiertem Flüssigkeitsfilter 10 durch
eine Dichtung 48 verschlossen. Bei der Demon tage wird diese Dichtung 48 von
der Ablaufbohrung 14 entfernt und die Flüssigkeit
kann drucklos abfließen. Um die Dichtung 48 exakt
zu positionieren ist ein Verschlusselement 49 vorgesehen,
welches aus einem Unterteil, einem Oberteil 51 und einem
Spannmittel 52 gebildet ist. Das Spannmittel 52 ist
bei dieser Ausführung als Spiraldruckfeder ausgebildet,
wobei auch andere Druckfedern verwendet werden können.
Dieses Spannmittel 52 ist zwischen dem Unterteil 50 und dem
Oberteil 51 angeordnet und erzeugt so eine Vorspannung
zwischen diesen Teilen 50, 51. Das Unterteil 50 und
das Oberteil 51 sind jeweils als Kunststoffspritzgussteil
ausgeführt und in einem einzigen Arbeitsschritt herstellbar.
Das Unterteil 50 verfügt über, am Umfang
verteilt an geordnete Schnappwände 53, welche
in Aussparungen 54 in dem Dichtungshalter 23 eingreifen.
Somit ist das Unterteil 50 nicht drehbar an dem Flüssigkeitsfilter 10 fixiert.
Das Unterteil 50 verfügt über Axialschnapphaken 55 und
Stege 56, wobei die Axialschnapphaken 55 über
eine geringere Länge als die Stege 56 verfügen.
Um die Axialschnapphaken 55 und Stege 56 im Urformprozess herzustellen,
sind Fenster 57 vorgesehen, durch welche die Hinterschnittkontur
der Axialschnapphaken 55 bzw. Stege 56 entformt
wird. Hierzu werden dann die entsprechenden Schieber des Werkzeugs
herausgezogen. Die Axialschnapphaken 55 greifen in einen
Schnapprand 58 am Oberteil 51 ein und bilden so
eine drehbare Verbindung zwischen dem Ober- und Unterteil 50, 51.
Die Stege 56 sind schmäler als die Axialschnapphaken 55 ausgebildet,
wodurch die Stege 56 in radialer Richtung mit geringerem
Kraftaufwand federn. Zur Reduzierung des Strömungswiderstands
für die zureinigende Flüssigkeit durch das Verschlusselement 49 weist
das Oberteil 51 eine Vielzahl von Bohrungen 59 und
ein zentral angeordnete Bohrung 60 auf, welche einen erheblich
größeren Durchmesser als der Dom 15 aufweist.
Das Unterteil 50 besitzt ebenfalls eine zentrale Öffnung 61, deren
Durchmesser erheblich größer ist, als der Dom 15.
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Bei
der Montage des Flüssigkeitsfilters 10 auf dem
Kopf 11 wird das Innengewinde 28 des Deckels 22 auf
das Außengewinde 16 des Dorns 15 geschraubt.
Das Unterteil 50 dreht sich gemeinsam mit dem restlichen
Filter 10 mit. Das Oberteil 51 dreht sich solange
mit den übrigen Teilen, bis die Dichtung 48 exakt über
dem Auge 63 und somit der Ablaufbohrung 14 angeordnet
ist. Zur Positionierung dient die Spiralwand 62 und eine
an dem Kopf 11 angeordnete Rippe 64 (siehe 3).
Die Spiralwand 62 stößt mit ihrem Positionsanschlag 65 (siehe 2 und 3) gegen
die Rippe 64, wodurch das Oberteil 51 an einer
weiteren Drehbewegung gehindert wird. Beim weiteren Anschrauben
des Flüssigkeitsfilters 10 kann sich das Oberteil 51 nicht
mehr weiter mitdrehen. Die Axialschnapphaken 55 gleiten
auf den Schnapprand 58 entlang. Wie in 3 dargestellt,
verfügt der Umfang des Schnapprandes 58 über
Rampen 66, welche sich in Drehrichtung langsam von dem
Schnapprand 58 abheben und abrupt enden, wodurch Absätze 67 gebildet
werden. Die Stege 56 gleiten auf dem Um fang des Schnapprandes 58.
Durch die Rampen 66 werden die Stege 56 nach außen
gebogen. Beim weiteren Drehen überschreiten die Stege 56 die
Absätze 67, wodurch sie schlagartig zurückfedern
und wieder auf der Oberfläche des Schnapprandes 58 entlang
gleiten, um bei der nächsten Rampe 66 wieder aufzufedern.
Durch dieses Überdrehen sind Klick-Geräusche hörbar,
wenn sich die Dichtung 48 in Dichtposition über
dem Auge 63 befindet. Beim weiteren Anschrauben wird das
Oberteil durch das Spannmittel 52 axial auf die Ablaufbohrung 14 gedrückt,
während die übrigen Teile des Flüssigkeitsfilters 10 radial
bewegt werden.
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Nachdem
der Flüssigkeitsfilter 10 ordnungsgemäß montiert
ist, wird die zu reinigende Rohflüssigkeit durch den Zulauf 12 in
das von dem Ringkragen 17 umschlossene Volumen geleitet,
wo es sich verteilt und an dem Oberteil 51 und dem Unterteil 50 vorbei
zu der Einlassöffnung 26 strömt. Durch
den Flüssigkeitsdruck wird die Dichtlippe 47 der
Rücklaufsperrmembran 46 abgehoben und die Flüssigkeit dringt
auf die Rohseite 38 des Flüssigkeitsfilters 10. Die
Flüssigkeit durchströmt das Filtermedium 30 und gelangt
so auf die Reinseite 39, wo sie durch das Verschlussventil 41 hindurch
strömt und durch den Auslass 27 in den Dom 15 mit
dem Ablauf 13 gelangt.
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Bei
verschmutztem Filtermedium 30 muss ein Filterwechsel erfolgen.
Hierzu wird der Flüssigkeitsfilter 10 entgegen
der Montagedrehrichtung gedreht. Durch diese Drehung stoßen
die Stege 56 gegen die Absätze 67 und
verhindern so eine weitere Relativdrehbewegung zwischen dem Unterteil 50 und
dem Oberteil 51. Beim weiteren Drehen wird die Dichtung 48 von
dem Auge 63 entfernt, wodurch die Ablaufbohrung 14 freigegeben
wird. Die innerhalb des Ringkragens 17 vorhandene Flüssigkeit
kann drucklos durch die Ablaufbohrung 14 abfließen.
Das Öffnen der Ablaufbohrung 14 erfolgt innerhalb ¼ bis ½ Umdrehung.
Somit hat die Flüssigkeit ausreichend Zeit, abzufließen,
bevor der äußere Dichtring 19 von der
Dichtfläche 18 abgehoben wird.
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2 zeigt
ein Verschlusselement in perspektivischer Ansicht. Der 1 entsprechende
Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dieser Darstellung
ist deutlich zu entnehmen, dass die Schnappwände 53 eine
relativ große Breite aufweisen, wodurch die Verschnappung
mit dem Dichtungshalter 23 sehr stabil ist. Weiterhin ist
die Ausgestaltung der Dichtung 48 als Segment gut zu erkennen,
welches in einer entsprechend ausgestalteten Aufnahme 68 in
dem Oberteil 51 angeordnet ist.
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In 3 ist
der Kopf 11 im Schnitt mit dem Oberteil 51 in
Seitenansicht dargestellt. Die übrigen Bauteile sind zugunsten
der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Den 1 oder 2 entsprechenden Bauteile
sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. In dieser Darstellung
sind die Rampen 66 an dem Oberteil 51 deutlich
zu erkennen. Die Spiralwand 62 mit dem Positionsanschlag 65 ist
in dieser Darstellung gut zu erkennen. Der Positions anschlag 65 kommt
durch eine 180° Drehung an der gegenüberliegend
angeordneten Rippe 64 zur Anlage.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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