DE20213512U1

DE20213512U1 - Filter mit verdrehgesichertem Filtereinsatz und Deckel dafür

Info

Publication number: DE20213512U1
Application number: DE20213512U
Authority: DE
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2012-09-04

Abstract

Filter für ein Kraftfahrzeug – wie Ölfilter oder Kraftstofffilter,
mit einem Gehäuse, und mit einem das Gehäuse verschließenden, abnehmbaren Deckel,
und mit einem auswechselbaren Filtereinsatz, welcher einen ringförmigen Querschnitt aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (4) gegen Drehbewegungen um seine Mittelachse gesichert ist.

Description

Die Neuerung betrifft einen Filter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen bei einem derartigen Filter verwendbaren Deckel.
Ein derartiger Filter ist beispielsweise aus der DE 196 05 425 A1 bekannt.
Beim Einsatz gattungsgemäßer Filter kann in manchen Fällen, insbesondere abhängig von dem Fahrzeugtyp, in welchem der Filter zum Einsatz kommt, ein Abrieb beobachtet werden, der innerhalb des Filters, insbesondere am Filterelement oder an den ihm benachbarten Bauteilen entsteht. Die durch den Abrieb erzeugten Partikel können in unerwünschter Weise in das gereinigte Medium gelangen, beispielsweise in das Reinöl bei einem Ölfilter, und insbesondere kann der Abrieb dazu führen, dass Undichtigkeiten innerhalb des Filters auftreten, wobei derartige Undichtigkeiten insbesondere zwischen der Roh- und der Reinseite des Filters unerwünscht sind.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Filter dahingehend zu verbessern, dass ein im Bereich des Filterelements entstehender Abrieb beim Betrieb des Filters möglichst vermieden wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Filter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch einene Deckel mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, den Filtereinsatz verdrehsicher im Filter anzuordnen. Die Neuerung geht dabei von der Überlegung aus, dass der Abrieb durch Drehbewegun gen des Filtereinsatzes um seine Mittelachse hervorgerufen wird und durch die damit zusammenhängende Reibung zwischen dem Filtereinsatz und benachbarten Bauteilen wie z. B. Dichtungen. Bei vorschlagsgemäß verdrehgesichertem Filtereinsatz können fahrzeug- oder motortypische Vibrationen nicht zu einer Drehbewegung des Filtereinsatzes innerhalb des Gehäuses führen. Auch können bestimmte Strömungsverhältnisse innerhalb des Filters, zum Beispiel bei tangentialer Anströmung des Filtereinsatzes, nicht zu einer Drehbewegung des Filtereinsatzes führen. Abrieb, welcher aus eventuellen Drehbewegungen des Filtereinsatzes resultiert, wird daher zuverlässig vermieden.
Der Filtereinsatz kann in an sich bekannter Weise mit einer oberen und unteren Endscheibe aus festem Material, beispielsweise aus Kunststoff, ausgestattet sein, wobei sich zwischen diesen beiden Endscheiben die eigentliche Filterfläche befindet, die beispielsweise als Papierfalten-Filterelement ausgestaltet sein kann. Vorsprünge können an der einen und / oder anderen Endscheibe vorgesehen sein, um den Filtereinsatz verdrehsicher in seiner Betriebsstellung im Gehäuse festzulegen. Beispielsweise können radiale Vorsprünge vorgesehen sein, die eine Klemmwirkung mit dem Gehäuse bzw. mit dem Deckel bewirken. Eine derartige Konstruktion des Filtereinsatzes ermöglicht die Verwendung geänderter, verdrehgesicherter Filtereinsätze auch bei unveränderten Gehäuse- bzw. Deckelformen, sodass die Vorteile eines verdrehsicheren Filtereinsatzes durch einen einfachen Filterwechsel im Rahmen üblicher Wartungsarbeiten ermöglicht werden.
Alternativ zu derartigen radialen Vorsprüngen können axiale Vorsprünge an einer oder beiden Endscheiben vorgesehen sein, welche mit entsprechenden Vorsprüngen bzw. Anschlägen im Deckel oder im Gehäuse zusammenwirken, um die gewünschte Verdrehfestigkeit des Filtereinsatzes zu bewirken. Je nach Innenkontur des Deckels bzw. des Gehäuses sind auch derartige Konstruktionen des Filtereinsatzes bei unveränderter Deckel- bzw. Gehäuseform möglich, sodass auch in diesem Fall durch Auswechseln des Filtereinsatzes die vorteilhafte Ausgestaltung des Filters bei vorhandenem Gehäuse und Deckel ermöglicht wird.
Wenn der Deckel konstruktiv geändert wird, kann durch einfachen Austausch des Deckels oder von Deckel und Filtereinsatz der ansonsten unveränderte Filter vorschlagsgemäß umgerüstet werden, sodaß sich eine vergleichsweise preiswerte Nachrüstmöglichkeit ergibt. Hierbei kann der Deckel z. B. mit Vorsprüngen bzw. Anschlägen ausgestaltet werden, welche den Filtereinsatz – ggf. in dessen unveränderter Formgebung – drehsichern, oder der Deckel kann mit Ausnehmungen versehen werden, welche mit entsprechenden Vorsprüngen des Filtereinsatzes zusammenwirken.
Die axialen Vorsprünge an einer oder beiden Endscheiben können auch dazu dienen, eine axiale Verspannung des Filtereinsatzes zu bewirken, sodass gegebenenfalls ohne eine entsprechende Konturierung, ausschließlich aufgrund von Klemmkräften, der Filtereinsatz verdrehsicher gelagert ist. Hierzu muss der Filtereinsatz eine auch unter Betriebsbedingungen ausreichende axiale Festigkeit aufweisen, sodass gegebenenfalls außer der eigentlichen Filterfläche Stützelemente zwischen den beiden Endscheiben vorgesehen sein können, um diese axiale Belastbarkeit ohne unzulässige Verformung der Filterfläche zu ermöglichen.
Bei der Neukonstruktion von Filtern bzw. Filterbauteilen können in umgekehrter Weise Vorsprünge am Gehäuse bzw. am Deckel vorgesehen sein, welche den Filtereinsatz festlegen; zum Beispiel können radial nach innen ragende Rippen vorgesehen sein, welche den Filtereinsatz klemmen, z. B. dessen Endscheibe, oder die sogar gegebenenfalls in eine kreisrund konturierte Endscheibe des Filtereinsatzes schneidenartig eindringen.
Durch zusammenwirkende, nasen- oder rippenartige Vorsprünge an sowohl dem Filtereinsatz, z. B. an einer Endscheibe, als auch im Deckel oder im Gehäuse kann mit geringem Materialeinsatz ein Anschlag geschaffen werden, welcher den Filtereinsatz zuverlässig drehsichert. Mehrere Vorsprünge an einem der beiden zusammenwirkenden Bauteile stellen einen minimierten Verdrehweg sicher, bis beide Bauteile durch die Wirkung des Anschlags drehfest einander anliegen.
Überraschend kann auch gegebenenfalls ein Vorsprung an der Filterfläche vorgesehen sein, die aufgrund ihrer Permeabilität üblicherweise dünnwandig und mechanisch nicht hoch belastbar ist. Dieser Vorsprung kann durch Verwendung entsprechend konturierter Materialien der Filterfläche erfolgen. Vorzugsweise werden jedoch Zusatz-Elemente verwendet, beispielsweise ein außen oder innen an der Filterfläche umlaufender Ring, z. B. aus reibfreudigem Material oder mit unrunder Kontur. Durch das Zusatzmaterial wird eine Beschädigung der Filterfläche selbst zuverlässig ausgeschlossen und eine damit verbundene Leckage zwischen Rein- und Rohseite ausgeschlossen. Ein außen um die Filterfläche umlaufender Ring kann beispielsweise mit dem Deckel oder mit dem Gehäuse zusammenwirkend den Filtereinsatz verdrehsicher festlegen, während ein innen an der Filterfläche umlaufender Ring beispielsweise mit einem Innendom zusammenwirken kann, der in an sich bekannter Weise als Fluidleitung oder als Stützdom für die Filterfläche vorgesehen sein kann.
Die Verdrehsicherheit des Filtereinsatzes kann durch eine verdrehsicher feste Verbindung zwischen Filtereinsatz und Deckel erzeugt werden, wobei der Deckel mit dem Filtereinsatz bestückt werden und anschließend gemeinsam mit dem Filtereinsatz in das Gehäuse eingesetzt werden kann. Um zuverlässig auszuschließen, dass Drehbewegungen, welcher der Filtereinsatz in einer bestimmten Drehrichtung vollführt, zum Lösen des Deckels führen – wenn es sich bei dem Deckel um einen Schraubdeckel handelt – kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Drehbewegung einen zunehmend festeren Sitz des Deckels auf dem Gehäuse bewirkt, sodass gegebenenfalls das Gewinde des Deckels als Linksgewinde ausgestaltet sein kann, beispielsweise in Abhängigkeit von der tangentialen Einströmrichtung, mit der ein zu filterndes Medium den Filtereinsatz anströmt.
Ausführungsbeispiele der Neuerung werden anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt
1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel,
2 eine Ansicht auf die Endscheibe des Filtereinsatzes von 1,
3 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,
4 u. 5 Detailansichten von 3 in gegenüber 3 vergrößertem Maßstab,
6 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel,
7 einen Längsschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel, die
8 – 10 Detailansichten zu dem Ausführungsbeispiel von 7,
11 einen Längsschnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel,
12 – 14 Detailansichten zum Ausführungsbeispiel von 11
15 einen Längsschnitt durch ein sechstes Ausführungsbeispiel,
16 – 21 Längsschnitte durch weitere Ausführungsbeispiele,
22 u. 23 Detailansichten zu dem Ausführungsbeispiel von 21,
24 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel,
25 eine Detailansicht zu dem Ausführungsbeispiel von 24,
26 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel, und
27 eine Detailansicht zum Ausführungsbeispiel von 26.
In 1 ist mit 1 insgesamt ein Filter bezeichnet, wobei nachfolgend bei sämtlichen Ausführungsbeispielen gleichartige, wenn auch nicht konstruktiv gleichausgestaltete, Bauteile mit demselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind. Der Filter 1 weist ein Gehäuse 2 und einen Deckel 3 auf sowie einen Filtereinsatz 4, der etwa hülsenförmig ausgestaltet ist, also mit einem ringförmigen Querschnitt. Die eigentliche Filterfläche ist als Papierfalten-Filter ausgestaltet und an den beiden Stirnenden des Filtereinsatzes durch ringförmige Endscheiben 5 und 6 begrenzt. Der Deckel 3 weist mehrere Vorsprünge 7 auf, die zur klipsartigen Festlegung der deckelseitigen Endscheibe 6 und damit zur Befestigung des Filtereinsatzes 4 am Deckel 3 dienen, wobei an der Endscheibe 6 entsprechende Rasthaken 8 vorgesehen sind, welche mit den Vorsprüngen 7 zusammenwirken.
2 zeigt eine Ansicht auf die deckelseitige Endscheibe 6 mit den Rasthaken 8 zur besseren Federbeweglichkeit sind die Rasthaken 8 nicht als durchgehender Kreis, sondern als mehrere einzelne Rasthaken 8 ausgestaltet und ebenso sind die Vorsprünge 7 des Deckels 3 als einzelne Vorsprünge ausgestaltet. Dies ermöglicht die Ausgestaltung von Rippen, entweder zwischen den Rasthaken 8 oder zwischen den Vorsprüngen 7, wobei sich diese Rippen radial zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen 7 bzw. Rasthaken 8 erstrecken, sodass dementsprechend eine Verdrehsicherung für den am Deckel 3 montierten Filtereinsatz 4 geschaffen wird.
Da der Deckel 3 als Schraubdeckel ausgestaltet ist, kann eine Kraft, welche ansonsten die Drehbewegung des Filtereinsatzes 4 bewirken würde, den Festsitz des Deckels 3 am Gehäuse 2 unterstützen. Je nach Richtung dieser Kraft kann daher vorgesehen sein, das Gewinde des Schraubdeckels 3 entsprechend auszugestalten, zum Beispiel ein Linksgewinde zu verwenden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 wirken drei Maßnahmen zusammen, um eine besonders zuverlässige Verdrehsicherung für den Filtereinsatz 4 zu schaffen:
Im Deckel 3 sind – wie insbesondere aus 5 ersichtlich ist – Rippen 9 vorgesehen. Die Rasthaken 8 der deckelseitigen Endscheibe 6 legen sich bei einer Drehbewegung des Filtereinsatzes 4 an diese Rippen 9 an und begrenzen die Drehbewegung.
An der gehäuseseitigen Endscheibe 5 des Filtereinsatzes 4 ist eine Lasche 10 vorgesehen, die bei der Drehbewegung des Filtereinsatzes 4 gegen eine gehäuseseitige Rippe 11 geführt wird und durch Anlage an dieser Rippe 11 die weitere Drehbewegung des Filtereinsatzes 4 verhindert, wie insbesondere aus 4 deutlich wird.
Eine Feder 12 ist zwischen der deckelseitigen Endscheibe 6 und einem Stützdom 14 vorgesehen, welcher die Filterfläche des Filtereinsatzes 4 gegen Kollabieren stützt. Diese zusätzliche Feder 12 erhöht die axiale Vorspannkraft, die auf den Filtereinsatz 4 einwirkt und unterstützt so durch Reibschluss, unabhängig vom Formschluss der vorgenannten Maßnahmen, die verdrehsichere Fixierung des Filtereinsatzes 4.
Der Stützdom 14 in 6 weist ein Filterumgehungsventil 15 auf, mit einem federbeweglich gelagerten Ventilkörper 16, welches gegen einen umlaufenden Kragen 17 in der deckelseitigen Endscheibe 6 abdichtet. Zur Erhöhung der auf den Filtereinsatz 4 einwirkenden axialen Vorspannkraft ist hier nicht eine zusätzliche Feder vorgesehen, sondern eine den Ventilkörper 16 in seiner Schließstellung haltende Feder 18 ist entsprechend stark dimensioniert. Um keine unzulässig hohen Öffnungskräfte für den Ventilkörper 16 zu bewirken, sodass das Filterumgehungsventil 15 bei unangemessen hohem Drücken erst öffnen würde, ist der Durchmesser des Ventilkörpers 16 und des Kragens 17 entsprechend groß bemessen, sodass die Öffnungskräfte für das Filterumgehungsventil in dem gewünschten Druckbereich liegen. Die Stärke der Feder 18 bewirkt die gewünscht starken axialen Vorspannkräfte, welche durch Reibschluss die Verdrehsicherung Fixierung des Filtereinsatzes 4 sicherstellen.
In 7 sind an der gehäuseseitigen Endscheibe 5 federnde Laschen 19 dargestellt, die aus 8 deutlicher erkennbar sind, wobei 8 eine Ansicht nur auf die Endscheibe 5 darstellt. Die Laschen 15 dienen als Federelemente für den Längenausgleich, sodass entweder Fertigungstoleranzen oder ein „Setzverhalten" des Filtereinsatzes 4 nach einiger Betriebsdauer durch derartige Federlaschen 19 ausgeglichen werden kann. Gleichzeitig dienen die Laschen 19 jedoch auch als Verdrehsicherung , da sie sich an gehäuseseitige Rippen 11 anlegen, wie insbesondere anhand der 9 und 10 deutlich wird. Um einen zuverlässigen Anschlag zu schaffen und ein Hinwegtauchen der komprimierten Federlaschen 19 unter den Rippen 11 zu vermeiden, weisen die Laschen 19 Anschlagkanten 20 auf.
In 11 ist dargestellt, dass, wie insbesondere aus den 13 und 14 deutlicher wird, eine Blattfeder 21 am Gehäuse 2 durch Verstemmung befestigt ist, wobei die 13 und 14 einen Schnitt entlang der Linie A-A gemäß 12 zeigen und 12 ihrerseits einen Querschnitt durch den Filter 1 von 11 entlang der Linie B-B darstellt. Blattfeder 21 und Rippen 22 bewirken gemeinsam die Verdrehsicherung für den Filtereinsatz 4.
Gemäß 15 ist am Stützdom 14, der endseitigen Endscheibe 6 benachbart, ein Innensechskant 23 ausgebildet, in welchen eine Rippe 24 der Endscheibe 6 eingreift. Gegenüber der Stelle, wo die Rippe 24 in den Innensechskant 23 ragt, verringert sich der lichte Innenraum des Innensechskantes 23, sodass eine verdrehsichere Festlegung des Filtereinsatzes 4 über die Endscheibe 6 und die Rippe 24 am Stützdom 14 bewirkt wird, wobei der Stützdom seinerseits verdrehsicher im Gehäuse 2 gelagert ist.
Gemäß 16 ist gehäuseseitig eine Rippe 11 vorgesehen, die sich radial in die Umfangskontur der gehäuseseitigen Endscheibe 5 erstreckt, wobei die Endscheibe 5 zu diesem Zweck eine über ihren übrigen Durchmesser nach außen vorstehende Lasche 10 ausbildet, sodass die Lasche 10 mit der Rippe 11 die Verdrehsicherung für den Filtereinsatz 4 bildet.
Gemäß 17 ist an der gehäuseseitigen Endscheibe 5 eine federbeweglich radial nach außen ragende Lasche 10 vorgesehen, wobei je nach innerer Konturierung des Gehäuses 2 auf diese Weise ein radialer Klemmsitz des Filtereinsatzes 4 bewirkt werden kann oder, wie in 17, eine gehäuseseitige Rippe 11 als tangentialer Anschlag eine Drehbewegung des Filtereinsatzes 4 aufgrund des Kontaktes mit der Lasche 10 begrenzt.
Gemäß 18 ist gehäuseseitig eine zusätzliche Feder 12 vorgesehen, welche einen Andruck-Körper 25 gegen die gehäuseseitige Endscheibe 5 presst und so eine axiale Verspannung des Filtereinsatzes 4 bewirkt, dessen verdrehsichere Fixierung sicherstellt.
Gemäß 19 kann vorgesehen sein ....
Gemäß 20 kann vorgesehen sein, auf einen Andruck-Körper 25 zu verzichten und die zusätzliche Feder 12 unmittelbar auf die gehäuseseitige Endscheibe 5 einwirken zu lassen. Hierzu ist die Feder 12 im Gehäuse 2 verliersicher befestigt, zum Beispiel – wie in 20 dargestellt – durch einen unterschiedlichen Durchmesser der Feder 12 und eine dementspre chend konturierte Aufnahmehülse, die im Gehäuse 2 geschaffen ist.
Gemäß 21 ist an der gehäuseseitigen Endscheibe 5 ein zusätzlicher Sperrkörper 26 vorgesehen, der sich bei einer Drehbewegung des Filtereinsatzes 4 an eine gehäuseseitige Rippe 11 anlegt und so die weitere Drehbewegung des Filtereinsatzes 4 behindert.
22 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 22 – 22 von 21, und 23 die Ausgestaltung der Rippe 11 in gegenüber 21 vergrößertem Maßstab.
Die 24 und 25 stellen ähnlich den 21 und 22 eine ähnliche Verdrehsicherung vor, mit geänderter gehäuseseitiger Endscheibe 5 und geändertem Sperrkörper 26, wobei mehrere Sperrkörper 26 vorgesehen sind.
Gemäß 26 kann der radial nach außen ragende Sperrkörper 26 als Vorsprung ausgestaltet sein, der von einem Zusatz-Ring 27 gebildet wird, wobei der gesamte Zusatz-Ring 27 an der gehäuseseitigen Endscheibe 5 des Filtereinsatzes 4 befestigt wird. Die Verwendung eines derartigen Zusatz-Ringes 27 ermöglicht ebenfalls eine einfachere produktionstechnische Handhabung als die Handhabung des vergleichsweise klein bemessenen Sperrkörpers 26 der 21, sodass trotz des größeren Materialeinsatzes die Herstellungskosten gegebenenfalls geringer gehalten werden können.

Claims

Filter für ein Kraftfahrzeug – wie Ölfilter oder Kraftstofffilter, mit einem Gehäuse, und mit einem das Gehäuse verschließenden, abnehmbaren Deckel, und mit einem auswechselbaren Filtereinsatz, welcher einen ringförmigen Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (4) gegen Drehbewegungen um seine Mittelachse gesichert ist.
Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filtereinsatz (4) eine obere und eine untere Endscheibe (5, 6) sowie dazwischen eine Filterfläche – wie ein Papierfaltenelement – aufweist, wobei an wenigstens einer der Endscheiben (5, 6) Vorsprünge vorgesehen sind, welche den Filtereinsatz im Einbauzustand gegen Verdrehung sichern.
Filter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch im Deckel (3) und / oder im Gehäuse (2) vorgesehene Vorsprünge, welche den Filtereinsatz (4) verdrehsicher festlegen.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen außen an der Filterfläche vorgesehenen Vorsprung, welcher den Filtereinsatz (4) verdrehsicher festlegend mit dem Deckel (3) und / oder dem Gehäuse (2) zusammenwirkt.
Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen innen an der Filterfläche vorgesehenen Vorsprung, welcher den Filtereinsatz (4) verdrehsicher festlegend mit einem sich in den Filtereinsatz (4) erstreckenden Innendom zusammenwirkt.
Filter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung als radial umlaufender Ring ausgestaltet ist.
Deckel für einen Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwischen Filtereinsatz (4) und Deckel (3) zusammenwirkende Vorsprünge und / oder Ausnehmungen, welche den Filtereinsatz (4) verdrehsicher am Deckel (3) festlegen.