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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine einteilige Mutterplatte für eine Flüssigkeitsfilteranordnung
zur Schaffung einer Befestigungsschnittstelle zwischen einem Befestigungssockel
eines Motorblocks und dem restlichen Teil der Flüssigkeitsfilteranordnung, wobei
die Flüssigkeitsfilteranordnung
derart ausgebildet und angeordnet ist, daß sie einen Strom eintretenden Öls, das
von einem Filterelement zu filtern ist, empfängt und dieses Öl stromabwärts des
Filterelements abgibt, und betrifft im allgemeinen die Konstruktion
einer Flüssigkeitsfilteranordnung,
die eine solche Mutterplatte für
die mit einem Gewinde versehene Befestigung an einem Filterkopf
umfaßt.
Die voraussichtliche Verwendung für die vorliegende Erfindung
ist zusammen mit einem Kraftfahrzeugmotor wie einem Dieselmotor.
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Eine
verwandte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrifft den aufschraubbaren Filter und die
Filterkopfschnittstelle. Insbesondere umfaßt diese verwandte Ausführungsform
eine Konstruktionsbeziehung für
die spezifische Reihenfolge von Gewinde- und Abdichtungs- (inneren
und äußeren) Eingriffen
zwischen dem Flüssigkeitsfilter
und dem Filterkopf, um einen leichteren Einbau zu gestatten.
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Während die
Konstruktion von Flüssigkeitsfiltern
im Lauf der Jahre praktisch hunderte von unterschiedlichen Konzepten
umfaßt
hat, sind die grundlegenden Prinzipien des Betriebs ziemlich gleich
geblieben. Die zu filternde Flüssigkeitssubstanz
muß zuerst
in das Filtergehäuse
oder den Filtermantel eingeführt
und von dort geleitet werden, um in und durch das Filtermedium zu
strömen.
Wenn die gefilterte Flüssigkeit
aus dem Filtermedium austritt, muß sie zu einem Strömungsauslaß geleitet
werden. Es wird im allgemeinen in dieser gesamten Strömungsschleife
bevorzugt, daß die
ungefilterte Flüssigkeit
nicht das Filtermedium im Bypass umgeht und daß Flüssigkeit nicht aus dem Filtermantel
leckt. Während
diese Funktionen normalerweise mittels der Verwendung von ordnungsgemäß konstruierten
und angeordneten Dichtungen erzielt werden können, werden die Dichtungen
im Lauf der Zeit beeinträchtigt,
und es kann eine Leckage auftreten. Der Lauf der Zeit und die fortgesetzte
Verwendung können
auch eine Beeinträchtigung
anderer Komponenten und Schnittstellen innerhalb des Flüssigkeitsfilters
verursachen. Beispielsweise erzeugt jedes Pulsieren des Flüssigkeitsdrucks eine
veränderliche
Last an der Mutterplatte und bewirkt deren Verbiegen. Das Verbiegen
der Mutterplatte erzeugt einen Verschleiß in der Platte und schwächt die
Mutterplattenschnittstellen und die Beeinträchtigung beginnt. Insbesondere
verursacht das Verbiegen, daß sich
die äußere Dichtung
wölbt,
was wiederum eine Leckageschnittfläche erzeugen kann. In einem
gewissen Umfang wird die Rate der Verschlechterung durch die Betriebsumgebung
und die Natur der zu filternden Substanz beeinflußt. Falls
ein längerer
Betriebsintervall für die
Filteranordnung gewünscht
wird, ist es wichtig, die Rate der Verschlechterung verlangsamen
zu können.
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Um
eine repräsentative
Auswahl von früheren
Flüssigkeitsfilteranordnungskonstruktionen
zur Verfügung
zu stellen, sollten die nachstehend aufgeführten Patente in Betracht gezogen
werden:
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US-A-5,490,930 offenbart
beispielsweise eine einteilige Mutterplatte für eine Flüssigkeitsfilteranordnung zur
Schaffung einer Befestigungsschnittstelle zwischen einem Befestigungssockel
eines Motorblocks und dem restlichen Teil der Flüssigkeitsfilteranordnung, wobei
die Flüssigkeitsfilteranordnung
derart ausgebildet und angeordnet ist, daß sie einen Strom eintretenden Öls, das
von einem Filterelement zu filtern ist, empfängt und dieses Öl stromabwärts des
Filterelements abgibt, wobei die einteilige Mutterplatte einen ersten
ringförmigen
Wandabschnitt, der derart ausgebildet und angeordnet ist, daß er an
einem äußeren Mantel
der Flüssigkeitsanordnung
angebracht wird, und einen zweiten ringförmigen Wandabschnitt umfaßt, der
derart ausgebildet und angeordnet ist, daß er radial einwärts von
dem ersten ringförmigen
Wandabschnitt aus angeordnet ist, wobei der zweite ringförmige Wandabschnitt
ein Innengewinde aufweist, um auf den Befestigungssockel des Motorblocks
aufgeschraubt zu werden. Gemeinsam mit
US-A-5,490,930 ist es eine
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verringerung der Anzahl
der bei einer Flüssigkeitsfilteranordnung
verwendeten Komponenten zu ermöglichen
und dadurch die Kosten zu verringern.
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Bei
denjenigen Dieselmotorfilterkonstruktionen, bei denen eine Mutterplatte
mit Innengewinde verwendet wird, wie
US-A-3,204,771 ,
US-A-5,342,511 ,
US-A-5,525,226 und
US-A-5,490,930 , betrifft eine der Konstruktionen
den Typ und den Grad der Vibrationen, denen die Filteranordnung
in ihrer tatsächlichen
Verwendungsumgebung ausgesetzt ist. Bei einem typischen Einbau wird
die Flüssigkeitsfilteranordnung
an einen Befestigungssockel oder Filterkopf, wie er in
US-A-3,204,771 gezeigt ist, angeschraubt.
Der Filterkopf sorgt typischerweise für die Strömungsdurchgänge der eintretenden (ungefilterten)
Flüssigkeit
sowie für
einen Strömungsdurchgang
für die
austretende (gefilterte) Flüssigkeit.
Ein hohler Schaft mit Außengewinde
wird typischerweise verwendet, um mit einer Öffnung mit einem Innengewinde
in der Mutterplatte gewindetechnisch zusammenzupassen. Da der mit
einem Gewinde versehene Schaft hohl ist, ist er derart ausgebildet
und angeordnet, daß er
als Austrittsströmungsdurchgang
oder -leitung dient.
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Vibrationen
aufgrund des Motorbetriebs und diejenigen aufgrund von Straßenbedingungen
werden auf die Flüssigkeitsfilteranordnung
mittels des Befestigungssockels des Filters und des mit einem Gewinde
versehenen Schafts übertragen.
Der Abstand von dem Außendurchmesser
des mit einem Gewinde versehenen Schafts zu dem Filtergehäuse (d.h.
dem Mantel) bildet einen Momentenarm, um den herum sich die Filteranordnung
bewegen kann. Je größer die
Länge des
Momentenarms ist, desto größer ist
die Amplitude der übertragenen
Vibrationen und desto größer ist
die Rate der Beeinträchtigung
der Dichtungen der Flüssigkeitsfilteranordnung
und desto größer ist
ihrerseits die Beeinträchtigung
der Filteranordnung. Vibrationen der beschriebenen Art haben auch
eine Beeinträchtigungswirkung
auf die Dichtungen, die Mutterplatte und andere strukturelle Komponenten
des Flüssigkeitsfilters.
Um die Lebensdauer der Flüssigkeitsfilteranordnung
zu erhöhen, wäre es wünschenswert,
die Länge
des Momentenarms zu verringern. Dies wird bei einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durch Vergrößern der Öffnung mit Innengewinde in
der Mutterplatte bewirkt, so daß die
Mutterplatte eine mit einem Gewinde versehene Öffnung aufweist, die im Vergleich
zu derjenigen früherer
Konstruktionen größer ist
und ihrerseits einen Befestigungsbereich mit einem Innengewinde mit
einem vergrößerten Außendurchmesser
schafft.
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Durch
Verwenden einer Mutterplatte mit dem gleichen Außendurchmesser verringert eine
Vergrößern des
Innendurchmessers die radiale Dicke oder Breite der Mutterplattenseitenwand
und dies verringert seinerseits den verfügbaren Bereich, der zum Bohren,
Formen oder anderweitigen Einarbeiten von Flüssigkeitsströmungsöffnungen
verwendet werden kann. Der Innen- und
der Außendurchmesser
der Mutterplatte bilden die Seitenwand, die von ringförmiger Ringgestalt
ist. Während
es denkbar ist, daß Strömungsöffnungen
in diesem ringförmigen
Ringbereich vorgesehen werden könnten,
würde jede
Strömungsöffnung zwangsläufig ziemlich klein
sein. Um einen ausreichenden Strömungsbereich
für eine
angemessene und effiziente Strömung
durch den Flüssigkeitsfilter
zu haben, ist eine relativ große
Anzahl dieser kleineren Öffnungen
erforderlich. Wenn die Anzahl der Öffnungen erhöht wird,
nimmt der Abstand zwischen den Öffnungen
ab, und dies würde
die Mutterplatte beträchtlich
schwächen.
Folglich muß eine
modifizierte Konstruktion für
die Mutterplatte und für
die zusammenwirkenden Filterdichtungen geschaffen werden, um für die notwendige
Strömung
der ungefilterten Flüssigkeit
in die Flüssigkeitsfilteranordnung
zu sorgen. Diese modifizierten Konstruktionen werden von der vorliegenden
Erfindung auf neue und nicht offensichtliche Weise geschaffen.
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Unter
einem Aspekt dieser Erfindung ist eine Flüssigkeitsfilteranordnung, wie
in Anspruch 1 beansprucht, geschaffen.
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Bevorzugte
Merkmale der einteiligen Mutterplatte der Flüssigkeitsfilteranordnung dieses
Aspekts dieser Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 18 beansprucht.
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Unter
einem weiteren Aspekt dieser Erfindung ist eine einteilige Mutterplatte,
wie in Anspruch 19 beansprucht, geschaffen.
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Ein
bevorzugtes Merkmal der einteiligen Mutterplatte dieses Aspekts
dieser Erfindung ist im Unteranspruch 20 beansprucht.
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In
der offenbarten Flüssigkeitsfilteranordnung,
die die vorliegende Erfindung verkörpert, sind neue Innen- und
Außendichtungen
enthalten, die für
verbesserte Leistungscharakteristiken sorgen.
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Wie
beschrieben werden wird, sind vier unterschiedliche Innendichtungen
offenbart, um mit den verschiedenen Mutterplatten-Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zusammenzuwirken.
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Die
Mutterplattenkonstruktionen der vorliegenden Erfindung sind in verschiedenen
Anordnungen offenbart und für
jede gibt es eine spezifisch gestaltete Innendichtung. Jede Innendichtungskonstruktion
ist über dem
Ende des Filterelements und um eine Austrittströmungsleitung herum angeordnet,
die Teil des Befestigungssockels des Motorblocks ist. Eine Gestaltung
der Innendichtung wirkt mit einer Gestaltung der Mutterplatte der
Hauptausführungsform
zusammen, um dazwi schen Strömungsdurchgänge durch
wechselweise offene Abschnitte in der Dichtung zu schaffen. Bei
einer anderen Gestaltung der Innendichtung sind die Strömungsdurchgänge, die
zwischen der Mutterplatte und der Innendichtung gebildet sind, durch
die Verwendung von nach unten gerichteten Vorsprüngen von der unteren Wand der
Mutterplatte aus geschaffen.
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Ansonsten
funktionieren die beiden Innendichtungen auf ähnliche Weise. Bei der verwandten
Ausführungsform
des Flüssigkeitsfilters
wirkt eine Gestaltung der Innendichtung mit dem Befestigungssockel
zusammen und radiale Strömungsbereiche
sind zwischen der Mutterplatte und dem Filterelement geschaffen.
Die andere Gestaltung der Innendichtung für diese verwandte Ausführungsform
umfaßt
ihre eigenen Strömungsdurchgänge, und
sie wirkt mit der Mutterplatte für
die Schaffung von radialen Strömungsbereichen
zusammen.
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Die
Außendichtung
schafft eine abgedichtete Schnittstelle zwischen dem Befestigungssockel
und dem Außenmantel,
die über
dem oberen ringförmigen
Bereich der Mutterplatte in Richtung nach außen von der Lage der Gewindeverbindung
aus gebildet ist. Die Außendichtung
ist einzigartig mit einem Paar von Umfangsrippen zur Abdichtungsredundanz
gestaltet. Die Außendichtung
hilft auch dabei, Vibrationen zu dämpfen, die möglicherweise
durch den Befestigungssockel übertragen
werden. Das Zusammenwirken der Innen- und Außendichtungen mit den Mutterplattengestaltungen
der vorliegenden Erfindung schafft eine verbesserte Flüssigkeitsfilteranordnung.
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Der
Einbau von aufschraubbaren Filtern erfordert typischerweise den
Einbau mit einer halben bis einer ganzen Drehung nach dem ersten
Kontakt des äußeren Dichtung.
Es ist schwierig, diesen Punkt des ersten Kontakts zu bestimmen,
falls der Flüssigkeitsfilter
mit einer positiven Innendichtung konstruiert ist, um während der
Verwendung eine Bypass-Strömung zu
vermeiden. Die Schwierigkeit ergibt sich, weil die Innendichtung typischerweise
vor der Außendichtung
den Kontakt herstellt, was einen Widerstand gegenüber dem
Drehen des Filters verursacht, der weit größer ist als die Reibung des
ersten Kontakts der Dichtung. Auch aufgrund der hohen Toleranzsummierung
der Filteranordnung muß die
Innendichtung sehr früh
bei dem Zusammenbau einen Kontakt herstellen, derart, daß sie auch
einen Kontakt herstellt, bevor das erste Gewinde erfaßt wird, wodurch
es schwierig gemacht wird, ein Gewindeausreißen zu vermeiden. Das Entfernen
des Flüssigkeitsfilters
ist auch schwierig, weil der Endverbraucher die Außendichtung
und die Innendichtung gleichzeitig abbrechen muß. Das Trennen dieses Losbrechpunkts
für jede
Dichtung verringert die Schwierigkeit des Entfernens des Filters.
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Das
Grundkonzept eines aufschraubbaren Filters erfordert, daß ein vollständig zusammengebauter Filter
eine unabhängige
Einheit ist, die einsatzbereit ist und die nur durch das Zusammendrücken der
Dichtung und das Einfüllen
von Flüssigkeit,
wenn er zur Verwendung eingebaut wird, geändert wird. Falls dieses Konzept
abgeändert
wird, weil erkannt wird, daß der
Filter immer zusammen mit einem Filterkopf verwendet wird, dann
ist es möglich,
es zu gestatten, daß der
Kopf während
des Einbaus Teil der inneren Filteranordnung wird. Diese Erkenntnis
gestattet mehrere Verbesserungen an der typischen aufschraubbaren
Filteranordnung, wie sie von der vorliegenden Erfindung vorgesehen
ist. Ein typischer aufschraubbarer Filter besitzt eine Feder in dem
Unterteil des Filters, um das Filterelement eng gegen den Boden
der Mutterplatte zu drücken.
Diese Feder nimmt Toleranzveränderungen
in der Gesamtanordnung auf. Filter besserer Qualität sind mit
einer Innendichtung ausgestattet, um sicherzustellen, daß saubere
und verschmutzte Flüssigkeiten
getrennt gehalten werden. Dies ist typischerweise eine Radialdichtung.
Die Toleranzsummierung des Abstands zwischen der Lippe der Innendichtung
und der Oberseite der Außendichtung
kann beträchtlich
sein. Wenn dies der Toleranz des Filterkopfs zwischen dem unteren
Teil der Außendichtung
und der Innen dichtungsfläche
hinzugefügt
wird, erfordert dies, daß der
vorstehende Teil am Kopf für
die radiale Innendichtung länger
als nominell durch die Konstruktion erforderlich ist, um sicherzustellen,
daß die
radiale Innendichtung unter den schlechtesten Toleranzbedingungen
vollständig
erfaßt
wird. Auch erfordert die radiale Innendichtung ein viel größeres radiales
Zusammendrücken
als es normalerweise erforderlich ist, um den beträchtlichen
Mangel an Konzentrizitätsteuerung,
die der Konstruktion von aufschraubbaren Filtern innewohnt, zu berücksichtigen.
Dieses enge radiale Zusammendrücken,
gekoppelt mit einem größeren Vorstehen
der radialen Innendichtungsfläche
des Filterkopfs fordert den Filterkonstrukteur heraus, um für das Gewindeerfassen
zu sorgen, bevor der beträchtliche
Drehmomentwiderstand des Innendichtungsmechanismus ins Spiel kommt.
Höhenerfordernisse
der Filteranordnung gefährden
diese Situation üblicherweise.
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Wenn
man jedoch erkennt, daß das
Filterelement bereits in der Flüssigkeitsfilteranordnung
auf einer Feder schwebt, kann dies zum Vorteil verwendet werden,
wie dies in den Unteransprüchen
13 bis 20 beansprucht ist. Ein Vorsprung an dem Filterkopf kann
dazu bestimmt sein, das Element während des Einbaus nach unten
zu drücken,
wobei es von der Mutterplatte und dem Rest der Mutterplatte und
der Mantelanordnung getrennt wird. Dieser Vorsprung kann entweder
auf das Zentrum der Oberseite der radialen Innendichtung drücken, wo
er auf der oberen Platte des Elements knapp außerhalb des radialen Innendichtungsvorsprungs
am Kopf liegt, oder in der Nähe
der äußeren Kante
der radialen Innendichtung, wo er auf der oberen Platte des Elements
knapp innerhalb des Gewindes mit dem kleineren Durchmesser an der
Mutterplatte liegt. Dieser Ansatz beseitigt alle Fragen der Konzentrizität, da das
Element jetzt frei schweben und sich selbst mit Bezug auf die radiale
Innenabdichtung ausrichten kann. Dies bedeutet, daß die radiale
Innendichtung nicht soviel radiales Zusammendrücken erfordert. Die Toleranz
der Lippe der radialen Innendichtung muß jetzt nur durch eine einzige
Abmes sung, der Höhe
der Oberseite der radialen Innendichtung zur Kante der Lippe, gesteuert
werden. Der radiale Dichtungsbereich des radialen Innendichtungsvorsprung
am Kopf kann nun durch eine einzige Abmessung, dem Abstand von der
Oberfläche,
die auf die radiale Innendichtung zum Ende des Vorsprungs drückt, positioniert
und toleranztechnisch vorgesehen werden. Dies gestattet es, daß der Vorsprung
viel kürzer ist.
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Mittels
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, wenn die Kopffläche, die auf die radiale Innendichtung
drückt,
vollständig
in Kontakt ist, die radiale Innendichtung vollständig erfaßt. An diesem Punkt wird das
Filterelement Teil des Filterkopfs und der Rest der Filtermutterplatten-
und Mantelanordnung kann sich hier herum unter Verwendung der Feder
in der Unterseite des Filters als Gegenlager drehen. Falls gewünscht, kann
ein separates Gegenlager unterhalb der Feder hinzugefügt werden,
um die geringstmögliche
Reibung sicherzustellen. Von hier ab kann der radiale Strömungsbereich
der Filteranordnung durch die Beziehung der Kopffläche, die
auf die radiale Innendichtung drückt,
zu dem Rest des Kopfs eingestellt werden. Es wird für den Endverbraucher
viel einfacher, wenn er den ersten Kontakt der Außendichtung spürt. Ein
genaueres Zusammendrücken
der Außendichtung
stellt eine bessere Abdichtung sicher und vermeidet ein zu starkes
Anziehen. Ein zu starkes Anziehen der Außendichtung kann zu größeren Schwierigkeiten beim
späteren
Abnehmen des Filters von dem Filterkopf führen.
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Wenn
der Endverbraucher den Filter entfernt, macht die erhöhte Genauigkeit
des Einbaus, gekoppelt mit dem Erfordernis, daß nur die Außendichtung
abgebrochen werden muß,
das anfängliche
Drehen des Flüssigkeitsfilters
viel leichter. Die Gewinde an der Mutterplatte wirken als Schraubenpresse,
um die Innendichtung aus dem Filterelement herauszuziehen. Da die
radiale Innendichtung nicht so viel radiales Zusam mendrücken erfordert,
ist es einfacher, diese Dichtung nach Gebrauch abzubrechen.
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Diese
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
es, daß bestehende
Filterkonstruktionen verbessert werden, indem man von dem Konzept,
daß die
Filteranordnung "gebrauchsfertig" als unabhängige Einheit
sein muß,
loskommt. Dies ist selbstverständlich
nie die tatsächliche
Situation, da der Filter immer auf einem Filterkopf angebracht werden
muß, bevor
er verwendet werden kann. Diese bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gestattet es, daß sich
der Filterkopf während
des Einbaus an die Anordnung anpaßt. Das Gewinde wird zuerst
ausgerichtet. Dann wird der Eingriff des Gewindes durchgeführt. Als
nächstes
erfolgt der vollständige
Eingriff der Innendichtung. Wenn die Innendichtung vollständig erfaßt ist, dreht
sie sich nicht länger,
und der Filtermantel dreht sich um das Element und den Innendichtungsbereich
des Filterkopfs herum unter Verwendung der Feder in der Unterseite
des Filters als Gegenlager. Der Filterkopf öffnet als nächstes den Strömungsbereich
des Filters, indem er das Filterelement gegen die Stützfeder
drückt. Schließlich kann
der Punkt des ersten Kontakts der Außendichtung leicht bestimmt
werden, da nur die Reibung der Gewindegänge und die Stützfeder
dem Drehen widerstehen, was ein genaueres Zusammendrücken der Außendichtung
gestattet.
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Eine
aufschraubbare Filteranordnung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
umfaßt
in Kombination einen Filterkopf, der mit einer ringförmigen Außenwand
mit Außengewinde
und einer ringförmigen
Innenwand, die eine Strömungsöffnung bildet
und einen ringförmigen,
vorstehenden Abschnitt und eine Lagerfläche umfaßt, die radial außerhalb
des vorstehenden Abschnitts angeordnet ist, ausgebildet und angeordnet
ist, und einen Flüssigkeitsfilter,
der einen umschließenden äußeren Mantel,
ein Filterelement, das innerhalb des umschließenden äußeren Mantels angeordnet ist
und damit einen ringförmigen
Freiraum bildet, eine Stützfeder,
die axial zwischen dem umschließende äußeren Mantel
und dem Filterelement angeordnet ist, eine einteilige Mutterplatte,
die an dem umschließenden äußeren Mantel
angebaut ist, wobei die Mutterplatte eine ringförmige Seitenwand aufweist,
die einen mit einem Gewinde versehenen Zusammenbaubereich für den Zusammenbau
des Filterkopfs bildet, eine Innendichtung, die zwischen der Mutterplatte
und dem Filterelement angeordnet ist und ein hohles Inneres bildet,
eine Außendichtung,
die zwischen dem Filterkopf und der Mutterplatte angeordnet ist,
und bei der die mit einem Gewinde versehene Anordnung der Mutterplatte
auf dem Filterkopf den vorstehenden Bereich in dem hohlen Inneren
anordnet, wobei die Lagerfläche
gegen die Innendichtung anliegt, was bewirkt, daß die Stützfeder zusammengedrückt wird,
wodurch es dem Filterelement gestattet wird, sich axial von der
Mutterplatte weg zu bewegen, um einen radialen Strömungsweg
zwischen der Innendichtung und der Mutterplatte zu bilden.
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Gemäß verwandten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist die einteilige Mutterplatte frei von
jeglichen Strömungsdurchgängen und
umfaßt
einen äußeren Lippenbereich,
der dazu bestimmt ist, an dem äußeren Mantel
befestigt zu werden. Der äußere Lippenbereich
besitzt eine Außenfläche und
der mit einem Gewinde versehene Zusammenbaubereich besitzt eine
Außenfläche, die
sich radial einwärts
der äußeren Fläche des äußeren Lippenbereichs
befindet. Die Außendichtung
umfaßt
ein Paar von beabstandeten Rippen, die eine Abdichtungsschnittstelle
gegenüber
dem Filterkopf schaffen. Die Innendichtung wirkt mit der Mutterplatte
zusammen, um eine Vielzahl von Strömungswegen zwischen der Innendichtung
und der Mutterplatte zwischen dem Filterkopf und dem ringförmigen Freiraum
zu schaffen.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten
aufschraubbaren Flüssigkeitsfilteranordnung.
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Verwandte
Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht einer Flüssigkeitsfilteranordnung gemäß einer typischen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilteranordnung von 1 im
Anbauzustand an einem Befestigungssockel eines Motorblocks.
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3 ist
eine Draufsicht von oben auf den Befestigungssockel des Motorblocks
von 2, wobei die Flüssigkeitsfilteranordnung von 1 befestigt
ist.
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4 ist
eine Vorderansicht einer einteiligen Mutterplatte gemäß einer
typischen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht der Mutterplatte von 4.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer Innendichtung, die einen Teil
der Flüssigkeitsfilteranordnung
von 1 umfaßt.
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7 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht der Innenabdichtung von 6.
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8 ist
eine Draufsicht von unten auf eine Außendichtung, die einen Teil
der Filteranordnung von 1 umfaßt.
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9 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht der Außendichtung von 8.
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10 ist
eine vergrößerte, teilweise
Vorderansicht der Seitenwand der Außendichtung von 8.
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11 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht einer alternativen Flüssigkeitsfilteranordnung gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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12 ist
eine Vorderansicht der Flüssigkeitsfilteranordnung
von 11 im Anbauzustand an einem Befestigungssockel
des Motorblocks.
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13 ist
eine Draufsicht auf den Befestigungssockel des Motorblocks von 12 mit
befestigter Flüssigkeitsfilteranordnung
von 11.
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14 ist
eine Vorderansicht einer Mutterplatte, die einen Teil der Flüssigkeitsfilteranordnung
von 11 umfaßt.
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15 ist
eine Vorderansicht der Mutterplatte von 14.
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16 ist
eine perspektivische Ansicht einer Innendichtung, die einen Teil
des Flüssigkeitsfilters
von 11 umfaßt.
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17 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht der Innendichtung von 16
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18 ist
eine vollständig
geschnittene, teilweise Vorderansicht eines Flüssigkeitsfilters gemäß einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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19 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht eines Filterkopfs, an den der Flüssigkeitsfilter von 18 gemäß der vorliegenden
Erfindung angebaut ist.
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20 ist
eine vollständig
geschnittene, teilweise Vorderansicht des Flüssigkeitsfilters von 18 im Anbauzustand an
dem Filterkopf von 19 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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21 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht der Teilansicht von 20.
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22 ist
eine perspektivische Ansicht einer Innendichtung, die einen Teil
des Flüssigkeitsfilters
von 18 umfaßt.
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23 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht der Innendichtung von 22.
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24 ist
eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Filterkopfs von 19 gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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25 ist
eine vollständig
geschnittene, teilweise Vorderansicht eines Flüssigkeitsfilters gemäß einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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26 ist
eine Vorderansicht eines Filterkopfs, an den der Flüssigkeitsfilter
von 25 gemäß der vorliegenden
Erfindung angebaut ist.
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27 ist
eine vollständig
geschnittene, teilweise Vorderansicht des Flüssigkeitsfilters von 25 im Anbauzustand
an dem Filterkopf von 26 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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28 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht der Teilansicht von 27.
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29 ist
eine perspektivische Ansicht einer Innendichtung, die einen Teil
des Flüssigkeitsfilters
von 25 umfaßt.
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30 ist
eine vollständig
geschnittene Vorderansicht der Innendichtung von 29.
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31 ist
eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Filterkopfs von 26 gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Für die Zwecke
des Verbesserns des Verständnisses
der Prinzipien der Erfindung wird nun Bezug genommen auf die in
den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform, und eine spezifische
Sprache wird zur Beschreibung derselben verwendet. Es ist nichtsdestoweniger
ersichtlich, daß dadurch
keine Beschränkung
des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, wobei solche Änderungen
und weiteren Modifikationen der dargestellten Vorrichtung und solche
weiteren Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, wie hier dargestellt,
als solche erachtet werden, die einem Fachmann auf dem Gebiet, auf
das sich die Erfindung bezieht, normalerweise einfallen würden.
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Unter
Bezugnahme auf 1, 2 und 3 wird
eine Flüssigkeitsfilteranordnung 20,
die gemäß der vorliegenden
Erfindung gestaltet und angeordnet ist, veranschaulicht. In 1 ist
die Filteranordnung 20 gezeigt, wie sie nicht an dem Filterkopf 21 (dem
Befestigungssockel des Motorblocks) von 2 befestigt
erscheinen würde.
In der Darstellung von 2 ist die Filteranordnung 20 an
dem Filterkopf 21 über
Schrauben befestigt und angebaut. 3 ist eine
Draufsicht (Stirnansicht) des Filterkopfs 21 mit befestigter
Filteranordnung 20.
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Die
Filteranordnung 20 umfaßt ein primäres Filterelement 24 mit
vollständiger
Strömung,
ein zusammenwirkendes Bypass-Filterelement 25,
eine Auslaßströmungsdüse 26,
einen äußeren Mantel 27,
eine Stützfeder 28,
eine Innendichtung 29, eine einteilige Mutterplatte 30 und
eine Außendichtung 31.
Das primäre
Filterelement 24 umfaßt
ein hohles Inneres 35, eine untere Endplatte 36 und
eine obere Endplatte 37. Die beiden Endplatten sind über ihre
entsprechen Enden des primären
Filterelements abgedichtet, um zu verhindern, daß Flüssigkeit durch die Enden des
primären
Filterelements 24 herausströmt. Das Bypass-Filterelement 25 liegt gegen
die untere Endplatte 36 an und umfaßt eine umschließende Sockelendplatte 38.
Das Innere der Endplatte 36 ist offen und mit einem kurzen,
zylindrischen Kanal 36a ausgebildet. Das Rohr 39,
das um den Kanal 36a herum angebracht ist, sorgt für eine Flüssigkeitsströmungsverbindung
von dem Bypass-Filterelement 25 in die Düse 26.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist das Rohr 39 eine einteilige Kombination mit der Strömungsdüse 26 (d.h.
eine einstückige
Kombination). Das einteilige Rohr 39 und die Strömungsdüse 26 sind
aus Nylon hergestellt. Es wird auch ins Auge gefaßt, daß ein getrenntes
Rohr 39 verwendet und um den Kanal 36a herum und
innerhalb der Düse 26 angeordnet
werden kann.
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Die
obere Endplatte 37 ist mit einer inneren ringförmigen Lippe 44 ausgebildet,
die eine Verankerungskante für
die Innendichtung 29 schafft. Die Innendichtung 29 ist
aus Gummi hergestellt. Das nach außen konisch erweiterte Ende 45 der
Strömungsdüse 26 ist
um die innere ringförmige
Lippe 44 herum angebracht. Die innere ringförmige Fläche 46 der
Innenabdichtung 29 liegt gegen den Schaft 47 des
Filterkopfs 21 an (siehe 2). Die
einteilige Mutterplatte 30, die gestanzt, geformt oder
maschinell bearbeitet sein kann, ist mit einem Innengewinde versehen
und ist an den mit einem Außengewinde
versehenen Abschnitt 48 des Filterkopfs 21 angebaut.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
ist die Mutterplatte 30 aus Metall ausgestanzt.
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Der äußere Mantel 27 ist
aus Metall und besitzt eine im wesentlichen zylindrische Seitenwand 49,
die eine geformte obere Lippe 50 aufweist, die mit einem
kopfstehenden Aufnahmekanal 51 ausgebildet ist. Die ringförmige, obere äußere Lippe 52 der
Mutterplatte 30 ist eng und sicher in dem ring förmigen Kanal 51 verankert.
Während
wünschenswert
wäre, daß diese
Schnittstellenverbindung durch den mechanischen Sitz der Komponenten
flüssigkeitsdicht
ist, ist dies nicht erreichbar. Dementsprechend ist die Außendichtung 31 vorgesehen,
um sicherzustellen, daß es
durch diese Schnittstelle keine Leckage gibt. Die Außendichtung 31 ist
aus Gummi hergestellt. Während
ein Klebemittel zwischen dem ringförmigen Kanal 51 und
der Lippe 52 der Mutterplatte 30 angeordnet werden
kann, wird dies getan, um dabei zu helfen, die Mutterplatte während des
Einbaus am schnellen Drehen zu hindern. Die Außendichtung 31 sorgt
für einen
zusätzlichen
Grad an Sicherheit gegen eine Flüssigkeitsleckage.
Die ringförmige
Dichtung 31 ist innerhalb der inneren Wand 56 des
Kanals 51 nach unten gerichtet angebracht und erstreckt
sich nach oben und nach außen über die
obere Wand 57 des Kanals 51. Die obere Fläche 58 der
Dichtung 31 liegt eng gegen den Sockel 59 des
Kanals 60 des Filterkopfs 21 an.
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Die
Endfläche 63 des
Filterkopfs 21 umfaßt
ein wechselndes Muster von vier Schraubenlöchern 64 und vier
Flüssigkeitseinlaßöffnungen 65.
Die Flüssigkeitseinlaßöffnungen 65 schaffen
Flüssigkeitseinlässe für die zu
filternde Flüssigkeit
zum Einströmen
in den Filterkopf 21. Die vier Schraubenlöcher 64 schaffen
ein Mittel zum Anbringen des Filterkopfs 21 an dem Kraftfahrzeugmotor.
Das offene Innere des Kopfs 21 schafft einen Strömungsweg
in die Nachbarschaft der Innendichtung 29, wo die ungefilterte
Flüssigkeit
in eine radial äußere Richtung
unterhalb der unteren Kante der Mutterplatte 30 strömen kann.
Der Schaft 47 ist hohl und ist im wesentlichen koaxial
zu der Düse 26.
Das hohle Innere 47a schafft einen Strömungsauslaßdurchgang für die gefilterte
Flüssigkeit,
die aus dem primären
Filterelement 24 und dem Bypass-Filterelement 25 austritt.
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Wie
unter Bezugnahme auf 2, 6 und 7 ersichtlich
ist, ist die Innendichtung 29 mit vier Flanschen 65a–65d und
in wechselweiser Reihenfolge damit vier Strömungsöffnungen 66a– 66d gestaltet.
In Abhängigkeit
von der mit einem Gewinde versehenen Tiefe des Filterkopfs 21,
wenn er axial in die Mutterplatte 30 vorgeschoben wird,
kann entweder die untere Kante des Filterkopfs (Abschnitt 48)
oder die untere Kante der Mutterplatte 30 auf der oberen
Fläche
der Dichtung 29 zum Anliegen kommen. Wenn entweder der
Filterkopf oder die Mutterplatte (oder denkbarerweise beide) an
der oberen Fläche
der Dichtung zum Anliegen kommen, sind vier Flüssigkeitströmungsdurchgänge an der Innendichtung vorbei über die
vier Strömungsöffnungen 66a–66d geschaffen.
Diese Strömungsdurchgänge führen zu
dem äußeren ringförmigen Freiraum 67 und von
diesem Raum strömt
die Flüssigkeit
in das primäre
Filterelement 24 und in geeigneter Weise in das Bypass-Filterelement 25.
Der Freiraum 67 wird durch die zylindrische Form des äußeren Mantels 27 und
durch die zylindrische Gestalt der Filterelemente 24 und 25 geschaffen
und gebildet.
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Unter
Bezugnahme auf 4 und 5 wird die
Mutterplatte 30 in größerem Detail
veranschaulicht. Die Mutterplatte 30 ist ein ringförmiges Element
mit einem unteren Wandabschnitt 70 mit Innengewinde, zwei mit
einem Radius ausgebildeten Ausrundungen 71 und 72 und
einer ringförmigen, äußeren Lippe 52.
Wie bereits beschrieben, dichtet die untere Kante 73, die
in der Gestalt ein kontinuierlicher Zylinder ist, gegen die obere
Oberfläche
der Innendichtung 29 ab. Die äußere Lippe 52 ist
sicher innerhalb des kopfstehenden Aufnahmekanals 51 des äußeren Mantels
aufgenommen. Die leicht unterschnittene Kante 74 an der
Lippe 52 kann dazu verwendet werden, den äußeren Mantel 27 in
die Aussparung 75 unterhalb der Kante 74 zum Zweck
einer engeren und sichereren Verbindung zwischen dem äußeren Mantel 27 und
der Mutterplatte 30 zu krimpen. Im Gegensatz zu den typischen
Konstruktionen für
geformte Mutterplatten ist der Bereich 70 mit einem Innengewinde
wesentlich größer als
bei früheren
Konstruktionen, so daß der
radiale Abstand zwischen dem Innendurchmesser der Fläche 70a der
zylindrischen Wand 70 und dem Außendurchmes ser der äußeren Lippe 52 relativ
kurz ist, wodurch die Länge
des Momentenarms beträchtlich
verringert wird. Bei einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beträgt
der Innendurchmesser des Bereichs 70 etwa 3,52 Zoll (89,41
mm) und der Außendurchmesser
der Lippe 52 beträgt
etwa 4,43 Zoll (112,52 mm) für
einen Momentenarm von etwa 0,455 Zoll (11,56 mm). Wenn der Momentenarm
auf eine beträchtlich
kürzere
Länge verringert
ist, wird die Amplitude der Vibrationen, die die Filteranordnung 20 erlebt,
verringert. Vibrationen werden durch den Motorbetrieb erzeugt und
an das Kraftfahrzeug übertragen,
wenn das Kraftfahrzeug über
die Straße
fährt.
Diese Vibrationen werden an die Flüssigkeitsfilteranordnung durch
den Filterkopf 21 an der Stelle der Schraubanbringung zwischen
dem Mutterplattenbereich 70 und dem mit einem Gewinde versehenen
Bereich 48 des Filterkopfs 21 übertragen. Die übertragenen
Vibrationen wandern zum äußeren Mantel 27,
und es wird angenommen, daß die
Länge des
Momentenarms direkt proportional zur Amplitude der Vibrationen ist,
wie sie durch den äußeren Mantel
wahrgenommen werden. Durch Erhöhen
des Innendurchmessers des Bereichs 70 über denjenigen der "herkömmlicheren" Mutterplatten für in etwa
die gleiche Größe des äußeren Mantels,
wird der Momentenarm verkleinert, was wiederum die Amplitude der
Vibrationen verringert, die an den äußeren Mantel übertragen
und von diesem wahrgenommen werden.
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Bei "herkömmlichen" Mutterplatten sind
Flüssigkeitseinlaßöffnungen
in demjenigen Bereich der Mutterplatte zwischen dem mit einem Gewinde
versehenen Innendurchmesser und dem äußeren Umfangsrand gebildet.
Da der Innendurchmesser der herkömmlichen
Mutterplatten beträchtlich
kleiner als der Innendurchmesser der erfindungsgemäßen Mutterplatte
ist, gibt es einen ausreichenden Bereich, der von einer ringförmigen Ringgestalt
ist, damit Flüssigkeitseinlaßöffnungen
geformt, gegossen oder direkt in und durch die Mutterplatte maschinell
eingearbeitet werden können.
Jedoch ist bei der vorliegenden Mutterplattengestaltung die gesamte
Breite der Seitenwand von dem Innendurchmesser 70a zu dem
Außendurchmesser
der äußeren Lippe 52 sehr
schmal, typischerweise weniger als 1/2 Zoll (12,7 mm). Der einzige
Stegbereich für
auszubildende Einlaßströmungsöffnungen
liegt zwischen den mit einem Radius ausgebildeten Ausrundungen 71 und 72.
Die schmale Breite des Stegbereichs bedeutet, daß jede Strömungsöffnung, die durch diesen Bereich
gebohrt, gegossen oder geformt wird, extrem klein sein muß. Um eine
entsprechende Flüssigkeitsströmung zu
erhalten, wäre
eine große
Anzahl dieser kleineren Strömungsöffnungen
erforderlich. Um einen ausreichenden Strömungsbereich zu erhalten, müßte ein
großer
Teil des Mutterplattenmaterials von diesem schmalen Stegbereich
entfernt werden und dies würde
die Mutterplatte beträchtlich
schwächen.
Dementsprechend ist die Mutterplatte der vorliegenden Erfindung
frei von jeglichen Strömungseinlaßöffnungen,
die tatsächlich
in und durch irgendeinen Bereich der Mutterplatte 30 gebildet
sind. Statt dessen umfaßt
die vorliegende Erfindung eine einzigartige Gestaltung einer Mutterplatte
in Kombination mit einer damit zusammenwirkenden Innendichtung,
um eine Vielzahl von Strömungswegen
für die
eintretende, ungefilterte Flüssigkeit
zu schaffen, die tatsächlich
zwischen der Mutterplatte und der entsprechenden Innendichtung strömt, wenn
sie von dem Befestigungssockel des Motorblocks in den ringförmigen Freiraum 67 strömt. Der
Filterkopf 21 umfaßt
einen mit einem Gewinde versehenen Bereich 48, der die
Anbringungs- oder Befestigungsstruktur für die Flüssigkeitsfilteranordnung 20 schafft.
Wenn der Filterkopf 21 ordnungsgemäß an dem Motor angebracht ist
und die Strömungsdurchgänge und
-kanäle
verbunden sind, kann die Filteranordnung 20 durch Anschrauben
der Mutterplatte 30 an den Abschnitt 48 ohne weiteres
und leicht eingebaut werden. Wenn dieser Schraubeingriff vorwärts bewegt
und angezogen wird, wird die ringförmige Außendichtung 31 in
abdichtendem Kontakt gegen die obere Wand 57 und die innere
Wand 56 des Kanals 51 gezogen.
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Unter
Bezugnahme auf 6 und 7 wird die
einteilige Innen dichtung 29 detaillierter veranschaulicht.
Jeder der vier Flansche 65a–65d ist praktisch
identisch und derart gestaltet, daß sie um eine entsprechende
und strahlenförmige
Mittellinie symmetrisch sind. Die Mittellinien 78a–78d sind
in einem Abstand von 90° angeordnet.
Gleichmäßig beabstandet
zwischen benachbarten Flanschen 65a–65d befinden sich
Strömungsöffnungen 66a–66d.
Die Flüssigkeitsströmung, die
in den Filterkopf 21 eintritt, wird anfänglich zwischen dem Schaft 47 und
dem mit einem Gewinde versehenen Bereich 48 aufgenommen.
Um in den ringförmigen Freiraum 67 zu
strömen,
muß die
Flüssigkeit
radial nach außen
unterhalb der unteren Kante 73 der Mutterplatte 30 strömen. Die
einzigen Stellen, an denen eine solche Flüssigkeitsströmung auftreten
kann, sind die Stellen der vier Strömungsöffnungen 66a–66d.
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Jeder
Flansch 65a–65d umfaßt eine
gerundete, äußere Lippe 82 und
einen Stegbereich 83. Die untere Kante 73 der
Mutterplatte 30 liegt innerhalb der vier Lippen 82 und
auf der Oberseite der vier Stegbereiche 83. Die Mittelnabe 84 ist
eine hohle ringförmige
Struktur, die eine innere ringförmige
Fläche 46 mit
zwei beabstandeten, ringförmigen
Rippen 85 und 86 umfaßt. Diese zwei Rippen liegen
eng gegen den Schaft 47 an, um eine abgedichtete Schnittstelle
zu schaffen. Die äußere Oberfläche 93 des
mittleren Bereichs 84 weist zwei beabstandete Abdichtungsrippen 94 und 95 auf,
die eng gegen die ringförmige
Lippe 44 der oberen Endplatte 37 angebracht sind.
Jeder Flansch 65a–65d ist
mit einer wahlweisen, herunterhängenden
Wand 87 veranschaulicht, die einen versetzten Bereich 88 aufweist.
Da die bevorzugte Ausführungsform
jedes Flansches weder die herunterhängende Wand noch den versetzten
Bereich umfaßt,
sind diese in der Form von gestrichelten Linien dargestellt. Falls
der verjüngte
und versetzte Bereich 88 als alternative Ausführungsform
vorhanden ist, ist er derart gestaltet und angeordnet, daß er unter
die innere ringförmige
Lippe 44 paßt.
Bei dieser alternativen Ausführungsform
paßt unter
Verwendung der wahlweisen Wand 87 die innerste Kante der
Lippe 44 innerhalb des Aussparungskanals 92.
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Die
Innendichtung 29 ist derart gestaltet, daß sie für radiale
Doppeldichtungen an der stromauwwärtigen Seite der Flüssigkeitsströmung sowie
an der stromabwärtigen
Seite sorgt. Die beiden Rippen 85 und 86 an der
Innenfläche 46 des
mittleren Bereichs 84 liegen gegen den Schaft 47 an,
um zu verhindern, daß der eintretende
Flüssigkeitsstrom
die Filterelemente im Bypass umgeht, indem er direkt in die Strömungsdüse 26 strömt. An der
stromabwärtigen
Seite wird die gefilterte Flüssigkeit
in der Düse 26 daran
gehindert, an dem mittleren Bereich 84 auf entweder der
Innendurchmesserseite oder der Außendurchmesserseite aufgrund
des Vorhandenseins der Rippen 85 und 86 bzw. der
Rippen 94 und 95 vorbei zu strömen.
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Im
Gegensatz zu früheren
Dichtungskonstruktionen, die mittels einer Zusammendrückkopfdichtung
für eine
Abdichtung sorgen, sind bei der vorliegenden Erfindung radiale Doppeldichtungen
enthalten. Die Innendichtung 29 fungiert auch als Vibrationsdämpfer zwischen
der Mutterplatte 30 und der oberen Endplatte 37, um
den Grad an Vibrationen zu begrenzen, der zu dem primären Filterelement 24 übertragen
wird. Während des
Einbaus der Filteranordnung 20 an den Filterkopf 21 sorgt
die Anordnung des Schafts 47 in dem mittleren Bereich 84 für einen
gewissen Grad an grober Ausrichtung zwischen der Filteranordnung 20 und
dem Filterkopf 21 derart, daß der Schraubeingriff leichter
erzielt werden kann, insbesondere bei einem Blindeinbau.
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Unter
Bezugnahme auf 8, 9 und 10 wird
die Außendichtung 31 detaillierter
veranschaulicht. Die Außendichtung 31 ist
ein im wesentlichen ringförmiges
Element mit einem im wesentlichen zylindrischen Seitensandabschnitt 98,
der an der Oberseite durch die obere Oberfläche 58 und den radialen
Flansch 99 und an der Unterseite durch die radiale Lippe 100 begrenzt
ist. Die obere Fläche 58 umfaßt zwei
erhabene ringförmige
Rippen 101 und 102, die radial voneinander durch
einen ringförmigen,
ausgesparten Bereich 103 beabstandet sind. Der Bereich 103 ist
im seitlichen Schnitt gekrümmt,
wie in 10 gezeigt ist. Die äußere Oberfläche 104 des
Flansches 99 ist im wesentlichen zylindrisch und die unterseitige
Oberfläche 105 ist
im wesentlichen planar. Die zylindrische Achse der Oberfläche 104 ist
im wesentlichen rechtwinklig zur Oberfläche 105. Die obere
ringförmige
Oberfläche 106 der
Lippe 10 ist im wesentlichen planar und im wesentlichen parallel
zur Oberfläche 105.
Die äußere zylindrische
Oberfläche 107 des
Seitenwandabschnitts 98 ist im wesentlichen konzentrisch
mit Bezug auf die Oberfläche 104.
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Die
untere Oberfläche 110 besitzt
eine ringförmige
Ringgestalt und ist im wesentlichen planar. Die geometrischen Ebenen,
die im allgemeinen Oberflächen 110, 106 und 105 bilden
und sich gemeinsam mit diesen erstrecken, sind jeweils im wesentlichen
parallel zu den anderen. Die Oberflächen 105 und 107 liegen
eng gegen die obere Wand 57 bzw. die innere Wand 56 des
kopfstehenden Aufnahmekanals 51 an. Das Anliegen dieser
beiden Oberflächen
an den beiden zusammenwirkenden Wänden schafft eine flüssigkeitsdichte
Schnittstelle zwischen der Außendichtung 31 und
der gebildeten, oberen Lippe 50 der äußeren Schale 27, die
den Kanal 51 bildet.
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Während beschrieben
wurde, daß die
obere Oberfläche 58 eng
gegen den Sockel 59 des Kanals 60 anliegt, sind
es tatsächlich
Rippen 101 und 102, die den Sockel 59 kontaktieren.
Die Rippe 101 erstreckt sich oberhalb der Oberfläche 111 um
etwa 0,033 Zoll (0,838 mm) und die Rippe 102 erstreckt
sich oberhalb der Oberfläche 11 um
etwa 0,039 Zoll (0,991 mm). Die obere Dichtung ist mit dem geringen
Höhenunterschied
zwischen diesen beiden Rippen gestaltet, um für ein verbessertes Abdichten
zu sorgen und eine Abdichtungsredundanz zu schaffen. Die Dichtung 31 schafft
ein Mittel, das jegliche Flüssigkeitsleckage
aus der Filteranordnung 20 zwischen der Filteranordnung
und dem Filterkopf 21 verhindert. Des weiteren sorgt die
Dichtung 31 für
einen Dämpfer
gegen Vibrationen. Während
die meisten Außendichtungen
von früheren
Flüssigkeitsfilteranordnungen
eine einzige Dichtung mittels einer Zusammendrückkopfdichtung aufweisen, verwendet
die vorliegende Erfindung mittels der Dichtung 31 die beiden
Rippen zum Zusammendrücken.
Die eingebaute Redundanz der beiden Rippen bietet erste und zweite
Verteidigungslinien, um die Leckage der Filteranordnung zu verhindern.
Falls es eine Beeinträchtigung
der Dichtung durch eine der Rippen derart gibt, daß sich die
Dichtung öffnet,
schafft die zweite Rippe eine Reservedichtung, um eine Leckage zu
verhindern. Durch die Verwendung der beiden Rippen 101 und 102 verhindern
geringe Abmessungsabänderungen
oder Fluchtungsfehler nicht die Bildung einer abgedichteten Schnittstelle.
Wenn die zwei Rippen allmählich
zusammengedrückt
werden, erhöht
sich die Widerstandskraft der Abdichtung 31 gegen ein weiteres
Zusammendrücken
auch schnell. Dies gibt der den Einbau durchführenden Person ein positives
Feedback was das Gefühl
anbetrifft, derart, daß die
den Einbau durchführende
Person weiß,
wann sie aufhören
muß, ohne
die Filteranordnung 20 in den Filterkopf 21 zu
stark anzuziehen (d.h. festschrauben). Um die Flexibilität und Nachgiebigkeit
der Dichtung 31 aufrechtzuerhalten, ist es wichtig, daß sie nicht
bis zu dem Punkt zusammengedrückt
wird, an dem die Dichtung funktionell "fest" wird.
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Durch
die Gestaltung der Dichtung 31 derart, daß die Rippe 102 um
etwa 0,006 Zoll (0,152 mm) "höher" als die Rippe 101 ist,
bewegt sich die Dichtung 31 nicht von ihrer Stelle oder
kippt während
des Einbaus nicht um. Des weiteren haben die vorstehenden Spitzen
jeder Rippe 101 und 102 einen geringeren Gesamtoberflächenbereich,
selbst wenn sie zusammengedrückt
sind, als frühere
herkömmliche
Kopfdichtungskonstruktionen. Dieser verringerte Oberflächenbereich
verringert die Einbau- und Entfernungsreibung und das Einbau- und
Entfernungsdrehmoment, was die Benutzung der Filteranordnung für den Kunden
erleichtert. Die radiale Lippe 100 und die Oberfläche 106 sind
derart gestaltet und angeordnet, daß sie an der unteren Kante
der inneren Wand 56 des Kanals 51 angreifen.
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Während die
radiale Lippe 100 eine im wesentlichen ringförmige Gestalt
aufweist, ist sie als Spaltring gestaltet, wie dies in 8 gezeigt
ist. Die Lippe 100 weist vier Umfangsabschnitte 113, 114, 115 und 116 auf. Jedes
Paar benachbarter Abschnitte ist durch Zwischenräume 117, 118, 119 und 120 beabstandet.
Wie beschrieben, wird die Lippe 100 verwendet, um unterhalb
der inneren, unteren Kante 121 der inneren Wand 56 einzuschnappen
und dadurch die Außendichtung 31 mit
dem Rest der Filteranordnung 20 zu verankern. Auf diese
Weise löst
sich die Dichtung 31 mit der Filteranordnung 20,
wenn die Filteranordnung 20 von dem Filterkopf 21 entfernt
wird, statt am Filterkopf 21 zu verbleiben. Die Spaltfingergestaltung
der radialen Lippe 100 (d.h. die vier beabstandeten Abschnitte 113–116)
ermöglicht
einen leichten Schnappeingriff-Zusammenbau der Außendichtung 31 und
gestattet ein vereinfachtes Formungsverfahren.
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Unter
Bezugnahme auf 11, 12 und 13 wird
eine alternative Filteranordnung 130, die die vorliegende
Erfindung verkörpert,
veranschaulicht. Die Flüssigkeitsfilteranordnung 130 ist
mit zwei Ausnahmen praktisch identisch wie die Flüssigkeitsfilteranordnung 20.
Der Flüssigkeitsfilter 130 umfaßt im Vergleich zur
Flüssigkeitsfilteranordnung 20 eine
unterschiedlich gestaltete Mutterplatte 131 (siehe 14 und 15) und
eine unterschiedlich gestaltete Innendichtung 132 (siehe 16 und 17).
Der Filterkopf 21 von 12 und 13 ist
der gleiche wie er bei der Kombination aus Filteranordnung und Filterkopf
von 2 und 3 verwendet wird. Der Rest der
Filteranordnung 130 ist der gleiche wie die Filteranordnung 20 und die
Außendichtung 31 von 11 und 12 ist
identisch mit der Außendichtung 31 von 1 und 2.
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Was
die einzigen zwei Unterschiede zwischen der Filteranordnung 130 und
der Filteranordnung 20 anbetrifft, siehe 14 bis 17.
In 14 und 15 ist
die ringförmige
Mutterplatte 131 detaillierter gezeigt. Die Mutterplatte 131 ist
die gleiche wie die Mutterplatte 30 von der mit einem Radius
ausgebildeten Ausrundung 71 zur äußeren Lippe 52. Unterhalb
der mit einem Radius ausgebildeten Ausrundung 71 sind die
beiden Mutterplattengestaltungen unterschiedlich. Während die
Mutterplatte 30 einen Bereich 70 mit einem Innengewinde
aufweist, die im wesentlichen zylindrisch sind, ist der Bereich 135 mit
Innengewinde der Mutterplatte 131 mit einem kleineren zylindrischen
Abschnitt 136 und drei herunterhängenden Vorsprüngen 137 gestaltet.
Die drei Vorsprünge 137 sind
um den Umfang des Abschnitts 136 gleichmäßig beabstandet
angeordnet und erstrecken sich von der unteren Kante 138 nach
unten. Eine Folge dieser Gestaltung ist die Schaffung von drei Strömungsöffnungen 139, 140 und 141.
Um dabei zu helfen, sich die Art der drei Strömungsöffnungen 131–141 vorzustellen,
muß man
sich eine horizontale Linie vorstellen, die in 14 und 15 eingezeichnet ist,
die die untere Kante jedes Vorsprungs 137 berührt. Die
horizontale Linie schafft drei Öffnungen,
von denen jede an ihrer Randseite durch die unteren Kante 138,
an ihren Seiten durch ein Paar benachbarter Vorsprünge 137 und
an ihrer unteren Grenze durch die imaginäre horizontale Linie gebildet
ist. Bei der tatsächlichen
Gestaltung der vorliegenden Erfindung ist die imaginäre, horizontale
Linie tatsächlich
durch die obere Oberfläche der
Innendichtung 132 ersetzt. Die Kombination von Mutterplatte 131 und
Innendichtung 132 schafft und bildet die drei Strömungsöffnungen 139–141 zwischen
diesen beiden Elementen, durch die ungefilterte Flüssigkeit auf
ihrem Weg von dem Befestigungssockel des Motorblocks zu dem ringförmigen Freiraum 67 strömt. Bei
dieser Anordnung strömt
die eintretende Flüssigkeit
an der Mutterplatte 131 vorbei und über die Oberfläche der Innen dichtung 132.
Bei der Anordnung von 1 verläuft die eintretende Strömung unterhalb
der (d.h. über die)
untere Kante 73 der Mutterplatte und an benachbarten Flanschen 65a–65d vorbei.
Die Mutterplatte 131 ist derart gestaltet und angeordnet,
daß die
untere Oberfläche
jedes Vorsprungs an der oberen Oberfläche der Innendichtung 132 anliegt.
Die innere Oberfläche
jedes Vorsprungs ist mit einem Innengewinde als Fortsetzung der
als Teil des Abschnitts 136 vorhandenen Gewindesteigung
versehen. Auf diese Weise muß das schraubende
Vorwärtsbewegen
der Filteranordnung 130 mittels der Mutterplatte 131 am
Filterkopf 21 nicht an der unteren Kante 138 anhalten.
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Unter
Bezugnahme auf 16 und 17 wird
die Innendichtung 132 detaillierter veranschaulicht. Die
Dichtung 132 ist mit der Ausnahme, daß die vier Flansche 65a–65d durch
einen kontinuierlichen ringförmigen
Ringbereich 143 ersetzt sind, praktisch identisch mit der
Innendichtung 29. Da die vier Öffnungen 66a–66d durch
die Gestaltung der Dichtung 132 wirksam "aufgefüllt" sind, muß ein alternativer
Flüssigkeitsströmungsweg
gebildet werden. Da die Flüssigkeit
nicht durch die Innendichtung 132 strömen kann, muß die Flüssigkeit über die
obere Oberfläche 144 der
Dichtung 132 strömen.
Dies findet dort statt, wo die Öffnungen 139–141 verwendet
werden. Die Flüssigkeit
kann unterhalb der unteren Kante 138, durch die Öffnungen 139–141 und
in den Freiraum 67 strömen.
Der mittlere Bereich 145 und alle entsprechenden und zusammenwirkenden,
strukturellen Merkmale sind mit dem mittleren Bereich 84 und
seinen entsprechenden und zusammenwirkenden Merkmalen identisch.
Die in Umfangsrichtung angeordnete Reihe von gleichmäßig beabstandeten
Taschen 146, die in der oberen Oberfläche 144 der Dichtung 132 ausgebildet
sind, sind zur Verringerung des Gewichts und des Materials vorgesehen.
Die Art der Verwendung für
die Innendichtung 132 und ihre Anordnung innerhalb der
Filteranordnung gestattet eine Verringerung des Gewichts und des
Materials, ohne irgendeine negative Wirkung zu schaffen, wie das
Verringern der Festigkeit oder der Steifigkeit des Teils. Eine Verringerung
der Menge des Materials hilft dabei, die Kosten der Flüssigkeitsfilteranordnung
zu verringern. Das Anordnen der Innendichtung 132 flach
gegen die Filterendplatte 37 sorgt für die notwendige Verstärkung der
Innendichtung 132, und die Abdichtungsfähigkeiten der Innendichtung
sind durch die Schaffung der gewichtsverringernden und materialverringernden
Taschen 146 nicht beeinträchtigt.
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Eine
verwandte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 18 bis 31 gezeigt. 18 bis 24 zeigen
eine Gestaltung dieser verwandten Ausführungsform, während 25 bis 31 eine zweite
Gestaltung dieser verwandten Ausführungsform zeigen. Der Schwerpunkt
dieser verwandten Ausführungsform
liegt auf dem Einbauverfahren und der Reihenfolge der Schritte,
die das Aufschrauben des Flüssigkeitsfilters 160 auf
den damit zusammenwirkenden Filterkopf 161 umfassen (siehe 18 bis 21).
In der nachfolgenden Beschreibung beziehen sich Bezugnahmen auf
obere und untere und oben oder unten auf die Orientierung des Flüssigkeitsfilters 160 und
des Filterkopfs 161, wie in 18 bis 21 gezeigt
ist. Es ist jedoch ersichtlich, daß sich die Orientierung dieser
beiden Komponenten bei tatsächlichen
Kraftfahrzeugen von der hier gezeigten unterscheiden kann.
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Unter
Bezugnahme auf 18 ist das offene Ende eines
Flüssigkeitsfilters 160,
der die vorliegende Erfindung verkörpert, gezeigt. Der Rest des
Flüssigkeitsfilters 160 ist
in 21 gezeigt. Ein zusammenwirkender Filterkopf 161 ist
in 19 gezeigt. Der Zusammenbau (d.h. der Einbau)
des Flüssigkeitsfilters 160 und des
Filterkopfs 161 ist in 20 und 21 gezeigt.
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Der
Flüssigkeitsfilter 160 umfaßt ein äußeres Gehäuse 162,
eine ringförmige
Mutterplatte 163, ein primäres Filterelement 164,
ein Bypass-Filterelement 165, eine Innendichtung 166,
eine Außendichtung 167 und eine
Stützfeder 168.
Die ringförmige
Mutterplatte 163 ist ein einteiliges Element, das mit einem
Innengewinde für
den Schraubeingriff und -zusammenbau mit der ringförmigen Wand
mit einem Außengewinde
des Filterkopfs versehen ist. Das primäre Filterelement 164 weist
ein hohles, im allgemeinen zylindrisches Filtermedium und obere
und untere Endplatten 169 bzw. 170 auf. Das Bypass-Filterelement 165 weist
eine untere Endplatte 174 auf, die gegen das obere Ende 175 der
Stützfeder 168 anliegt.
Das entgegengesetzte Ende des Bypass-Filterelements 165 ist
gegen die untere Endplatte 170 abgedichtet und die ringförmige innere
Platte 176 sperrt den Rest des Bypass-Filterelements 165 ab.
Die gesamte austretende Flüssigkeit
muß durch
den Auslaßkanal 177 strömen.
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Die
Venturi-Strömungsdüse 180 ist
ein einteiliges Element, das eine Niederdruckzone 181 an
dem Ventildurchgang und eine allmählich auseinandergehende Seitenwand 182 aufweist,
die von konischer Gestalt ist und in dem stromabwärtigen,
auseinandergehenden Abschnitt 184 eine Druckwiedergewinnungszone 183 bildet.
Die Strömungsdüse 180 ist
wirksam insgesamt innerhalb des hohlen Inneren 185 des
primären
Elements angeordnet. Ein Ende des Rohrs 186 paßt über den
Kanal 177 auf flüssigkeitsdichte
Weise, und das entgegengesetzte Ende 187 des Rohrs ist
innerhalb der Niederdruckzone 181 angeordnet und ist im
wesentlichen innerhalb der begrenzenden Seitenwand der Strömungsdüse zentriert.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
sind das Rohr 186 und die Strömungsdüse 180 zu einem einteiligen
Element kombiniert.
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Die
Flüssigkeitsfilteranordnung
20 und
der Flüssigkeitsfilter
160 sind
mit Bezug auf die Gestaltung und Anordnung des äußeren Gehäuses oder Mantels, der beiden
Filterelemente, der Venturi-Strömungsdüse und dem
Verbindungsrohr, den Endplatten und der Stützfeder praktisch identisch.
Dieser Teil der vorliegenden Erfindung, der nicht der Hauptschwerpunkt
der Erfindung ist, wird auch teilweise in
US-A-5,695,637 beschrieben, die
entsprechend der US Serial No. 08/699,613, eingereicht am 27. August
1996 erteilt wurde und die die Priorität der US Serial No. 08/084,875,
eingereicht am 30. Jun 1993, jetzt fallengelassen, beansprucht.
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Die
Beziehung des äußeren Mantels 27 zu
der Mutterplatte 30 und der Außendichtung 31, wie
in 1 gezeigt und beschrieben, ist die gleiche für das äußere Gehäuse 162,
die Mutterplatte 163 und die Außendichtung 167, wie
in 18, 20 und 21 dargestellt
ist. Des weiteren sind die Außendichtung 31 und
die Außendichtung 167,
was die Größe, Gestalt,
das Material und die Funktion anbetrifft, praktisch miteinander identisch.
Die Hauptunterschiede zwischen der Flüssigkeitsfilteranordnung 20 von 1 und
dem Flüssigkeitsfilter 160 von 21 sind
mit den Mutterplatten 30 und 163 und den Innendichtungen 29 und 166 verbunden.
Die Ausführungsform
von 21 bildet auch eine wichtige und einzigartige
Zusammenbaubeziehung zwischen dem Flüssigkeitsfilter 160 und
dem Filterkopf 161. Diese wichtige und einzigartige Zusammenbaubeziehung
wird verwendet, um das Einbauverfahren des Flüssigkeitsfilters 160 am
Filterkopf 161 zu verbessern sowie um das Verfahren zum
Entfernen des Flüssigkeitsfilters 160 von
dem Filterkopf 161 zu verbessern.
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Die
Innendichtung 166 ist zwischen der oberen Endplatte 169 und
der unteren Kante 190 der einteiligen Mutterplatte 163 angeordnet.
Ein innerer Lippenabschnitt 191 der Innendichtung 166 erstreckt
sich in einer radialen Richtung nach innen und bildet einen im wesentlichen
zylindrischen Durchgang 191a zur Aufnahme des Vorsprungs 192 des
inneren Schafts 193 des Filterkopfs 161. Die obere
Endplatte 169 umfaßt
eine einwärts
gerichtete, radiale Lippe 194, die zwischen dem oberen
Ende 195 der Strömungsdüse 180 und
dem inneren Lippenabschnitt 191 angeordnet ist. Ein innerster,
radialer Abschnitt der radialen Lippe 194 schafft eine Anlagefläche für den Lippenabschnitt 191.
Die vorstehende Beschreibung, die die Innendichtung 166,
die obere Endplatte 169 und die Strömungsdüse 180 umfaßt, ist
mit der Anordnung und den Beziehungen der entsprechenden Komponententeile
der Anordnung von 1 praktisch identisch.
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Unter
Bezugnahme auf 19 werden die strukturellen
Einzelheiten des Filterkopfs 161 veranschaulicht. Eine
perspektivische Ansicht der Unterseite des Filterkopfs 161 ist
in 24 dargestellt. Der Filterkopf 161 weist
einen ringförmigen, äußeren Flansch 197 auf,
der mit einem ringförmigen
Kanal 198 (kopfstehend) gestaltet und angeordnet ist, der
so bemessen, gestaltet und angeordnet ist, daß er über die Außendichtung 167 sowie
einen kleinen Bereich des äußeren Gehäuses 162 und
die Mutterplatte 163 paßt und diese aufnimmt, wie
dies in 20 und 21 gezeigt
ist. Die äußere ringförmige Wand 199 ist
um ihre untere Kante 200 herum mit einem Außengewinde
für den
Schraubeingriff mit den Innengewinden 201 der Mutterplatte 163 versehen.
Die innere ringförmige
Wand (d.h. der innere Schaft 193) ist von der Wand 199 beabstandet
und bildet mit dieser einen ringförmigen Einlaßströmungsdurchgang.
Strömungsöffnungen 202 sind
in der oberen Wand 203 des Filterkopfs 161 vorgesehen,
damit die zu filternde Flüssigkeit
in den Flüssigkeitsfilter 160 eintreten
kann.
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Der
innere Schaft 193 weist den ausgesparten, ringförmigen Vorsprung 192 auf,
der im wesentlichen konzentrisch zu dem Rest des Schafts 193 ist
und sich von der ringförmigen
Lagerfläche 204 in
die Richtung der Innenabdichtung 166 erstreckt. Wie detaillierter
beschrieben, wird der innere Schaft 193 in den Durchgang 191a,
der durch den inneren Lippenabschnitt 191 der Innendichtung
gebildet wird, derart eingesetzt, daß der Vorsprung 192 eine
flüssigkeitsdichte
Schnittstelle gegen dem Lippenabschnitt 191 bildet. Der
Durchgang 191a und der Vorsprung 192 sind jeweils
im wesentlichen zylindrisch und derart bemessen, daß es eine
Preßpassung
gibt, was bewirkt, daß die
Gummiverbindung, die für
die Innendichtung 166 verwendet wird, nachgiebig zusammengedrückt wird,
um die ringförmige,
flüssigkeitsdichte
Schnitt stelle zu schaffen. Die Lagerfläche 204 befindet sich
radial auswärts
von dem Vorsprung 192.
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Die
axiale Anordnung des inneren Schafts 193 wird durch mehrere
Abschnitte des Flüssigkeitsfilters 160 und
durch verschiedene Abmessungsbeziehungen, die diese Abschnitte involvieren,
beeinflußt.
Das Ausmaß des
Schraubeingriffs zwischen der äußeren, ringförmigen Wand 199 und
dem Innengewinde 201 der Mutterplatte ist ein Faktor. Das
Anliegen der Lagerfläche 204 gegen
die obere Oberfläche
des inneren Lippenabschnitts 191 ist ein weiterer Faktor,
der die axiale Beziehung zwischen dem Filterkopf 161 und
dem Flüssigkeitsfilter 160 beeinflußt. Die
axiale Länge
der Stützfeder 168 mit
Bezug auf die axiale Länge
der beiden Filterelemente und die Dicke der Innendichtung 166 sind
andere Faktoren. Wenn die ringförmige
Lagerfläche 204 gegen
die obere Oberfläche
des Lippenabschnitts 191 anliegt, sitzt der Flüssigkeitsfilter 160 nicht
vollständig im
Filterkopf 161 und ist nicht vollständig von diesem erfaßt. Das
fortgesetzte axiale Vorwärtsbewegen
des Filterkopfs auf dem Flüssigkeitsfilter
(d.h. der Schraubeingriff) bewirkt, daß die Lagerfläche 204 gegen
den Lippenabschnitt 191 drückt und die Stützfeder
wird ihrerseits zusammengedrückt.
Die Federkonstante hat auch eine Wirkung auf die Leichtigkeit oder
Schwierigkeit bei dem fortgesetzten Vorwärtsschrauben. Ein weiterer Faktor,
der an der axialen Beziehung zwischen dem Filterkopf 161 und
dem Flüssigkeitsfilter 160 beteiligt
ist, ist der Eingriff der Außendichtung 167 in
den kopfstehenden Kanal 198. Der Punkt, an dem diese beiden
Abschnitte anliegen, bezogen darauf, daß die Lagerfläche 204 gegen
den Lippenabschnitt 191 bezogen auf das Federzusammendrücken in
der axialen Richtung und bezogen auf den Schraubeingriff zwischen
der Mutterplatte 163 und dem Filterkopf 161, hat
alles eine Wirkung auf die Leichtigkeit oder Schwierigkeit des Einbaus des
Flüssigkeitsfilters 160 am
Filterkopf 161 und die Leichtigkeit oder Schwierigkeit
beim Entfernen des Flüssigkeitsfilters
vom Filterkopf.
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Unter
Bezugnahme auf 22 und 23 wird
die Innendichtung 166 detaillierter veranschaulicht. In Übereinstimmung
mit den Zielen der vorliegenden Erfindung umfaßt die Innendichtung 166 einen
ringförmigen, inneren
Lippenabschnitt 191 und drei gleichmäßig beabstandete Flansche 208a–208c,
die mit dem Lippenabschnitt 191 eine einteilige, geformte
Konstruktion aufweisen. Vor dem Einbau auf den Filterkopf 161 drückt die Feder 168 nach
oben auf die Filterelemente 164 und 165, wobei
bewirkt wird, daß die
obere Oberfläche
jedes Flansches 208a–208c gegen
die untere Kante 190 der Mutterplatte 163 anliegt.
In diesem Zustand "vor
dem Einbau" sorgen
die Strömungsdurchgänge, die
zwischen der Innendichtung und der Mutterplatte und zwischen den
drei Flanschen 208a–208c geschaffen
werden, für
ein Mittel der Abführung.
Der offene Bereich zwischen benachbarten Flanschen sorgt für den offenen
Bereich für
die Strömungsdurchgänge. Die
minimalen lichten Weiten dieser Strömungsdurchgänge sind, während sie für die Abführung und Entlüftung ausreichend
sind, nicht ausreichend, um die ganzen Strömungserfordernisse während des
Kraftfahrzeugbetriebs zu handhaben. Wenn der Flüssigkeitsfilter 160 auf
den Filterkopf 161 aufgeschraubt wird und die Lagerfläche 204 den
Lippenabschnitt 191 nach unten drückt, wird zusätzlicher
Freiraum zwischen der Innendichtung und der unteren Kante der Mutterplatte
geschaffen, wodurch ein radialer Strömungsbereich für die eintretende
Flüssigkeit
gebildet wird, die über
den Filterkopf zugeführt
wird. Dieser zusätzliche
Freiraum ist ausreichend, um die vollständigen Strömungserfordernisse zu handhaben.
Die Innenkanten des Lippenabschnitts 191 und die zylindrische Öffnung,
die durch den inneren Lippenabschnitt gebildet wird, sind im wesentlichen
gleich wie die entsprechenden Abschnitte der Innendichtung 29 gestaltet.
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Wie
im allgemeinen mit Bezug auf 18 bis 24 beschrieben,
beginnt die Reihenfolge des Zusammenbaus (d.h. des Einbaus) zwischen
dem Filterkopf 161 und dem Flüssigkeitsfilter 160 mit
der Gewindefluchtung und dann dem Schraubeingriff. Wenn der Schraubeingriff
zwischen dem Filter 161 und der Mutterplatte 163 fortgesetzt
wird, wird die Innendichtung 166 erfaßt, wodurch die beiden Filterelemente 164 und 165 nach
unten gedrückt
werden und die Stützfeder 168 axial
zusammengedrückt
wird. Die Stützfeder 168 wirkt als
Gegenlager und die nach unten gerichtete, axiale Bewegung des primären Filterelements öffnet die
radialen Strömungsbereiche.
Als nächstes
wird die Außendichtung
durch den kopfstehenden Kanal 198 des Filterkopfs 161 kontaktiert,
wobei nur die Reibung der Gewindegänge und die Feder dem Drehen
widerstehen. Dieses Verfahren gestattet ein genaueres Zusammendrücken der
Außendichtung.
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Wie
ersichtlich ist, hängt
die Fähigkeit
der vorliegenden Erfindung auf die beschriebene Weise zu funktionieren,
von der Konstruktion des Filterkopfs und der Abmessungsbeziehung
zwischen der Lagerfläche 204, dem
Vorsprung 192, den Außengewinden
an der ringförmigen
Wand 199, dem Sockel des Kanals 198 und der Lage
des Lippenabschnitts 191 vor dem Einbau des Flüssigkeitsfilters 160 am
Filterkopf 161 ab. Wenn der Flüssigkeitsfilter 160 von
dem Filterkopf 161 entfernt werden soll, wird die Einbaureihenfolge
in der umgekehrten Reihenfolge befolgt, wie diese für den Einbau
beschrieben wurde.
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Unter
Bezugnahme auf 25 bis 31 wird
eine zweite Anordnung der verwandten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht. Der einzige Unterschied zwischen den
Flüssigkeitsfiltern 215 und 160 ist
auf die Unterschiede zwischen den zwei entsprechenden Innendichtungen 216 und 166 begrenzt. Es
gibt auch einen Unterschied zwischen den Filterköpfen 217 und 161,
der notwendig ist, um einen geringfügig unterschiedlichen Ansatz
für die
vorliegende Erfindung zu schaffen. Was die verbleibenden Komponenten anbetrifft,
sind die Außendichtungen,
die Mutterplatten, die Filterelemente, die äußeren Gehäuse, die Strömungsdüsen und
die Stützfedern
für die
Flüssigkeitsfilter 160 und 215 praktisch identisch
und dementsprechend wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet,
um anzugeben, daß diese
Komponenten praktisch identisch sind.
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Die
Unterschiede zwischen der Innendichtung 166 und der Innendichtung 216 werden
am besten durch einen Vergleich von 22 und 23 gegenüber 29 und 30 veranschaulicht.
Die Innendichtung 216 umfaßt einen ringförmigen inneren
Lippenabschnitt 219, der eine im wesentlichen zylindrische
innere Öffnung 220 bildet,
die des weiteren durch die inneren ringförmigen Rippen 221 und 222 gebildet
ist, die mit den Rippen 85 und 86 (siehe 7)
sowie den Rippen an dem Lippenabschnitt 191 praktisch identisch
sind. Die Innendichtung 216 besitzt eine im wesentlichen
flache obere Oberfläche 223,
die unterhalb der nach oben vorstehenden, ringförmigen Rippe 224 nur
etwas ausgespart ist, die Teil des inneren Lippenabschnitts 219 ist. In
der ringförmigen
oberen Oberfläche 223 sind
zehn gleichmäßig beabstandete
Strömungsöffnungen 228 angeordnet.
Mit jeder Strömungsöffnung 228 ausgerichtet
befindet sich ein entsprechender radialer Strömungskanal 229 (zehn
insgesamt) in der unterseitigen Oberfläche der Innendichtung 216.
Jeder Strömungskanal 229 besitzt
eine im allgemeinen rechteckige Gestalt im seitlichen Schnitt und
erstreckt sich von der äußeren Umfangskante 230 radial
nach innen, bis der Strömungskanal 229 die
entsprechende Strömungsöffnung 228 kreuzt.
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Unter
Bezugnahme auf 31 wird eine perspektivische
Ansicht des Filterkopfs 217 veranschaulicht. Als Teil des
Filterkopfs 217 sind zusätzlich zu den verschiedenen
Strömungseinlässen und
dem Strömungsauslaß vier gleichmäßig beabstandete
Vorsprünge 231 enthalten,
die sich nach unten von der unteren Kante 232 der äußeren ringförmigen Wand 233 mit
Außengewinde
aus erstrecken. Die Vorsprünge 231 sind
derart gestaltet und angeordnet, daß sie die obere Oberfläche 223 der
Innendichtung 216 als Mittel kontaktieren, das primäre Filterelement 164 nach
unten zu drücken,
um die Stützfeder 168 axial
zusammenzudrücken.
Diese Bewegung des primären
Filterelements 164 bewegt auch das Bypass-Filterelement 165 und
bildet einen größeren Freiraum
zwischen der oberen Oberfläche 223 der
Innendichtung 216 und der unteren Kante der Mutterplatte.
Die für
den Flüssigkeitsfilter 160 und
den Filterkopf 161 von 18 bis 24 beschriebene
Einbaureihenfolge ist im wesentlichen die gleiche für den Flüssigkeitsfilter 215 und
den Filterkopf 217 von 25 bis 31.
Der einzige wesentliche Unterschied zwischen diesen beiden Sätzen von
Darstellungen und den entsprechenden Flüssigkeitsfiltern und Filterköpfen ist
die Verwendung des Vorsprungs 192 und der Lagerfläche 204,
um gegen die Innendichtung zu drücken,
um das primäre
Filterelement zu bewegen, im Vergleich zur Verwendung der vier Vorsprünge 231.
Der vorstehende Schaft 236 des Filterkopfs 217 wird
immer noch in die innere Öffnung 220 eingesetzt
und ist mit Bezug auf die Innendichtung 216 derart bemessen
und gestaltet, daß die
ringförmigen
Rippen 221 und 222 den Außendurchmesser des vorstehenden
Schafts mit einem flüssigkeitsdichten
Sitz derart kontaktieren, daß sie
eine abgedichtete Schnittfläche
an dieser Stelle bilden.
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Die
Strömungsöffnungen 228 in
der Innendichtung 216, die die Strömungskanäle 229 in der unteren Oberfläche verbinden,
schaffen einen Abführungsströmungsweg,
während
eine glatte Oberfläche
für die
Kopfvorsprünge 231 aufrechterhalten
wird, um während
des Einbaus dagegen zu drücken.
Die offenen Räume 237, die
zwischen jedem Paar von benachbarten Vorsprüngen 231 angeordnet
sind, schaffen vier radiale Strömungswege
zwischen dem Filterkopf 217 und der Innendichtung 216 nach
dem Einbau (siehe 27 und 28). Vor
dem Einbau des Flüssigkeitsfilters 215 auf
den Filterkopf 217 sind die minimalen Strömungsfreiräume, die
zwischen der Mutterplatte 163 und der Innendichtung 216 durch
die Öffnungen 228 und
Kanäle 229 geschaffen
werden, für
die Abführung
ausreichend, jedoch nicht ausreichend, um die vollständigen Strömungserfordernisse
während
des Kraftfahrzeugbetriebs zu handhaben. Zu sätzliche Freiräume, die
ausreichend sind, um die vollständigen
Strömungserfordernisse
zu handhaben, werden geschaffen, wenn der Filterkopf die Innendichtung
von der Mutterplatte weg drückt.
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Falls
die Konstruktion der Mutterplatte von 4 und 5 (Mutterplatte 30)
oder die Mutterplatte 163 von entweder 18 oder 25 (die
gleiche grundlegende Konstruktion wie die Mutterplatte 30)
mit einer "festen" Innendichtung, wie
der Innendichtung 132, verwendet wird, ist es möglich, jegliche
radiale Strömung zwischen
der oberen Oberfläche
der Innendichtung und der unteren Kante der Mutterplatte vollständig zu
blockieren und dadurch den Flüssigkeitsfilter
wirksam "abzudichten". Falls tatsächlich die
Innendichtung 132 verwendet wird, ist es wichtig, daß die Umfangslinie
des Kontakts zwischen der unteren ringförmigen Kante 73 der
Mutterplatte 30 (oder 163) gegen die obere Oberfläche der
Innendichtung, entweder radial einwärts oder radial auswärts mit
Bezug auf die Taschen 146, liegt. Während die Taschen 146 die
Dicke der Innendichtung 132 nicht perforieren, wäre es möglich, daß ein Strömungspfad
unterhalb der Kante 73 geschaffen wird, wenn die Mutterplatte 30 derart
angeordnet ist, daß sie
sich umfangsmäßig über die
Taschen 146 erstreckt. Als Alternative können die
Taschen 146 eliminiert werden oder tatsächlich ausgefüllt werden,
so daß die
Innendichtung 132 vollständig fest ist und eine kontinuierliche
und glatte und im wesentlichen flache, obere Oberfläche schafft,
um den Abdichtungskontakt mit der unteren Kante der Mutterplatte 30 herzustellen.
Diese Anordnung würde
eine abgedichtete Packung schaffen, die selbst den minimalen Freiraum,
der hier beschrieben und für die
Abführung
bestimmt ist, eliminieren würde.
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Während die
Erfindung detailliert in den Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung
veranschaulicht und beschrieben wurde, ist sie als veranschaulichend
und nicht als beschränkend
in ihrer Natur zu verstehen, wobei ersichtlich ist, daß nur bevorzugte
Ausführungsformen
gezeigt und beschrieben wurden und daß alle Änderungen und Modifikationen,
die innerhalb des Umfangs des Schutzes liegen, der durch die Ansprüche beansprucht
wird, geschützt
werden sollen.
