DE29623867U1 - Filterelement für einen Flüssigkeitsfilter mit Filterumgehungsventil und filterelementseitiger Dichtfläche - Google Patents

Filterelement für einen Flüssigkeitsfilter mit Filterumgehungsventil und filterelementseitiger Dichtfläche

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Description

Firma Ing. Walter Hengst GmbH & Co. KG, Nienkamp 75, 48147 Münster
"Filterelement für einen Flüssigkeitsfilter, mit Filterumgehungsventil und filterelementseitiger Dichtfläche"
Die Neuerung betrifft ein Filterelement für einen Flüssigkeitsfilter.
Anordnungen von einem Filterelement in einem Flüssigkeitsfilter sind beispielsweise aus der DE 42 14 500 A1 oder aus der US-PS 25 33 266 bekannt. Gegenüber der älteren US-PS 25 33 266 weist die DE 42 14 500 A1 einen wesentlich preisgünstiger herzustellenden Filter auf. Die Montage des Filterumgehungsventils
ist jedoch vergleichsweise kompliziert, da der Ventilkörper des Filterumgehungsventils zusammen mit einem Ventilkörperträger durch nahezu die gesamte Baulänge eines Stützdomes geführt und dann in dem Stützdom verankert werden muß.
Aus der DE 43 10 234 C1 ist ein Flüssigkeitsfilter bekannt, bei dem das gesamte Filterumgehungsventil innerhalb des auswechselbaren Filterelementes vorgesehen ist. Aus dieser Druckschrift wie auch aus der DE 39 03 675 C2 ist es zudem bekannt, die Endscheibe eines Filterelementes als Dichtfläche
zu benutzen, die einem beweglich gelagerten Ventilkörper zugeordnet ist und mit diesem insgesamt ein Ventil bildet.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filterelement dahingehend zu verbessern, daß die Herstellungskosten des
Filters durch Verringerung der Bauteile und eine möglichst preisgünstige Montage verringert werden können.
Diese der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Ausgestaltung eines Filterelementes mit den Merkmalen des
Anspruches 1 gelöst.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, das Filterumgehungsventil insofern zweiteilig auszugestalten, als filterfeste Bauteile vorgesehen sind, die u. a. auch den Ventilkörper umfassen, während die dem Ventilkörper zugeordnete Dichtfläche
nicht filterfest, sondern am auswechselbaren Filterelement vorgesehen ist. Durch diese Ausgestaltung wird es zum einen möglich, die Anzahl der benötigten Bauteile zu reduzieren, zum anderen können die filterfesten Bestandteile des Filterumgehungsventiles an einer optimal zugänglichen Stelle vorgesehen wer
den und von der Seite des Ventilkörpers aus montiert werden, da nach dieser vereinfachten Montage das gesamte Filterumgehungsventil erst durch das Einsetzen des Filterelementes vervollständigt wird.
Weitere vorteilhafte Anordnungen unter Verwendung des neuerungsgemäßen Filterelementes sind den Unteransprüchen entnehmbar:
Bei einer ringförmigen Ausgestaltung des Filterelementes kann
vorteilhaft ein Stützdom in der Mitte des Filterelementes vorgesehen sein, wobei dieser Stützdom filterfest verbleibt. Der Stützdom verhindert ein Kollabieren des Filterelementes, so daß dieses aus preisgünstigen Werkstoffen gefertigt werden kann, welche bei Betrieb des Filters ihre mechanische Festigkeit ver
ringern. Der Stützdom bietet dabei eine einfache und preisgünstige Möglichkeit, den Filterkörper zu tragen.
Vorteilhaft kann am Stützdom eine Querschnittsveränderung vorgesehen sein, die eine Stützplatte ausbildet, an der sich die dem Ventilkörper zugeordnete Feder abstützt, wobei eine derartige Feder beispielsweise als Wendelfeder ausgestaltet sein kann. Die Stützplatte kann vorteilhaft an den Stützdom angeformt sein, so daß ein einziges Bauteil geschaffen wird, welches preisgünstig herstellbar ist.
Das Filterumgehungsventil kann auf verschiedenartige konstruktive Art verwirklicht sein. So ist es beispielsweise möglich, den Ventilkörper als Platte auszubilden, die durch die Feder gegen eine Öffnung gedrückt wird, welche in der Endscheibe des auswechselbaren Filterelementes vorgesehen ist. Gegebenenfalls können mehrere, kreisförmig angeordnete Öffnungen in dieser Endscheibe vorgesehen sein, so daß die Platte beispielsweise eine innere Bohrung aufweisen kann und materialsparend als Ringplatte ausgebildet sein kann, welche von der Feder gegen die Öffnungen gedrückt wird. Vorteilhaft ist in
jedem Fall der flach ausgebildete Ventilkörper an der Feder unverlierbar befestigt, so daß bei einem Wechsel des Filterelementes die anschließend korrekte Position des Venti1 körpers beim Einsetzen des neuen Filterelementes sichergestellt ist.
Die Ausbildung des Ventilkörpers als Platte oder Ringscheibe stellt eine besonders materialsparende und damit preisgünstige Möglichkeit zur Ausgestaltung des Ventilkörpers dar. Allerdings kann die Funktionssicherheit des Fi1terumgehungsventi1 es dadurch sichergestellt und verbessert werden, daß der Ventilkörper mit einem länglichen Schaft versehen ist, der eine Führung des Ventilkörpers bei dessen öffnungs- bzw. Schließbewegung ermöglicht.
Grundsätzlich ist es dabei möglich, den Ventilkörper bolzenartig auszugestalten, so daß dessen Stirnfläche eine in der Endscheibe des auszuwechselnden Filterelementes vorgesehene öffnung verschließen kann. Eine Zentrierung des Ventilkörpers kann dadurch bewirkt werden, daß dessen mit der Dichtfläche zusammenwirkendes Ende kegelstumpfartig, konisch oder konvex gerundet ausgestaltet ist, wobei insbesondere eine Abrundung in Form eines Kugelausschnittes einen stets gleichbleibend guten Sitz am Dichtungselement auch bei leichter Schrägstellung des Ventilkörpers sicherstellt. Ein großer üffnungsquersehnitt des Ventiles kann dabei durch eine pilzförmige Ausgestaltung des Ventilkörpers bewi rkt werden.
Vorteilhaft kann bei Ausgestaltung einer am Stützdom vorgesehenen Stützplatte für die Feder diese Stützplatte die Führungsfunktion für den Schaft
eines &rgr;i1 &zgr;förmigen Venti1 kör pers verbessern, indem die StUtzplatte ringförmig ausgebildet ist und um den Schaft des Ventilkörpers verläuft.
Die Führung bei einer derartig ausgebildeten Stützplatte kann durch eine größere Dicke der Stützplatte an ihrem Innenrand verstärkt werden, so daß sich eine größere Führungslänge für den Schaft des Venti1 körpers ergibt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fluidfilters in zusammengesetztem Zustand ,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel ähnlich Fig. 1,
wobei das Filterelement teilweise entfernt ist und
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel in
einer Anordnung ähnlich Fig. 2. 25
In Fig. 1 ist mit 1 allgemein ein Flüssigkeitsfilter bezeichnet, welches einen Träger 2 umfaßt, welcher an das zugeordnete Aggregat, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, geschraubt werden kann.
Der Träger 2 bildet einen Teil des eigentlichen Filtergehäuses aus. Im Filtergehäuse ist ein Filterelement 3 auswechselbar angeordnet, beispielsweise ein FaItenfi1terelement, welches ringförmig
ausgebildet ist und eine untere Endscheibe 4 sowie eine obere Endscheibe 5 umfaßt. Ein mit dem Träger 2 versehraubter Deckel 6 bildet den lösbaren zweiten Teil des Filtergehäuses und ermöglicht den Austausch des Filterelementes 3.
Das Filterelement 3 wird im Inneren durch einen Stützdom 7 abgestützt, der ein Kollabieren des Filterelementes 3 verhindert und eine Ausbildung des Filterelementes 3 ermöglicht, die lediglich die eigentliche FaItenfi1terf1äche sowie die beiden Endscheiben 4 und 5 umfaßt. Im oberen Bereich des Stützdomes 7 ist ein Filterumgehungsventil 8 angeordnet. Dieses umfaßt einen pilzartigen Ventilkörper 8*mit einem Kopfbereich und mit einem Schaft 9, der in seinem unteren Bereich federelastische Zungen 10 ausbildet, welche radial nach außen gerichtete Haltekrallen 11 aufweisen, die widerhakenartig zurückgebogen sind.
Durch diese Ausgestaltung kann der gesamte Flüssigkeitsfilter preisgünstig hergestellt werden: Es wird eine vergleichsweise geringe Anzahl von Bauteilen verwendet, da kein separater Venti1 körperträger erforderlich ist. Auch die Montage ist erleichtert und kann in kürzerer Zeit erfolgen, da der Ventilkörpervvom leicht erreichbaren oberen Ende des Stützdomes 7 her eingesetzt werden kann und nicht über nahezu die gesamte Länge des Stützdomes 7 eingesetzt werden muß. Da der Ventilkörper 8*nicht hinter einer Dichtfläche angeordnet werden muß, ist ein derart einfach zugänglicher Montageort möglich._
Der Schaft 9 ist bereichsweise von einer lediglich gestrichelt angedeuteten Wendelfeder 12 umgeben, die
den Kopfbereich des Ventilkörpers 8tf.beaufsch 1 agt und nach oben gegen eine Dichtfläche 14 drückt, die von einem nach unten eingezogenen mittleren Bereich 5a der oberen Endscheibe 5 ausgebildet wird.
Die Wendelfeder 12 stützt sich dabei an einer Stützplatte 15 ab, die wenigstens eine Durchtrittsöffnung 16 für das Medium aufweist, wenn dieses bei geöffnetem Fi1terumgehungsventi1 ungefiltert durch eine zentrale öffnung des nach unten eingezogenen mittleren Bereiches 5a der oberen Endscheibe 5 und durch den Stützdom 7 nach unten strömt, oder wenn dieses Medium bei geschlossenem Filterumgehungsventil von außen nach innen durch das Filterelement 3 gelangt ist und gefiltert nach unten strömt.
In ihrem mittleren Randbereich, der der öffnung benachbart ist, durch welche sich der Ventilkörper 8a. erstreckt, weist die Stützplatte 15 eine verstärkte Materia 1stärke auf. Zu diesem Zweck ist die Stützplatte 15 flanschartig nach unten abgewinkelt, also zu der Seite, die der Dichtfläche 14 abgewandt ist.
Durch diese Material verstärkung wird einerseits eine Führung für den Ventilkörper 8$,geschaf fen, da dessen Schaft 9 über eine vergleichsweise größere Länge geführt ist. Weiterhin bewirkt die Materialverstärkung in diesem Bereich eine Stabilisierung der Stützplatte 15 dort, wo sich die Wendelfeder 12 an ihr abstützt. Schließlich bietet diese flanschartige Materia 1verstärkung einen Halt für die .widerhakenartigen Haltekrallen 11, die den Flansch hintergreifen können, so daß eine sichere Festlegung des Venti 1 körpers 8a auch dann sicherge-
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stellt ist, wenn das Filterelement 3 entfernt ist und dadurch der Gegendruck für den oberen Kopfabschnitt des Venti1 körpers 8a entfällt.
Der Ventilkörper 84. kann zunächst mit der Wendelfeder 12 bestückt werden und anschließend von oben in den Stützdom 7 eingesetzt werden, wobei die konisch verlaufenden Außenflächen der Haltekrallen 11 zunächst ein leichtes Einführen des Venti1-körpers 8«,in die zentrale öffnung der Stützplatte 15 ermöglichen und somit ein Verclipsen des Venti1 körpers 8*mit dem Stützdom 7 ermöglichen. Eine derartige Montage des Venti 1 körpers 8*ist in kürzester Zeit möglich, da keine zusätzlichen vorgefertigten Baugruppen, ggf. mit einem separaten Venti1 körper träger , geschaffen und montiert werden müssen und da die Einbaustelle im Stützdom 7 optimal zugänglich und erreichbar ist.
Je nach Einbausituation kann ggf. gegenüber der Verwendung eines separaten Venti1 trägers auch Bauhöhe der Filtereinrichtung eingespart werden, so daß sich insgesamt eine kompaktere Ausbildung des gesamten Flüssigkeitsfilters 1 ergibt. Hierdurch kann einerseits Material eingespart werden und weiterhin können sich erweiterte Einbaumöglichkeiten ergeben, z. B. unter beengten räumlichen Verhältnissen, wie sie im Motorraum von Personenkraftwagen herrschen.
In Fig. 2 ist eine mit Fig. 1 vergleichbare Konstruktion eines Fluidfilters dargestellt, bei dem jedoch der Deckel 6 vom Träger 2 abgeschraubt wurde. Das Filterelement 3 ist durch Clips, die an seine obere Endscheibe 5 angeformt sind, mit dem Deckel 6 verbunden, so daß das Filterelement 3 beim Ab-
schrauben des Deckels 6 ebenfalls vom Träger 2 und damit vom Stützdom 7 entfernt wurde. Im Vergleich zu Fig. 1 befindet sich der Deckel 6 in Fig. 2 in einer angehobenen Darstellung, so daß auch die obere Endscheibe 5 des Filterelementes 3 gegenüber dem oberen Ende des Stützdomes 7 angehoben ist. Durch die Feder 12, die sich an der Stützplatte 15 abstützt, wurde beim Abschrauben des Deckels 6 auch der Ventilkörper 8 angehoben, bis die Haltekrallen 11 an der Stützplatte 15 anschlagen, so daß trotz entfernter Dichtfläche 14 der Ventilkörper 8 unverlierbar filterfest angeordnet ist.
Eine an der unteren Endscheibe 4 angeordnete ringförmige Dichtung 16, die in Fig. 2 abdichtend am zentralen Rohr des Trägers 2 anliegt und die Rohseite gegenüber der Reinseite des Fluidfilters 1 abdichtet, ist in Fig. 2 aufgrund des angehobenen Filterelementes 3 funktionslos. Eine mit dieser Dichtung 16 vergleichbare Dichtung, die auf der oberen Endscheibe des Filterelementes 3 vorgesehen sein könnte, ist bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Fluidfilters 1 nicht erforderlich, da diese Dichtungswirkung durch das Fi1terumgehungsventil gebildet wird, wodurch die erfindungsgemäß mögliche Material- und Kosteneinsparung unterstützt wird.
In Fig. 3 ist ein Fluidfilter 1 dargestellt, bei dem das Fi1terumgehungsventi 1 einen Ventilkörper aufweist, der als Platte 18 ausgestaltet ist. Diese Platte 18 ist unverlierbar mit der Feder 12 verbunden, wobei die Feder 12 ebenfalls unverlierbar an der Stützplatte 15 des Stützdomes 7 befestigt ist, da die ventilfeste Anordnung des Ventilkörpers bei
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diesem Ausführungsbeispie 1 nicht über widerhakenartige Haltekrallen verwirklicht ist.
In Abwandlung der dargestellten Ausführungsbeispiele mit einem konvex gebogenen Dichtende des Venti!körpers oder mit einem planen, als Platte ausgebildeten Venti 1 körper kann vorgesehen sein, insbesondere bei der Ausbildung der oberen Endscheibe mit einem nach innen eingezogenen, stutzenartigen Bereich, wie in den drei dargestellten Ausführungsbeispielen, den Ventilkörper mit einem kragenartigen oder trichterar ti gen oberen Ende zu versehen, welches der Dichtfläche 14 anliegt und diese außen umgrei ft.
Der Erfindungsgedanke, die zum Fi1terumgehungsventi1 benötigten Komponenten nicht stets zusammengefaßt zu verwirklichen, sondern einen Teil filterfest vorzusehen und einen Teil am auswechselbaren Filterelement vorzusehen, kann auch in Umkehr der dargestellten Ausführungsbeispiele dadurch verwirklicht werden, daß der Ventilkörper am Filterelement vorgesehen ist und die dem Ventilkörper zugeordnete Dichtfläche filterfest ausgebildet wird. Dies führt jedoch zu einer vergleichsweise teureren Ausbildung des Fluidfi1ters, da zusammen mit dem Fitlerelement stets auch der Ventilkörper ausgewechselt werden muß und demzufolge ein Verschleißteil darstellt.

Claims (12)

1. Filterelement (3) für einen Flüssigkeitsfilter (1),
wobei der Flüssigkeitsfilter (1) ein Filterumgehungsventil (8) aufweist,
und wobei der Flüssigkeitsfilter (1) filterfeste und auswechselbare Bestandteile aufweist,
wobei filterfest ein Gehäuse vorgesehen ist, sowie ein an dem Gehäuse befestigter Stützdom (7), sowie ein im Stützdom (7) befestigter Ventilkörper (8a) eines Filterumgehungsventils (8),
wobei der Ventilkörper (8a) gegen die Wirkung einer Feder (12) aus einer geschlossenen Stellung, in der er mit einer Dichtfläche (14) zusammenwirkt, in eine Offenstellung beweglich ist,
und wobei auswechselbar das Filterelement (3) im Gehäuse vorgesehen ist,
wobei das Filterelement (3) die eigentliche Filterfläche sowie zwei Endscheiben (4, 5) aufweist,
wobei eine Endscheibe (5) des Filterelementes (3) die dem Ventilkörper (8a) zugeordnete Dichtfläche (14) bildet.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (3) ringförmig ausgebildet ist, wobei sich der Stützdom (7) in die mittlere Ausnehmung des Filterelementes (3) erstreckt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützdom (7) eine angeformte Stützplatte (15) aufweist, an der sich die dem Ventilkörper (8) zugeordnete Feder (12) abstützt.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper als Platte ausgebildet ist, deren eine Seite zur Anlage an der Dichtfläche (14) ausgerichtet ist, wobei die Platte mit der Feder (12) verbunden ist und quer zur Plattenfläche beweglich gelagert ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (8a) länglich ausgestaltet ist,
mit einem Schaft (9), der durch umgebende Führungsmittel geführt ist, welche eine axiale Beweglichkeit des Ventilkörpers (8a) zulassen,
und mit einem Ende zur Anlage an der Dichtfläche (14).
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Dichtfläche (14) zur Anlage kommende Ende des Ventilkörpers (8a) konvex gerundet ausgebildet ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (8a) pilzförmig ausgestaltet ist, wobei das gerundete Ende einen größeren Durchmesser aufweist als der Schaft (9).
8. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schaft (9) umgebenden Führungsmittel als ringförmige Stützplatte (15) ausgebildet sind, an der sich die Feder (12) des Filterumgehungsventiles (8) abstützt.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Stützplatte (15) an ihrem Innenrand verstärkt ist.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützplatte (15) an ihrem Innenrand flanschartig verstärkt ist, wobei der Flansch an der Oberfläche der Stützplatte ausgebildet ist, die der Dichtfläche (14) abgewandt ist.
11. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (9) federelastische Zungen (10) umfaßt, die radial nach außen gerichtete Haltekrallen (11) zur Anlage an den Führungsmitteln aufweisen.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltekrallen (11) widerhakenartig zurückgebogen sind.
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