DE20211448U1

DE20211448U1 - Flüssigkeitsfilter

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Publication number: DE20211448U1
Application number: DE20211448U
Authority: DE
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2002-07-12
Publication date: 2003-11-20
Anticipated expiration: 2012-07-13

Description

Beschreibung: Flüssigkeitsfilter

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsfilter mit einem Gehäuse, mit einem auswechselbaren Filtereinsatz, mit je einem Zulauf kanal für zu filternde und Ablaufkanal für gefilterte Flüssigkeit, mit einem aus dem Gehäuse in einen drucklosen Bereich führenden Ablaßkanal und mit einem Ablaßventil, das bei einem Entfernen des Filtereinsatzes aus dem Filtergehäuse den Ablaßkanal öffnet.

Flüssigkeitsfilter stehen verbreitet im Einsatz, beispielsweise als Ölfilter von Brennkraftmaschinen. Ein Flüssigkeitsfilter für diesen Verwendungszweck geht beispielsweise aus DE 299 15 844 Ul hervor. Dieses Filter umfaßt jeweils als separates Ventil ein Rücklaufsperrventil, ein Filterumgehungsventil und ein Ablaßventil, die an verschiedenen Stellen des Filters angeordnet sind. Das Ablaßventil ist im Ablaßkanal angeordnet und dient dazu, bei einem Herausnehmen des Filtereinsatzes aus dem Filtergehäuse die im Filtergehäuse noch vorhandene Flüssigkeit abfließen zu lassen. So wird erreicht, daß der aus dem Filtergehäuse entnommene Filtereinsatz weitestgehend flüssigkeitsfrei ist. Ein Absteuerventil ist hier als Teil des Filters nicht vorgesehen. Vielmehr ist es bisher üblich, daß das Absteuerventil einer an einer anderen Stelle d!5& |)F*lüs«i^kÄitskj:elslcjuf S ajngeojrdsie£en Flüssig-

keitspumpe zugeordnet oder unmittelbar nachgeschaltet ist. Das Absteuerventil dient dazu, eine überschüssige Fördermenge der Pumpe abzusteuern. Beispielsweise sind Ölpumpen von Brennkraftmaschinen so ausgelegt, daß sie bei direktem Antrieb durch die Maschine schon bei Leerlaufdrehzahl der Maschine eine relativ große Förderleistung haben, um im Leerlauf eine ausreichende Ölversorgung sicherzustellen. Bei höheren Drehzahlen ergibt sich so eine zu hohe Förderleistung, deren Überschuß abgesteuert wird. Bei einem Versagen des der Pumpe zugeordneten Absteuerventils kommt es zu unerwünschten Druckerhöhungen im Flüssigkeitskreislauf, die insbesondere für das Flüssigkeitsfilter gefährlich sind und dort zu Schäden, insbesondere zu Undichtigkeiten zur Umgebung hin, führen können. Die oben erwähnten, im Filter angeordneten Ventile bieten gegen diesen Störungsfall keinen Schutz. Das Filterumgehungsventil spricht nur auf eine Druckdifferenz zwischen Roh- und Reinseite des Filters an, nicht aber auf eine Druckdifferenz zwischen dem Druck der Flüssigkeit im Filter und dem Umgebungsdruck außerhalb des Filters .

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Flüssigkeitsfilter der eingangs genannten Art zu schaffen, das die aufgeführten Nachteile vermeidet und bei dem eine hohe Betriebssicherheit, insbesondere eine hohe Sicherheit vor Schäden durch eine zu hohe Pumpenförderleistung, erzielt wird, wobei der Aufwand für Fertigung, Zusammenbau und Einbau entsprechender Ventile sowie der erforderliche Einbauraum innerhalb des Flüssigkeitsfilters dafür möglichst klein gehalten werden soll.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit einem Flüssigkeitsfilter der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet:, ist, .da_#ß das _t Ablaßventil und ein

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Absteuerventil, das bei Überschreiten eines Druckgrenzwerts der Flüssigkeit im Filtergehäuse öffnet, zu einer gemeinsamen, in den Ablaßkanal eingesetzten Ventileinheit zusammengefaßt sind.

Mit der erfindungsgemäßen Zusammenfassung der beiden Ventile in einer Ventileinheit werden sowohl der Aufwand für Fertigung, Zusammenbau und Einbau als auch der benötigte Einbauraum vorteilhaft klein gehalten, wodurch eine kostengünstige Fertigung und eine kompakte Bauweise des Flüssigkeitsfilters ermöglicht werden. Das nun in die Ventileinheit innerhalb des Filters integrierte Absteuerventil kann dabei zusätzlich zu einem an der Flüssigkeitspumpe vorgesehenen Absteuerventil vorhanden sein, wodurch eine doppelte Sicherheit erreicht wird. Falls diese doppelte Sicherheit nicht erforderlich ist, kann das in die Ventileinheit integrierte Absteuerventil das Absteuerventil an der Pumpe ersetzen, wodurch dann hier Kosten eingespart werden.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters sieht vor, daß die Ventileinheit ein Ventilgehäuse umfaßt, das in den Ablaßkanal eingesetzt ist und das einen ersten Ventilsitz aufweist, daß im Ventilgehäuse ein erster Ventilkörper axial verschiebbar geführt ist, der eine mit dem ersten Ventilsitz zusammenwirkende erste Dichtfläche zur Bildung des Absteuerventils aufweist, daß der erste Ventilkörper einen zweiten Ventilsitz aufweist und daß die Ventileinheit einen zweiten axial verschiebbar geführten Ventilkörper umfaßt, der eine mit dem zweiten Ventilsitz zusammenwirkende zweite Dichtfläche zur Bildung des Ablaßventils aufweist. Mit dieser Ausgestaltung wird vorteilhaft erreicht, daß nur wenige Einzelteile benötigt werden, da der erste Ventilkörper gleichzeitig den yejii^ilsit.z £ür_eden_# zweiten Ventil.körger bildet.
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Für das Ventilgehäuse der Ventileinheit ist bevorzugt vorgesehen, daß das Ventilgehäuse einen den ersten Ventilsitz aufweisenden und eine Verbindung zu einer Wandung des Ablaßkanals bildenden Ringteil und einen den ersten Ventilkörper führenden Käfigteil umfaßt. Der Ringteil ist dabei bevorzugt ein Drehteil aus Metall, vorzugsweise Stahl, während für den Käfigteil bevorzugt ein einfaches Blechteil verwendet wird. Der Ringteil kann auf diese Weise problemlos mit der erforderlichen Exaktheit und Stabilität hergestellt werden; der Käfigteil kann dagegen weniger genau und auch weniger stabil sein, so daß hier ein einfacheres und preisgünstigeres Material verwendet werden kann.

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der erste Ventilkörper eine hohlzylindrische Grundform hat und in Schließrichtung durch eine erste Vorbelastungsfeder belastet ist, die mit ihrem vom ersten Ventilkörper abgewandten Ende am Ventilgehäuse abgestützt ist. Über die Auswahl der Federkonstante dieser ersten Vorbelastungsfeder ist der Druckgrenzwert festlegbar, ab welchem ein Absteuern, d.h. ein Ablassen eines Fördermengenüberschusses aus dem Filtergehäuse in den Ablaßkanal, erfolgt.

Weiter ist vorgesehen, daß der erste Ventilsitz radial innen am Ringteil und die erste Dichtfläche radial außen am ersten Ventilkörper angeordnet ist und daß der zweite Ventilsitz radial innen von der ersten Dichtfläche am ersten Ventilkörper angeordnet ist. Bei dieser Aufteilung von Ventilsitzen und Dichtflächen liegen zwei Ventilfunktionen mit unterschiedlichen Ventildurchlaßquerschnitten vor. Für das Entleeren des Filtergehäuses bei einem Filtereinsatzwechsel dient der im radial inneren Bereich der Ventileinheit liegende kleinere Durchlaßquerschnitt. Für

das Abste,ye.r;j e.4ne,s .Förciermengenüberscljusses kann der ·

größere, im radial äußeren Bereich der Ventileinheit liegende Durchlaßquerschnitt, bedarfsweise ergänzt um den inneren Durchlaßquerschnitt, genutzt werden Hierdurch wird insbesondere erreicht, daß für das Absteuern ein größerer Querschnitt zur Verfügung gestellt werden kann; für das Entleeren des Gehäuses bei einem Filtereinsatzwechsel ist ein kleinerer Querschnitt völlig ausreichend.

Eine weitere Ausgestaltung des Flüssigkeitsfilters besteht darin, daß der zweite Ventilkörper in dem ersten Ventilkörper geführt ist und durch eine zweite Vorbelastungsfeder in Öffnungsrichtung vorbelastet ist, deren Kraft kleiner ist als die Kraft der ersten Vorbelastungsfeder und die mit ihrem einen Ende auf dem Ringteil des Ventilgehäuses und mit ihrem anderen Ende am zweiten Ventilkörper abgestützt ist. Dadurch, daß der zweite Ventilkörper in dem ersten Ventilkörper geführt ist, werden keine besonderen Führungselemente und damit keine besonderen Bauteile dafür benötigt. Die zweite Vorbelastungsfeder benötigt lediglich eine relativ geringe Federkraft, da sie nur dazu dient, bei einem Herausnehmen des Filtereinsatzes aus dem dann drucklosen Filtergehäuse den zweiten Ventilkörper in seine Öffnungsstellung zu überführen. Da diese zweite Vorbelastungsfeder auf dem Ringteil des Ventilgehäuses abgestützt ist, beeinflußt sie nicht den Druckgrenzwert, bei dem der erste Ventilkörper zum Zweck des Absteuerns öffnet.

Um in der Praxis nicht vermeidbare Maßtoleranzen des Filtergehäuses und des darin angeordneten Filtereinsatzes auszugleichen, ist vorgesehen, daß an dem zweiten Ventilkörper an dessen zum Filtereinsatz weisenden Seite ein Toleranzausgleichskörper verschiebbar geführt und in Richtung zum Filtereinsatz mit einer dritten Vorbelastungsfeder .vorbelastet ist, wobei, die_# Kraf_#t dieser drit-

ten Vorbelastungsfeder größer ist als die Kraft der zweiten Vorbelastungsfeder und kleiner ist als die Kraft der ersten Vorbelastungsfeder. Mittels des Toleranzausgleichskörpers und der zugehörigen dritten Vorbelastungsfeder wird bei im Filtergehäuse angeordnetem Filtereinsatz der zweite Ventilkörper zuverlässig in seiner Dichtstellung auf dem Dichtsitz am ersten Ventilkörper gehalten, wobei die zuvor erwähnten Maßtoleranzen ausgeglichen werden. Damit haben Maßtoleranzen keinen negativen Einfluß auf die Funktion des zur Entleerung des Filtergehäuses bei einem Filtereinsatzwechsel dienenden Teils der Ventileinheit.

In der Regel ist bei dem Flüssigkeitsfilter gemäß Erfindung vorgesehen, daß im vollständig in das Filtergehäuse eingesetzten Zustand des Filtereinsatzes der Toleranzausgleichskörper an einer der Ventileinheit zugewandten Stirnseite des Filtereinsatzes anliegt. Diese Stirnseite wird üblicherweise durch eine relativ stabile Stirnscheibe gebildet, die in der Lage ist, die notwendige Kraft auf den Toleranzausgleichskörper und die zugehörige dritte Vorbelastungsfeder auszuüben, ohne Schäden zu erleiden. Hier ist dann auch die Funktion gegeben, daß bei einem Herausziehen des Filtereinsatzes eine Entleerung des Filtergehäuses erfolgt, indem der zweite Ventilkörper durch die Kraft der zweiten Vorbelastungsfeder in Öffnungsrichtung bewegt wird.

In einer alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilters ist vorgesehen, daß im vollständig in das Filtergehäuse eingesetzten Zustand des Filtereinsatzes der zweite Ventilkörper oder sein Toleranzausgleichskörper im Abstand von einer der Ventileinheit zugewandten Stirnseite des Filtereinsatzes liegt. Bei dieser Ausführung des..Flüssigkeit sJEilters. w.ird auj: d.ie. Funktion des

automatischen Entleerens des Filtergehäuses bei einem Herausnehmen des Filtereinsatzes verzichtet. Hier bildet nun die Ventileinheit ein zweistufiges Absteuerventil. In dieser Ausführung ist der zweite Ventilkörper in seiner Lage nicht mehr durch den Filtereinsatz beeinflußt; zweckmäßig ist statt dessen ein filtergehäusefester Anschlag vorzusehen, der den zweiten Ventilkörper im Normalbetrieb in Schließstellung hält . Bei Überschreiten eines Druckgrenzwertes im Filtergehäuse werden durch Verschiebung des ersten und des zweiten Dichtkörpers relativ zum Ventilgehäuse und relativ zueinander verschiedene Durchlaßquerschnitte freigegeben. Je nach Gestaltung von Ventilgehäuse und erstem und zweitem Ventilkörper kann erreicht werden, daß gleichzeitig beide Durchlaßquerschnitte oder nacheinander unterschiedlich große Durchlaßquerschnitte freigegeben werden. Es kann entweder zuerst der Durchlaßquerschnitt zwischen dem ersten Ventilkörper und dem zweiten Ventilkörper und dann zusätzlich der Durchlaßquerschnitt zwischen dem Ringteil und dem ersten Ventilkörper freigegeben werden oder umgekehrt. Hierdurch werden dem Konstrukteur große Freiheiten bei der Gestaltung der Ventileinheit und bei der Festlegung der Ventilcharakteristik für das Absteuern zur Verfügung gestellt.

Zur Erzielung einer guten Führung des zweiten Ventilkörpers im ersten Ventilkörper und gleichzeitig zur Gewährleistung eines möglichst einfachen Zusammenbaus ist weiter vorgesehen, daß der zweite Ventilkörper einen durch den ersten Ventilkörper verlaufenden Führungsfortsatz aufweist, der an seinem freien Ende mit flexiblen Sperrarmen versehen ist, die nach dem Einführen in den ersten Ventilkörper ausfedern und ein Rückziehen des zweiten Ventilkörpers über einen vorgegebenen Weg hinaus unterbinden

Eine weitere Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Ausführung sieht vor, daß der Führungsfortsatz die Form eines dünnen Stabes hat und konzentrisch durch das hohle Innere des ersten Ventilkörpers verläuft und daß der erste Ventilkörper in seinem vom ersten Ventilsitz entfernten Bereich mit mehreren in Axialrichtung verlaufenden länglichen Durchbrechungen oder Schlitzen ausgebildet ist, in denen die ausgefederten Sperrarme in Öffnungsrichtung des zweiten Ventilkörpers axial begrenzt beweglich geführt sind.

Eine weitere Ausgestaltung des Flüssigkeitsfilters sieht vor, daß der zweite Ventilkörper radial außerhalb der zweiten Dichtfläche umlaufend mehrere Stützfüße aufweist, die bei geschlossenen Ventilen der Ventileinheit im Abstand vor einer Stützfläche des Ventilgehäuses liegen. Mittels dieser Stützfüße wird die Bewegungsfreiheit des zweiten Ventilkörpers relativ zum Ventilgehäuse festgelegt. Je größer der Abstand der Stützfüße von der Stützfläche des Ventilgehäuses im geschlossenen Zustand des Ventils ist, desto größer ist die verbleibende Bewegungsfreiheit des zweiten Ventilkörpers in Richtung zum ersten Ventilkörper, wenn der erste Ventilkörper in seine Öffnungsrichtung bewegt wird. Hiermit wird also festgelegt, wie weit der zweite Ventilkörper dem ersten Ventilkörper bei dessen Öffnungsbewegung folgen kann. Auf diese Weise läßt sich festlegen, welcher Durchlaßquerschnitt zuerst und welcher Durchlaßquerschnitt danach geöffnet wird oder ob beide Durchlaßquerschnitte zugleich geöffnet werden. Die Durchlaßquerschnitte bestehen dabei zwischen dem Ringteil und dem ersten Ventilkörper sowie zwischen dem ersten Ventilkörper und dem zweiten Ventilkörper. Auf diese Weise läßt sich die Charakteristik der Ventileinheit im Hinblick auf das Absteuern in gewünschter Weise beeinflus.sen..und..fe.s.tl.e.gen..

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Eine weitere Maßnahme, die ebenfalls den vorstehend erläuterten Zweck erfüllt, besteht darin, daß der Ringteil des Ventilgehäuses in Fortsetzung des ersten Ventilsitzes einen den ersten Ventilkörper nur mit Bewegungsspiel umgebenden, hülsenförmigen Abschnitt aufweist. Durch die Wahl der Länge dieses hülsenförmigen Abschnitts läßt sich ebenfalls beeinflussen, welcher der beiden zur Verfügung stehenden Durchlaßquerschnitte im Falle eines Absteuerns als erster und als zweiter geöffnet wird oder ob beide gleichzeitig geöffnet werden.

Um Flüssigkeitsfilter bedarfsgerecht je nach Einsatzzweck und weiteren Randbedingungen optimal ausrüsten zu können, ist schließlich noch vorgesehen, daß die Ventileinheit in Ausführungen mit unterschiedlich langen Stützfüßen und/oder mit unterschiedlich langem hülsenförmigem Abschnitt des Ringteils herstellbar ist. Hiermit besteht die Möglichkeit, nach der Art eines Baukastensystems Ventileinheiten mit unterschiedlichen Charakteristiken zur Verfügung zu stellen, wobei die Änderungen, die zur Veränderung der Charakteristik nötig sind, nur sehr gering sind und dementsprechend nur einen geringen Aufwand erfordern. Entsprechend der gewünschten Charakteristik können dann die benötigten Ausführungen von Ringteil und Ventilkörpern miteinander kombiniert werden.

Ein besonders einfacher Einbau der Ventileinheit in das Filter wird dadurch erreicht, daß in einer bevorzugten Ausführung die Ventileinheit, bestehend aus dem Ventilgehäuse, dem ersten Ventilkörper, dem zweiten Ventilkörper, der ersten und zweiten Vorbelastungsfeder und gegebenenfalls dem Toleranzausgleichskörper und der dritten Vorbelastungsfeder eine vormontierte Baueinheit bildet, die komplett in den Ablaßkanal einführbar und in diesem festlegbar ist.

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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen jeweils im Teil-Längsschnitt:

Figur 1 ein Flüssigkeitsfilter mit einer Ventileinheit mit geschlossenen Ventilen im Normalbetrieb des Filters,

Figur 2 das Flüssigkeitsfilter mit der Ventileinheit in einem Zustand kurz vor einem Absteuern eines Flüssigkeitsüberdrucks,

Figur 3 das Flüssigkeitsfilter mit der Ventileinheit in einem geöffneten Zustand während des Absteuern des Flüssigkeitsüberdrucks,

Figur 4 das Flüssigkeitsfilter in einem drucklosen Zustand während des Herausnehmens eines zugehörigen Filtereinsatzes mit in Entleerungsstellung befindlicher Ventileinheit,

Figur 5 das Flüssigkeitsfilter mit einer geänderten Ventileinheit in einer ersten Öffnungsstufe während des Absteuerns eines Flüssigkeitsüberdrucks,

Figur 6 das Flüssigkeitsfilter mit der Ventileinheit gemäß Figur 5 in einer zweiten Öffnungsstufe während des Absteuerns des Flüssigkeitsüberdrucks,

Figur 7 das Flüssigkeitsfilter mit einer dritten Ausführung der Ventileinheit in einer ersten Öffnungsstufe während des Absteuerns eines Flüssigkeitsüberdrucks und

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Figur 8 das Flüssigkeitsfilter mit der Ventileinheit gemäß Figur 7 in einer zweiten Öffnungsstufe ebenfalls während des Absteuerns des Flüssigkeitsüberdrucks .

Figur 1 der Zeichnung zeigt in einem Teil-Längsschnitt ein Flüssigkeitsfilter 1 mit einem Filtergehäuse 10 und einem darin auswechselbar angeordneten Filtereinsatz 11. Das Filtergehäuse 10 besitzt, wie üblich und in den Zeichnungsfiguren nicht eigens dargestellt, oberseitig einen flüssigkeitsdichten, abnehmbaren Deckel. Bei abgenommenem Deckel kann der Filtereinsatz 11 nach oben hin aus dem Filtergehäuse 10 entnommen und durch einen neuen Filtereinsatz 11 ersetzt werden. In der Figur 1 ist der Filtereinsatz 11 in seiner vollständig in das Filtergehäuse 10 eingesetzten Lage gezeigt.

Durch einen in der Zeichnung nicht sichtbaren Zulaufkanal gelangt eine zu filternde Flüssigkeit, beispielsweise Schmieröl einer Brennkraftmaschine, zur Rohseite 12 des Flüssigkeitsfilters 1. Nach Durchströmen des Filtereinsatzes 11 radial von außen nach innen gelangt die nun gefilterte Flüssigkeit auf die Reinseite 13 des Flüssigkeitsfilters 1 und wird von dort ihrer Verwendung zugeführt, beispielsweise zu Schmierstellen einer Brennkraftmaschine .

Links unten in Figur 1 ist ein Ablaßkanal 14 sichtbar, der von der Rohseite 12 zu einem drucklosen Flüssigkeitsbereich, beispielsweise zur Ölwanne einer Brennkraftmaschine, führt. Im normalen Betrieb des Flüssigkeitsfilters 1, wie er in Figur 1 vorliegt, verschließt eine Ventileinheit 2, die in den Ablaßkanal 14 eingebaut ist, diesen Ablaßkanal 14 flüssigkeitsdicht, so daß in diesem

Betriebszustand keine Flüssigkeit von der Rohseite 12 des Flüssigkeitsfilters 1 in den Ablaßkanal 14 gelangt.

Die Ventileinheit 2 besteht hier aus einem Ventilgehäuse 20, einem darin geführten ersten Ventilkörper 3 0 und einem im ersten Ventilkörper 30 geführten zweiten Ventilkörper 40. Die Ventileinheit 2 vereinigt dabei in sich zwei Ventilfunktionen, nämlich die Funktion eines Ablaßventils zum Entleeren des Filtergehäuses 10 bei einem Herausnehmen des Filtereinsatzes 11 und die Funktion eines Absteuerventils zum Absteuern eines einen vorgebbaren Grenzwert überschreitenden Überdrucks auf der Rohseite 12 des Flüssigkeitsfilters 1.

Das Ventilgehäuse 2 0 der Ventileinheit 2 besteht aus einem Ringteil 21 und einem damit verbundenen Käfigteil 25. Der Ringteil 21 ist mit seinem Außenumfang dichtend in den Ablaßkanal 14 eingesetzt, vorzugsweise eingepreßt. An seinem Innenumfang besitzt der Ringteil 21 einen ersten Ventilsitz 23. Der Ringteil 21 ist hier ein Drehteil aus Metall. Der mit dem Ringteil 21 verbundene Käfigteil 25 besteht hier aus einem tiefgezogenen Blechteil, das eine hohlzylindrische Grundform hat und mit Durchbrechungen für die Hindurchleitung der Flüssigkeit ausgebildet ist.

Der erste Ventilkörper 30 besitzt eine hohlzylindrische Grundform mit einem hohlen Inneren 31 und mit nach unten hin offenen Durchbrechungen 36 in seinem unteren Teil. In seinem oberen Teil ist der erste Ventilkörper 3 0 mit einer Durchmesservergrößerung ausgebildet, an deren Oberseite eine erste Dichtfläche 32 ausgebildet ist, die mit dem ersten Ventilsitz 23 im Ringteil 21 zusammenwirkt. Die obere Stirnseite des ersten Ventilkörpers 30 ist mit einem zweiten Ventilsitz 34 ausgebildet. Mittels einer ersten Vo.rb^iastungs.fe.der .51,. d.ie.sic.h mit. ihrem unteren

Ende am unteren Teil des Käfigteils 25 des Ventilgehäuses 20 abstützt, ist der erste Ventilkörper 30 in Schließrichtung, also gemäß Figur 1 nach oben hin, vorbelastet.

Der zweite Ventilkörper 40 ist im ersten Ventilkörper 30 in Axialrichtung verschiebbar geführt. Etwas oberhalb seiner Mitte besitzt der zweite Ventilkörper 40 eine zweite Dichtfläche 43, die mit dem zweiten Ventilsitz 34 des ersten Ventilkörpers 30 zusammenwirkt. Radial außen von der zweiten Dichtfläche 43 besitzt der zweite Ventilkörper 40 mehrere Stützfüße 44. Diese Stützfüße 44 enden in dem in Figur 1 dargestellten Zustand der Ventileinheit 2 kurz vor einer Stützfläche 24, die an der nach oben weisenden Seite des Ringteils 21 des Ventilgehäuses 20 ausgebildet ist. Weiter nach oben hin besitzt der zweite Ventilkörper 40 mehrere nach außen weisende Federhaltearme 42. An diesen Federhaltearmen 42 ist eine zweite Vorbelastungsfeder 52 abgestützt, deren anderes Ende auf der Stützfläche 24 des Ringteils 21 abgestützt ist. Mit dieser zweiten Vorbelastungsfeder 52 wird der zweite Ventilkörpers 40 in Öffnungsrichtung, d.h. gemäß Figur 1 nach oben hin vorbelastet.

Im oberen zentralen Bereich des zweiten Ventilkörpers 4 0 ist ein Toleranzausgleichskorper 41 axial verschiebbar geführt. Weiterhin ist dieser Toleranzausgleichskorper 51 mit einer dritten Vorbelastungsfeder 53 in Verschiebungsrichtung zum Filtereinsatz 11 hin, also gemäß Figur 1 nach oben hin, vorbelastet.

In dem in Figur 1 gezeigten Zustand liegt der Filtereinsatz 11 mit seiner unteren Stirnseite 11' an dem Toleranzausgleichskorper 41 an, wodurch die dritte Vorbelastungsfeder 53 und die im Verhältnis dazu schwächere zweite Vo,r.be.L$stungs.feder 52 .komprimiert .werden. Mit ih-

rem unteren Ende drückt die dritte Vorbelastungsfeder 53 den zweiten Ventilkörper 40 in seine Schließstellung, in der die zweite Dichtfläche 43 dichtend am zweiten Ventilsitz 34 anliegt. Gleichzeitig drückt die erste Vorbelastungsfeder 51 den ersten Ventilkörper 30 nach oben in seine Schließstellung, in der die erste Dichtfläche 32 in dichtender Anlage am ersten Ventilsitz 23 liegt.

Zur guten Führung des zweiten Ventilkörpers 40 im ersten Ventilkörper 30 besitzt der zweite Ventilkörper 40 einen Führungsfortsatz 45 in Form einer dünnen Stange, die sich vom Zentrum der zweiten Dichtfläche 43 ausgehend nach unten hin erstreckt. An ihrem freien, unteren Ende besitzt der Führungsfortsatz 45 mehrere nach außen weisende, flexible Sperrarme 46. Diese Sperrarme 46 können unter Einfederung von oben her durch das hohle Innere 31 des ersten Ventilkörpers 30 hindurchgeführt werden und federn dann in die Schlitze oder Durchbrechungen 3 6 des ersten Ventilkörpers 30 aus. Auf diese Weise wird der zweite Ventilkörper 40 mit ausreichender Genauigkeit im ersten Ventilkörper 30 geführt. Zugleich wird mittels der Sperrarme 4 6 eine Begrenzung der Bewegung des zweiten Ventilkörpers 4 0 relativ zum ersten Ventilkörper 3 0 nach oben hin erreicht.

Wie die Figur 1 ebenfalls anschaulich zeigt, hat die Ventileinheit 2 nur wenige Einzelteile, die schnell und einfach zu der Einheit 2 zusammengebaut werden können.

Figur 1 der Zeichnung zeigt das Flüssigkeitsfilter 1 mit der Ventileinheit 2 in einem Zustand, der sich einstellt, wenn im Flüssigkeitsfilter 1 ein normaler Betriebszustand herrscht, d.h. kein Überdruck herrscht und der Filtereinsatz 11 vollständig in das Filtergehäuse 10 eingeschoben ist.

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Figur 2 der Zeichnung zeigt nun in gleicher Darstellung wie die Figur 1 das Flüssigkeitsfilter 1 in einem Zustand bei ansteigendem Druck im Inneren des Filtergehäuses 10. Dieser ansteigende Druck übt eine Kraft in Axialrichtung nach unten hin auf den zweiten Ventilkörper 40 aus. Hierdurch wird der zweite Ventilkörper 4 0 so weit nach unten bewegt, bis seine Stützfüße 44 auf der Stützfläche 24 aufstehen. Die zweite Dichtfläche 43 verbleibt dabei in dichter Anlage am zweiten Ventilsitz 34. Die Bewegung des zweiten Ventilkörpers 40 nach unten überträgt sich auch auf den ersten Ventilkörper 30, wodurch dieser mit seiner ersten Dichtfläche 32 um ein geringes Maß vom ersten Ventilsitz 23 entfernt wird. In diesem Zustand wird also ein kleiner Durchlaßquerschnitt zwischen dem ersten Ventilsitz 23 und der ersten Dichtfläche 32 freigegeben, wodurch schon ein begrenzter Druckabbau im Inneren des Filtergehäuses 10 ermöglicht wird. Die unter einem Überdruck stehende Flüssigkeit strömt dabei von der Rohseite 12 des Filtergehäuses 10 in den Ablaßkanal 14, der zu einem drucklosen Flüssigkeitsbereich führt.

Figur 3 der Zeichnung zeigt das Flüssigkeitsfilter aus Figur 1 und Figur 2 nun in einem Zustand, der sich bei einem weiteren Druckanstieg im Filtergehäuse 10 einstellt. Durch diesen weiteren Druckanstieg wird eine zunehmende Kraft auf den ersten Ventilkörper 30 ausgeübt, wodurch dieser entgegen der Rückstellkraft der ersten Vorbelastungsfeder 51 noch weiter nach unten hin, also in seiner Öffnungsrichtung verschoben wird. Hierdurch entfernt sich der erste Ventilkörper 3 0 zunehmend von dem zweiten Ventilkörper 40, der seinerseits an einer weiteren Bewegung durch das Aufstehen seiner Stützfüße 44 auf der Stützfläche 24 gehindert ist. Infolge der Bewegung des ersten Ventilkörpers 30 nach unten trennt sich dessen zweiter V.ejitj,J.sit.z «3⁴ .yon .der z,we;j.ten. Dichtfläche 43 des

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zweiten Ventilkörpers 40. Gleichzeitig entfernt sich die erste Dichtfläche 32 des ersten Ventilkörpers 30 von dem ersten Ventilsitz 23 in dem Ringteil 21 des fest installierten Ventilgehäuses 20. Auf diese Weise wird ein zunehmend großer Strömungsquerschnitt für das Absteuern eines Überdrucks im Filtergehäuse 10 freigegeben. Die Flüssigkeit kann dabei sowohl durch das hohle Innere 31 des ersten Ventilkörpers 3 0 als auch durch den Ringspalt zwischen dem Außenumfang des ersten Ventilkörpers 3 0 und dem Innenumfang des Ringteils 21 strömen. Damit ist ein wirksamer und sehr schneller Druckabbau im Fall eines Absteuerns eines Überdrucks gewährleistet.

Figur 4 der Zeichnung zeigt das Flüssigkeitsfilter 1 mit der Ventileinheit 2 in einem Zustand während des Herausziehens des Filtereinsatzes 11 aus dem dann geöffneten Filtergehäuse 10. Damit ist das Innere des Filtergehäuses 10 drucklos, es wirkt also kein Flüssigkeitsdruck auf den ersten Ventilkörper 30 oder zweiten Ventilkörper 40.

Der zweite Ventilkörper 40 wird durch die Wirkung der zweiten Vorbelastungsfeder 52 dem sich nach oben bewegenden Filtereinsatz 11 folgend ebenfalls nach oben bewegt, bis die Sperrarme 4 6 an der oberen Begrenzung der Durchbrechungen oder Schlitze 36 anschlagen. Durch diese Bewegung des zweiten Ventilkörpers 4 0 nach oben entfernt sich dessen zweite Dichtfläche 43 von dem zweiten Ventilsitz 34. Hierdurch wird ein Durchlaßquerschnitt durch das hohle Innere 31 des ersten Ventilkörpers 3 0 freigegeben. Über diesen Strömungsweg erfolgt eine Entleerung des Filtergehäuses 10 von Flüssigkeit, damit der aus dem Flüssigkeitsfilter 1 entnommene Filtereinsatz 11 möglichst flüssigkeitsfrei wird.

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Bei diesem Vorgang bleibt der erste Ventilkörper 30 infolge der Wirkung der ersten Vorbelastungsfeder 51 in seiner oberen Position, die seine Schließstellung darstellt.

Figur 5 zeigt eine Ausführung des Flüssigkeitsfilters 1 mit einer abgewandelten Ventileinheit 2. Im Unterschied zur Ventileinheit 2 gemäß den Figuren 1 bis 4 hat die Ventileinheit 2 in Figur 5 einen zweiten Ventilkörper 40 mit verkürzten Stützfüßen 44. Diese Verkürzung der Stützfüße 44 erlaubt einen größeren relativen Bewegungsweg des zweiten Ventilkörpers 40 relativ zum Ringteil 21 des Ventilgehäuses 20 in Richtung nach unten aus seiner Grundstellung heraus, wie sie in Figur 1 gezeigt ist. Die Figur 5 zeigt dabei die Ventileinheit 2 in einem Zustand während des Absteuerns eines Überdrucks in einer ersten Öffnungsstufe. In dieser ersten Öffnungsstufe ist der zweite Ventilkörper 4 0 infolge des Flüssigkeitsdrucks so weit nach unten bewegt, bis dessen Stützfüße 44 auf der Stützfläche 24 aufstehen. Durch die Bewegung des zweiten Ventilkörpers 40 nach unten hin wird gleichzeitig der erste Ventilkörper 3 0 mit nach unten hin gegen die Kraft der ersten Vorbelastungsfeder 51 verschoben. Dabei bleibt zunächst die zweite Dichtfläche 43 des zweiten Ventilkörpers 40 in dichter Anlage am zweiten Ventilsitz 34 des ersten Ventilkörpers 30. Durch die Bewegung des ersten Ventilkörpers 3 0 nach unten ist allerdings dessen erste Dichtfläche 32 von dem zugehörigen ersten Ventilsitz 23 nach unten hin entfernt. Hierdurch wird ein ringspaltförmiger Durchlaßquerschnitt für die Flüssigkeit aus dem Filtergehäuse 10 nach unten hin in den Ablaßkanal 14 freigegeben.

Figur 6 der Zeichnung zeigt das Flüssigkeitsfilter 1 und die Ventd,J,e4-nlieik 2..au,s Fd₁QUi; 5. nun in eijie.r .zweiten Öff-

nungsstufe. Diese zweite Öffnungsstufe stellt sich ein, wenn ein in der ersten Öffnungsstufe vorliegender Flüssigkeitsüberdruck noch weiter ansteigt. Dieser weiter ansteigende Flüssigkeitsüberdruck sorgt dafür, daß der erste Ventilkörper 3 0 noch weiter nach unten hin gegen die Kraft der ersten Vorbelastungsfeder 51 verschoben wird. Der zweite Ventilkörper 40 kann dieser weiteren Bewegung nicht mehr folgen, weil seine Stützfüße 44 auf der Stützfläche 24 stehen. Die weitere Verschiebung des ersten Ventilkörpers 30 führt dazu, daß sich nun auch dessen zweiter Ventilsitz 34 von der zugehörigen zweiten Dichtfläche 43 des zweiten Ventilkörpers 40 nach unten hin entfernt. Hierdurch wird zum einen der ringspaltförmige Durchlaßquerschnitt zwischen dem ersten Ventilsitz 23 und der ersten Dichtfläche 32 vergrößert; zum zweiten wird ein Durchlaßquerschnitt zwischen dem zweiten Ventilsitz 34 und der zweiten Dichtfläche 43 und durch das hohle Innere 31 des ersten Ventilkörpers 30 freigegeben. In diesem Zustand steht nun ein maximaler Durchlaßquerschnitt für die Absteuerung eines Flüssigkeitsüberdrucks zur Verfügung.

Figur 7 der Zeichnung zeigt das Flüssigkeitsfilter 1 mit einer nochmals veränderten Ventileinheit 2. In der Ausführung gemäß Figur 7 besitzt die Ventileinheit 2 wieder einen zweiten Ventilkörper 40 in der Ausführung gemäß den Figuren 1 bis 4, also mit relativ langen Stützfüßen 44. Die Abwandlung der Ventileinheit 2 besteht in Figur 7 nun darin, daß der Ringteil 21 des Ventilgehäuses 2 0 einen nach unten hin verlängerten hülsenförmigen Abschnitt 21' aufweist. Dieser Abschnitt 21' umgibt den ersten Ventilkörper 3 0 im Bereich von dessen vergrößertem Außenumfang lediglich mit einem Bewegungsspiel, also einem engen Spaltmaß.

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Die Figur 7 zeigt diese Ventileinheit 2 in einer ersten Öffnungsstufe während des Absteuerns eines Flüssigkeitsüberdrucks. Hier sorgt der Flüssigkeitsüberdruck dafür, daß der erste Ventilkörper 3 0 nach unten hin bewegt wird. Da hier der zweite Ventilkörper 40 längere Stützfüße 44 hat, macht er nur eine sehr kleine Bewegung nach unten hin, nach der dann die Stützfüße 44 schon auf der Stützfläche 24 stehen. Die Bewegung nach unten wird hier also im wesentlichen allein von dem ersten Ventilkörper 3 0 ausgeführt. Durch die Bewegung des ersten Ventilkörpers 30 nach unten entfernt sich dessen zweiter Ventilsitz 34 von der zweiten Dichtfläche 43 des zweiten Ventilkörpers 40. Gleichzeitig verbleibt aber der erste Ventilkörper 30 mit dem Bereich seines größeren Durchmessers noch innerhalb des hülsenförmigen Abschnitts 21' des Ringteils 21 des Ventilgehäuses 20. Hierdurch wird zuerst ein Durchlaßquerschnitt für die Flüssigkeit aus dem Filtergehäuse 10 durch das hohle Innere 31 des ersten Ventilkörpers 30 freigegeben. Durch den Ringspalt zwischen dem Innenumfang des hülsenförmigen Abschnitts 21' des Ringteils 21 und dem Außenumfang des ersten Ventilkörpers 3 0 strömt praktisch keine Flüssigkeit.

Figur 8 der Zeichnung schließlich zeigt das Flüssigkeitsfilter 1 mit der Ventileinheit 2 aus Figur 7 in einer zweiten Öffnungsstufe. Diese zweite Öffnungsstufe stellt sich ein, wenn ausgehend von dem in Figur 7 gezeigten Zustand der Flüssigkeitsdruck noch weiter ansteigt. Dieser noch weiter ansteigende Flüssigkeitsdruck sorgt dafür, daß, wie in Figur 8 gezeigt, der erste Ventilkörper 3 0 gegen die Rückstellkraft der ersten Vorbelastungsfeder 51 noch weiter nach unten verschoben wird. In dieser noch weitere nach unten verschobenen Stellung gelangt der erste Ventilkörper 3 0 mit dem Bereich seines größeren Durchmessers,.&mgr;&eegr;&agr;.,&tgr;&eegr;&idigr;,&sfgr; s.eine.r e,rs.ten, Di.qhtf.lache 32 aus dem

Inneren des hülsenförmigen Abschnitts 21' des Ringteils 21 heraus. Auf diese Weise wird nun auch zwischen dem Innenumfang des Ringteils 21 und dem Außenumfang des ersten Ventilkörpers 3 0 ein größerer Durchlaßquerschnitt für die Flüssigkeit freigegeben, so daß nun ein maximaler Strömungsquerschnitt für das Absteuern zur Verfügung steht.

Wie ein Vergleich der Figuren 5 und 6 auf der einen Seite und der Figuren 7 und 8 auf der anderen Seite veranschaulicht, besteht je nach Ausgestaltung der Einzelteile der Ventileinheit 2 die Möglichkeit, beim Absteuern eines Flüssigkeitsüberdrucks entweder zunächst den äußeren Ringspalt und dann das hohle Innere 31 des ersten Ventilkörpers 30 als Durchlaßquerschnitt zur Verfügung zu stellen oder alternativ zunächst den Durchlaßquerschnitt durch das hohle Innere des ersten Ventilkörpers 3 0 und anschließend den Ringspalt zwischen dem Ringteil 21 und dem ersten Ventilkörper 30 für die Absteuerung freizugeben. Hiermit läßt sich wahlweise eine degressive oder progressive Charakteristik der Ventileinheit 2 im Hinblick auf das Verhalten beim Absteuern eines Flüssigkeit süberdrucks einstellen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Ventileinheit 2 so auszugestalten, daß beide Durchlaßquerschnitte gleichzeitig geöffnet werden. Auf diese Weise kann sehr schnell ein großer Gesamtdurchlaßquerschnitt für das Absteuern zur Verfügung gestellt werden.

Claims

1. Flüssigkeitsfilter (1) mit einem Gehäuse (10), mit einem auswechselbaren Filtereinsatz (11), mit je einem Zulaufkanal für zu filternde und Ablaufkanal für gefilterte Flüssigkeit, mit einem aus dem Gehäuse (10) in einen drucklosen Bereich führenden Ablaßkanal (14)und mit einem Ablaßventil, das bei einem Entfernen des Filtereinsatzes (11) aus dem Filtergehäuse (10) den Ablaßkanal (14) öffnet, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablaßventil und ein Absteuerventil, das bei Überschreiten eines Druckgrenzwerts der Flüssigkeit im Filtergehäuse (10) öffnet, zu einer gemeinsamen, in den Ablaßkanal (14) eingesetzten Ventileinheit (2) zusammengefaßt sind.

2. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (2) ein Ventilgehäuse (20) umfaßt, das in den Ablaßkanal (14) eingesetzt ist und das einen ersten Ventilsitz (23) aufweist, daß im Ventilgehäuse (20) ein erster Ventilkörper (30) axial verschiebbar geführt ist, der eine mit dem ersten Ventilsitz (23) zusammenwirkende erste Dichtfläche (32) zur Bildung des Absteuerventils aufweist, daß der erste Ventilkörper (30) einen zweiten Ventilsitz (34) aufweist und daß die Ventileinheit (2) einen zweiten axial verschiebbar geführten. Ventilkörpern (40) umfaßt der eine mit dem zweiten Ventilsitz *34) zusammenwirkende zweite zusammenwirkende zweite Dichtfläche (43) zur Bildung des Ablaßventils aufweist.

3. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (20) einen den ersten Ventilsitz (23) aufweisenden und eine Verbindung zu einer Wandung des Ablaßkanals (14) bildenden Ringteil (21) und einen den ersten Ventilkörper (30) führenden Käfigteil (25) umfaßt.

4. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilkörper (30) eine hohlzylindrische Grundform hat und in Schließrichtung durch eine erste Vorbelastungsfeder (51) belastet ist, die mit ihrem vom ersten Ventilkörper (30) abgewandten Ende am Ventilgehäuse (20) abgestützt ist.

5. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ventilsitz (23) radial innen am Ringteil (21) und die erste Dichtfläche (32) radial außen am ersten Ventilkörper (30) angeordnet ist und daß der zweite Ventilsitz (34) radial innen von der ersten Dichtfläche (32) am ersten Ventilkörper (30) angeordnet ist.

6. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilkörper (40) in dem ersten Ventilkörper (30) geführt ist und durch eine zweite Vorbelastungsfeder (52) in Öffnungsrichtung vorbelastet ist, deren Kraft kleiner ist als die Kraft der ersten Vorbelastungsfeder (51) und die mit ihrem einen Ende auf dem Ringteil (21) des Ventilgehäuses (20) und mit ihrem anderen Ende am zweiten Ventilkörper (40) abgestützt ist.

7. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zweiten Ventilkörper (40) an dessen zum Filtereinsatz (11) weisenden Seite ein Toleranzausgleichskörper (41) verschiebbar geführt und in Richtung zum Filtereinsatz (11) mit einer dritten Vorbelastungsfeder (53) vorbelastet ist, wobei die Kraft dieser dritten Vorbelastungsfeder (53) größer ist als die Kraft der zweiten Vorbelastungsfeder (52) und kleiner ist als die Kraft der ersten Vorbelastungsfeder (51).

8. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im vollständig in das Filtergehäuse (10) eingesetzten Zustand des Filtereinsatzes (11) der Toleranzausgleichskörper (41) an einer der Ventileinheit (2) zugewandten Stirnseite (11') des Filtereinsatzes (11) anliegt.

9. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im vollständig in das Filtergehäuse (10) eingesetzten Zustand des Filtereinsatzes (11) der zweite Ventilkörper (40) oder sein Toleranzausgleichskörper (41) im Abstand von einer der Ventileinheit (2) zugewandten Stirnseite (11') des Filtereinsatzes (11) liegt.

10. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilkörper (40) einen durch den ersten Ventilkörper (30) verlaufenden Führungsfortsatz (45) aufweist, der an seinem freien Ende mit flexiblen Sperrarmen (46) versehen ist, die nach dem Einführen in den ersten Ventilkörper (30) ausfedern und ein Rückziehen des zweiten Ventilkörpers (40) über einen vorgegebenen Weg hinaus unterbinden.

11. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsfortsatz (45) die Form eines dünnen Stabes hat und konzentrisch durch das hohle Innere (31) des ersten Ventilkörpers (30) verläuft und daß der erste Ventilkörper (30) in seinem vom ersten Ventilsitz (23) entfernten Bereich mit mehreren in Axialrichtung verlaufenden länglichen Durchbrechungen oder Schlitzen (36) ausgebildet ist, in denen die ausgefederten Sperrarme (46) in Öffnungsrichtung des zweiten Ventilkörpers axial begrenzt beweglich geführt sind.

12. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ventilkörper (40) radial außerhalb der zweiten Dichtfläche (43) umlaufend mehrere Stützfüße (44) aufweist, die bei geschlossenen Ventilen der Ventileinheit (2) im Abstand vor einer Stützfläche (24) des Ventilgehäuses (20) liegen.

13. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringteil (21) des Ventilgehäuses (20) in Fortsetzung des ersten Ventilsitzes (23) einen den ersten Ventilkörper (30) nur mit Bewegungsspiel umgebenden hülsenförmigen Abschnitt (21') aufweist.

14. Flüssigkeitsfilter nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (2) in Ausführungen mit unterschiedlich langen Stützfüßen (44) und/oder mit unterschiedlich langem hülsenförmigen Abschnitt (21') des Ringteils (21') herstellbar ist.

15. Flüssigkeitsfilter nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinheit (2), bestehend aus dem Ventilgehäuse (20), dem ersten Ventilkörper (30), dem zweiten Ventilkörper (40), der ersten und zweiten Vorbelastungsfeder (51, 52) und gegebenenfalls dem Toleranzausgleichskörper (41) und der dritten Vorbelastungsfeder (53) eine vormontierte Baueinheit bildet, die komplett in den Ablaßkanal (14) einführbar und in diesem festlegbar ist.