-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitsfilter mit automatischer
Entleerung für Brennkraftmaschinen.
-
Genauer
gesagt betrifft die Erfindung einen Flüssigkeitsfilter für eine Brennkraftmaschine
mit:
- – einem
Aufnehmer mit einer Mittelachse;
- – einem
Deckel, welcher am Aufnehmer befestigt werden und dabei mit diesem
eine geschlossene Filterkammer begrenzen kann;
- – einem
mit der Filterkammer verbundenen Flüssigkeitseinlass;
- – einem
mit der Filterkammer verbundenen Flüssigkeitsauslass;
- – einem
abnehmbaren Filterelement, das abgedichtet zwischen Flüssigkeitseinlass
und Flüssigkeitsauslass
angeordnet ist, wobei dieses Filterelement auf die Mittelachse des
Aufnehmers zentriert ist und einen zentralen Schacht aufweist, welcher
mit dem Flüssigkeitsauslass
verbunden ist;
- – einem
Entleerungskanal, welcher im Aufnehmer gebildet ist und sich nach
unten nach der Mittelachse erstreckt; und
- – einem
Verschlussorgan, welches auf der Mittelachse des Aufnehmers angeordnet
ist und in den zentralen Schacht des Filterelements greift, wobei dieses
Verschlussorgan in den Entleerungskanal eindringen und dabei diesen
Kanal verschließen kann,
wenn der Deckel mit dem Filtereinsatz in der Filterkammer geschlossen
ist, wobei dieses Verschlussorgan derart mit dem Filtereinsatz zusammenwirkt, dass
der Entleerungskanal geöffnet
wird, wenn der genannte Filtereinsatz aus der Filterkammer entnommen
wird.
-
In
der DE-A-34 09219 ist ein derartiger Flüssigkeitsfilter beschrieben,
bei dem nachteilig ist, dass er einen aufwändigen und kostspieligen Filtereinsatz aufweist.
Aufgrund der Länge
des mit dem Filtereinsatz verbundenen Verschlussorgans erfordert
zudem die Abnahme des Deckels und des Filtereinsatzes einen größeren Freiraum über dem
Aufnehmer, was unter Berücksichtigung
der Anordnung der unterschiedlichen Motorteile nicht immer möglich ist.
-
Der
vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde,
diese Nachteile zu beheben.
-
Hierzu
ist ein Flüssigkeitsfilter
der fraglichen Art erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan verschiebbar mit Leerlauf
in Bezug auf den Aufnehmer zwischen einer unteren Stellung, bei
der das genannte Verschlussorgan den Entleerungskanal verschließt, und
einer oberen Anschlagstellung, bei der das genannte Verschlussorgan
den Entleerungskanal öffnet
und dabei die Entleerung der Filterkammer ermöglicht, montiert ist,
dass
das Verschlussorgan abnehmbar in den zentralen Schacht gesteckt
ist und der Filtereinsatz durch Anschlagen mit dem Verschlussorgan
zusammenwirkt, um diesen Verschlussorgan in der unteren Stellung
zu halten, wenn der Deckel geschlossen ist und der Filtereinsatz
sich in der Filterkammer befindet, und
dass der Filter zudem
Mittel zum Lösen
enthält,
um das Verschlussorgan in die obere Stellung anzuheben, wenn der
Filtereinsatz aus der Filterkammer entnommen wird.
-
Aufgrund
dieser Maßnahmen
bleibt das Verschlussorgan dauerhaft im Aufnehmer und ist somit wiederbenutzbar.
Die Funktion des automatischen Entleerens der Filterkammer bei Abnahme
des Filtereinsatzes wird realisiert, ohne dass die Struktur des austauschbaren
Filtereinsatzes aufwändiger
gestaltet werden muss, wodurch der Filtereinsatz wenig kostspielig
ist.
-
Außerdem erfordert
die Abnahme des Deckels beim Austausch des Filtereinsatzes verhältnismäßig wenig
Freiraum über
dem Aufnehmer, da das Verschlussorgan im Aufnehmer befestigt bleibt,
statt mit dem Filtereinsatz fest verbunden zu sein.
-
Im Übrigen vereinfacht
die zentrale Stellung des Verschlussorgans die relative Positionierung
zwischen dem Filtereinsatz und dem genannten Verschlussorgan beim
Einbau eines neuen Filtereinsatzes. Wenn zudem der Deckel am Aufnehmer
verschraubt ist und dabei riskiert, den Filtereinsatz in einer Drehbewegung
mitzunehmen, vereinfacht die zentrale Stellung des Verschlussorgans
die Probleme in Zusammenhang mit relativen Bewegungen zwischen Verschlussorgan
und Filtereinsatz.
-
In
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung kann eventuell auf die eine und/oder auf die andere
der folgenden Maßnahmen
zurückgegriffen werden:
- – die
Mittel zum Lösen
enthalten eine Feder, die vom Aufnehmer getragen wird und das Verschlussorgan
nach oben belastet, wobei diese Feder geeignet ist, um das Verschlussorgan
in offener Stellung zu halten, während
der Filtereinsatz aus der Filterkammer entnommen wird;
- – die
Feder stützt
sich auf einem starren Ansatz ab, welcher am Aufnehmer befestigt
ist, wobei dieser Ansatz durch Anschlagen mit dem Verschlussorgan
zusammenwirkt, um die obere Anschlagstellung dieses Verschlussorgans
zu definieren;
- – die
Mittel zum Lösen
des Verschlussorgans enthalten eine Vorrichtung zur reversiblen
Befestigung, welche das Verschlussorgan mit dem Filtereinsatz durch
Stecken unter Reibung verbindet;
- – die
Vorrichtung zur reversiblen Befestigung ist eine Clipsvorrichtung;
- – die
Clipsvorrichtung weist mindestens zwei flexible Clipshaken auf,
welche in Bezug auf die Mittelachse radial nach außen gerichtet
sind und geeignet sind, um durch beiderseitiges Greifen mit mindestens
einer ringförmigen
Erhebung zusammenzuwirken, welche in einem im Filtereinsatz gebildeten
zentralen Schacht ausgebildet ist;
- – das
Verschlussorgan weist mindestens ein flexibles Organ auf, welches
sich nach außen
erstreckt und geeignet ist, um auf einem Element zu ruhen, welcher
einen mit dem Aufnehmer fest verbundenen Anschlag bildet, so dass
das Verschlussorgan in offener Stellung gehalten wird, während der
Filtereinsatz aus der Filterkammer entnommen wird, wobei dieses
flexible Organ geeignet ist, um beim Vorbeistreifen am einen Anschlag
bildenden Element elastisch zu weichen, wenn das Verschlussorgan
zwischen seiner oberen und seiner unteren Stellung beim Einbau oder beim
Ausbau des Filtereinsatzes bewegt wird;
- – das
Verschlussorgan weist mindestens zwei elastische Anschlagfinger
auf, welche sich nach oben jeweils bis zu einem freien Ende auseinander
spreizen, welches durch Anschlagen mit einem ringförmigen Ansatz
zusammenwirken, welcher mit dem Aufnehmer fest verbunden ist, um die
obere Anschlagstellung des Verschlussorgans zu definieren;
- – das
Verschlussorgan weist mindestens zwei elastische Finger auf, welche
sich nach unten jeweils bis zu einem freien Ende auseinander spreizen,
welches mit einem radial nach außen gerichteten Haken versehen
ist, wobei dieser Haken geeignet ist, um durch Anschlagen mit einem
ringförmigen
Ansatz zusammenwirken, welcher mit dem Aufnehmer fest verbunden
ist, um die obere Anschlagstellung des Verschlussorgans zu definieren;
- – die
elastischen Finger befinden sich unter dem Ansatz, wenn das Verschlussorgan
sich in seiner unteren Stellung befindet, wobei die genannten elastischen
Finger geeignet sind, um sich beim Kontakt mit dem genannten Ansatz
radial nach innen zu biegen, wenn das Verschlussorgan sich von seiner
unteren Stellung zu seiner oberen Anschlagstellung hin bewegt;
- – das
Verschlussorgan stellt sich in Form einer Stange dar, welche sich
zwischen einem unteren, einen Stopfen bildenden Ende, das geeignet
ist, um den Entleerungskanal zu verschließen, einerseits und einem oberen
Ende, das mit dem Filtereinsatz zusammenwirkt, andererseits erstreckt;
- – das
obere Ende des Verschlussorgans greift in einen zentralen Schacht,
welcher im Filtereinsatz gebildet ist, um den Austritt der filtrierten
Flüssigkeit
zu ermöglichen,
und das genannte Verschlussorgan ist durch eine mit dem Flüssigkeitsauslass
verbundene Leitung durchgeführt,
bevor es in den Entleerungskanal eindringt: die fragliche Leitung
wird daher gleichzeitig für
den Austritt der Flüssigkeit
im Normalbetrieb und für
die Entleerung der Filterkammer beim Austausch des Filtereinsatzes
ausgenutzt;
- – das
obere Ende des Verschlussorgans bildet einen rohrförmigen Abschnitt,
welcher abgedichtet zugleich in den zentralen Schacht und in die
mit dem Flüssigkeitsauslass
verbundene Leitung gesteckt ist, wobei dieser rohrförmige Abschnitt
einen Flüssigkeitsdurchgang
begrenzt, der den genannten zentralen Schacht mit der genannten
Leitung in Verbindung bringt;
- – die
Filterkammer ist teilweise von einem Boden begrenzt, welcher nach
unten bis zur mit dem Flüssigkeitsauslass
verbundenen Leitung zusammenläuft;
- – der
Deckel ist auf dem Aufnehmer durch eine Drehbewegung um die Mittelachse
verschraubt, wobei die Filterkammer und der Filtereinsatz jeweils
insgesamt die Form eines Rotationskreises aufweisen, welche auf
die genannte Mittelachse zentriert ist.
-
Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung dreier ihrer Ausführungsformen,
welche als nicht einschränkende
Beispiele angegeben werden, sowie aus den beigefügten Zeichnungen.
-
In
den Zeichnungen
-
– ist 1 ein
vertikaler Schnitt durch einen Flüssigkeitsfilter gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung in Betriebsstellung;
-
– ist 2 ein
Querschnitt gemäß der Linie II-II
der 1;
-
– ist 3 eine
perspektivische Darstellung des Verschlussorgans des Filters der 1 und 2;
-
– ist 4 eine
Detailansicht aus der 1;
-
– sind 5 und 6 jeweils
Ansichten ähnlich
den 1 und 4, welche den Aufnehmer des
Filters zeigen, wenn der Deckel und der Filtereinsatz entnommen
sind;
-
– sind 7 und 8 jeweils
Ansichten ähnlich
den 1 und 4, und zwar in einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung und
-
– sind 9 bis 12 jeweils
Ansichten ähnlich
den 1 bis 4, und zwar für eine dritte Ausführungsform
der Erfindung.
-
In
den einzelnen Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen
Bezugszeichen angegeben.
-
Die 1 und 2 stellen
einen Flüssigkeitsfilter
für Brennkraftmaschine
dar, welcher insbesondere einen Ölfilter
bilden kann.
-
Dieser
Flüssigkeitsfilter
weist einen Aufnehmer 2 auf, welcher eine auf eine weitestgehend
vertikale Achse Z zentrierte rotationszylindrische Wanne bildet,
wobei diese Wanne
- – eine ringförmige Seitenwand 3 mit
einem Innengewinde 4 und
- – einem
Boden 5 aufweist, welcher nach unten durch einen rohrförmigen unteren
Fortsatz 6 verlängert
ist, welcher innenseitig eine Flüssigkeitsleitung 7 begrenzt,
wobei der Boden 5 ebenfalls nach oben innerhalb der Wanne 2 durch
einen rohrförmigen
Stutzen 8 verlängert
ist, welcher das obere Ende der Flüssigkeitsleitung 7 bildet.
-
Am
oberen offenen Ende der Seitenwand 3 ist ein Deckel 9 verschraubt,
welcher ein Gewinde 10 aufweist, welches komplementär zum Gewinde 4 der Wanne
ist.
-
Wenn
der Deckel 9 auf dem Aufnehmer 2 verschraubt ist
begrenzt er mit dieser Wanne eine geschlossene Filterkammer 11,
welche lediglich über
- – einen
Flüssigkeitseinlass 12 (2),
welcher im Boden 5 der Wanne in einer exzentrischen Stellung
in Bezug auf die Achse Z mündet
und von einer flexiblen, eine Rückschlagklappe
bildenden Membran 13 abgedeckt ist und
- – die
oben genannte Flüssigkeitsleitung 7,
welche seitlich in Richtung eines Flüssigkeitsauslasses 14 mündet und
im unteren Bereich mit einem Entleerungskanal 15 verbunden
ist,
nach außen
verbunden ist.
-
Im Übrigen enthält die Filterkammer 11 einen aus
Filterpapier o.a. hergestellten Filtereinsatz 16, welcher abgedichtet
auf den rohrförmigen
Stutzen 8 derart gesteckt ist, dass er zwischen dem Flüssigkeitseinlass 12 und
dem Flüssigkeitsauslass 14 angeordnet
ist.
-
Dieser
Filtereinsatz 16 ist vorteilhaft abnehmbar unter dem Deckel 9 befestigt
beispielsweise mittels Clipshaken 17, welche mit einem
mit dem Filtereinsatz fest verbundenen Bügel 18 zusammenwirken.
-
Dieser
Bügel 18 kann
beispielsweise zu einer Bypassklappe 19 gehören, deren
ringförmiger Körper 19a abgedichtet
in einen zentralen Schacht 20 greift, welcher innerhalb
des Filtereinsatzes 16 gebildet ist und geeignet ist, um
die filtrierte Flüssigkeit am
Ausgang des genannten Filtereinsatzes aufzufangen.
-
Im Übrigen weist
der Filter ferner ein Verschlussorgan 21 auf, welches vorteilhafterweise
aus Kunststoff geformt ist, wie in 3 gut ersichtlich
ist.
-
Dieses
Verschlussorgan 21 stellt sich in Form einer Stange mit
kreuzförmigem
Querschnitt dar, welche sich zwischen einem unteren, einen Stopfen
bildenden Ende, das geeignet ist, um den Entleerungskanal 15 zu
verschließen,
einerseits und einem ausgeweiteten oberen Ende, das einen ringförmigen Ring 23 bildet,
welcher im unteren Abschnitt des zentralen Schachts 20 des
Filtereinsatzes gesteckt ist, andererseits erstreckt, wobei dieser
Ring 23 unter einem unteren starren mit dem Filtereinsatz fest
verbundenen Ansatz 24 angeschlagen ist. Der Ansatz 24 des
Filtereinsatzes kann beispielsweise zu einer durchbrochenen Innenarmatur
gehören,
die zur Verstärkung
des Filtereinsatzes dient.
-
Ferner
weist das Verschlussorgan 23 in einer Zwischenstellung
zwischen seinen beiden Enden mindestens zwei elastische Anschlagsfinger 25 auf, welche
sich nach oben auseinander spreizen und ins Innere der Flüssigkeitsleitung 7 greifen.
-
Schließlich ist
eine Druckfeder 26 zwischen dem das obere Ende des Verschlussorgans 21 bildenden
Ring 23 und einem starren, metallischen o.a. Ansatz 27,
der bis zum Äußersten
in den rohrförmigen
Stutzen 8 des Aufnehmers gesteckt ist und auf einem Bund 28 dieses
Stutzens ruht und dabei ins Innere der Flüssigkeitsleitung 7 ragt
(siehe 4).
-
Mit
diesen Maßnahmen
verschiebt die Feder 26, wie in den 5 und 6 dargestellt,
beim Abschrauben des Deckels 9 bei gleichzeitiger Abnahme des
Filtereinsatzes 16 das Verschlussorgan 21 nach oben,
so dass der Stopfen 22, der das untere Ende des Verschlussorgans
bildet, den Entleerungskanal öffnet,
wodurch die in der Filterkammer 11 enthaltene Flüssigkeit
hieraus abgelassen werden kann.
-
Ferner
kommen die elastischen Finger 25 des Verschlussorgans im
Laufe der Bewegung zur Abnahme des Deckels 9 und des Filtereinsatzes 16 unter
dem starren Ansatz 27 zum Anschlag, so dass das Verschlussorgan 21 am
Aufnehmer 2 befestigt bleibt.
-
Wenn
nach der Entleerung des Ölkreislaufs des
Fahrzeugs ein neuer Filtereinsatz 16 wieder eingesetzt
wird, wird dieser Filtereinsatz auf den Ring 23 gesteckt
und bildet dabei das obere Ende des Verschlussorgans 21;
beim Verschrauben des Deckels 9 greift der Stopfen 22 des
Verschlussorgans wiederum in die Entleerungsleitung 15 und
verschließt
dabei diese.
-
Die
zweite, in den 7 und 8 dargestellte
Ausführungsform
der Erfindung ist ähnlich
der ersten oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung, so
dass sie nachfolgend nicht näher
erläutert wird.
-
Diese
zweite Ausführungsform
der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in
folgenden Punkten:
- – die Feder 26 fällt weg;
- – der
obere Abschnitt des Verschlussorgans 21 ist nach oben durch
mindestens zwei Clipshaken 29 verlängert, welche geeignet sind,
um reversibel mit dem Innenansatz 24 des Filtereinsatzes
in Eingriff zu gelangen, so dass das Verschlussorgan 21 an
den genannten Filtereinsatz angehängt wird;
- – das
Verschlussorgan 21 weist ferner mindestens zwei flexible
Finger 30 auf, die sich radial erstrecken und unter dem
Ansatz 27 angeordnet sind, wenn der Filter in Betriebsstellung
ist und
- – der
Entleerungskanal 15 weist einen unteren Anschlag auf, welcher
beispielsweise durch eine Verengung 31 gebildet ist.
-
In
dieser zweiten Ausführungsform
der Erfindung zieht man das Verschlussorgan 21 bei Abnahme
des Deckels 9 und des Filtereinsatzes 16 nach oben
dadurch, dass das Verschlussorgan an den Innenansatz 24 des
Filtereinsatzes angeclipst wird, wodurch die Entleerungsleitung 15 geöffnet wird.
-
Im
Laufe dieser Bewegung weichen die flexiblen Finger 30 des
Verschlussorgans elastisch, wenn sie am starren Ansatz 27 vorbeistreifen,
danach lösen
sich die Clipsfinger 29 vom Innenansatz 24 des
Filtereinsatzes, wenn die Anschlagsfinger 25 des Verschlussorgans
unter dem starren Ansatz 27 zum Anschlag kommen.
-
Das
Verschlussorgan wird anschließend
dadurch in offener Stellung gehalten, dass die flexiblen Finger 30 sich
auf den Ansatz 27 abstützen.
-
Beim
Wiedereinsetzen eines neuen Filtereinsatzes 16 in den Filter
clipsen sich die Clipsfinger 29 des Verschlussorgans an
den Innenansatz 24 dieses neuen Filtereinsatzes an und
der genannte Filtereinsatz drückt
das Verschlussorgan 21 nach unten zurück, bis der Stopfen 22 den
Entleerungskanal 15 erneut verschließt.
-
Im
Laufe dieser Bewegung weichen die flexiblen Finger 30 des
Verschlussorgans elastisch, wenn sie am starren Ansatz 27 vorbeistreifen.
-
Ferner
ist die Bewegung des Verschlussorgans 21 nach unten durch
die Verengung 31 des Entleerungskanals begrenzt, wodurch
das richtige Anclipsen der elastischen Finger 29 an den
Innenansatz 24 des Filtereinsatzes sichergestellt ist.
Es ist jedoch anzumerken, dass es eventuell möglich wäre, die untere Verengung 31 des
Entleerungskanals wegzulassen, unter der Voraussetzung, dass die
Clipshaken 29 derart ausgelegt sind, dass sie sich an den
Ansatz 24 des Filtereinsatzes mit einer relativ schwachen Kraft
anclipsen lassen und dass sie eine größere Kraft benötigen, um
sich von dem genannten Ansatz 24 zu lösen: dieses lässt sich
insbesondere dadurch erzielen, dass diese Haken mit einer oberen
rampenförmigen
Fläche
mit einer relativ geringen Neigung in Bezug auf die Mittelachse
Z und einer unteren rampenförmigen
Fläche
mit einer stärkeren
Neigung in Bezug auf die Mittelachse Z versehen werden.
-
Die
dritte, in den 9 bis 12 dargestellte
Ausführungsform
der Erfindung ist ähnlich
der ersten oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung, so
dass diese dritte Ausführungsform
nachfolgend nicht näher
erläutert
wird.
-
Diese
dritte Ausführungsform
der Erfindung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in
folgenden Punkten:
- – der Boden 5 des
Aufnehmers weist keinen rohrförmigen
Stutzen 8 auf, sondern im Gegenteil eine untere trichterförmige Fläche 5a,
die nach unten bis zur Leitung 7 zusammenläuft;
- – das
Einlassventil 13 ist nicht durch eine bloße flexible
Membran gebildet, sondern enthält
ein Ventilorgan 13a, welches in Richtung eines Ventilsitzes 13b mittels
einer Feder 13c belastet wird, die sich auf einen durchbrochenen
metallischen Träger 13d abstützt, der
am oberen Ende des Flüssigkeitseinlasses 12 gesteckt
ist;
- – der
obere Ring 23 des Verschlussorgans ist abgedichtet in den
unteren Flansch 16a des Filtereinsatzes 16 gesteckt,
welcher beispielsweise aus Kunststoff wie „hot melt" hergestellt ist: der untere Abschnitt
des Rings 23 ist vorteilhafterweise radial nach außen durch
einen Ansatz 23a verlängert,
welcher sich auf den unteren Flansch 16a des Filtereinsatzes
abstützt,
und der untere Flansch 16a ist nach oben durch einen axialen Rücksprung 16b verlängert, welcher
zwischen dem Ring 23 und der rohrförmigen durchbrochenen Innenarmatur 16d des
Filtereinsatzes angeordnet ist;
- – der
Ring 23 des Verschlussorgans ist nach unten durch einen
rohrförmigen
Abschnitt 32 bis zu einer unteren Dichtung 33 verlängert, welche
abgedichtet in der Leitung 7 gesteckt ist, wobei dieser
rohrförmige
Abschnitt 32 nicht abgedichtet an die Rippen 21a angeschlossen
wird, welche das kreuzförmige
Teil des Verschlussorgans 21 bilden, so dass der rohrförmige Abschnitt 32 einen Innendurchgang 34 begrenzt,
der den zentralen Schacht 20 des Filtereinsatzes mit der
Leitung 7 verbindet;
- – die
Feder 26 stützt
sich unter Anschlägen 35 im unteren
Teil des rohrförmigen
Abschnitts 32 ab;
- – die
elastischen Finger 25 des Verschlussorgans erstrecken sich
sich auseinander spreizend nach unten jeweils bis zu einem freien
Ende, das einen nach außen
gerichteten Haken 25a bildet;
- – der
Ansatz 27 greift in eine Kerbe 36, welche zwischen
einer der Rippen 21a des Verschlussorgans und dem entsprechenden
elastischen Finger 25 gebildet ist, wenn das Verschlussorgan 21 in unterer
Stellung ist;
- – der
Ansatz 27, welcher beispielsweise aus Kunststoff geformt
ist, weist vorteilhafterweise einen axialen, nach unten gerichteten
Kranz 27a auf, welcher geeignet ist, um gegen die Haken 25a der
elastischen Finger zum Anschlag zu kommen, wenn das Verschlussorgan 21 in
angehobener Stellung ist.
-
Die
Funktionsweise der dritten Ausführungsform ähnelt der
Funktionsweise der ersten Ausführungsform,
außer
dass das Anheben des Verschlussorgans 21 ein Biegen der
elastischen Finger 25 nach innen nach sich zieht, wenn
diese den Ansatz 27 streifen.