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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeitsfilter mit automatischer Entleerung für Brennkraftmaschinen.
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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.
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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.
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Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In den Zeichnungen
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ist 1 ein vertikaler Schnitt durch einen Flüssigkeitsfilter gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in Betriebsstellung;
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ist 2 ein Querschnitt gemäß der Linie II-II der 1;
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ist 3 eine perspektivische Darstellung des Verschlussorgans des Filters der 1 und 2;
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ist 4 eine Detailansicht aus der 1;
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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;
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sind 7 und 8 jeweils Ansichten ähnlich den 1 und 4, und zwar in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und
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sind 9 bis 12 jeweils Ansichten ähnlich den 1 bis 4, und zwar für eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
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In den einzelnen Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen angegeben.
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Die 1 und 2 stellen einen Flüssigkeitsfilter für Brennkraftmaschine dar, welcher insbesondere einen Ölfilter bilden kann.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Im Übrigen weist der Filter ferner ein Verschlussorgan 21 auf, welches vorteilhafterweise aus Kunststoff geformt ist, wie in 3 gut ersichtlich ist.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das Verschlussorgan wird anschließend dadurch in offener Stellung gehalten, dass die flexiblen Finger 30 sich auf den Ansatz 27 abstützen.
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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.
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Im Laufe dieser Bewegung weichen die flexiblen Finger 30 des Verschlussorgans elastisch, wenn sie am starren Ansatz 27 vorbeistreifen.
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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.
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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.
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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.
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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.
