DE202007012691U1

DE202007012691U1 - Wechselfilter

Info

Publication number: DE202007012691U1
Application number: DE202007012691U
Authority: DE
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2017-09-12
Also published as: WO2009033921A1; CN101801493B; CN101801493A; EP2190551A1; US20100193417A1

Abstract

Wechselfilter (10), insbesondere für Schmieröl einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Filterelement (13) und ein Gehäuse (11, 12), wobei das Gehäuse (11, 12) über einen Einlass (20) und einen Auslass (21) verfügt, und der Einlass (20) durch das Filterelement (13) von dem Auslass (21) getrennt ist, wobei das Gehäuse (11, 12) über einen Topf (11) und einen Deckel (12) verfügt, welche unlösbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die unlösbare Verbindung durch einen Formbördel gebildet ist, bei welchem eine obere Randzone (14) des Topfes (11) an Konturen (16, 17, 18) des Deckels (12) angepresst ist und eine Dichtung (37) an dem Deckel (12) und an der oberen Randzone (14) des Topfes (11) anliegt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Wechselfilter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Stand der Technik
Es sind Wechselfilter bekannt, welche über ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Filterelement verfügen. Das Filterelement trennt einen Einlass dichtend von einem Auslass. Das Gehäuse besteht aus einem tiefgezogenen Blechtopf, einem Deckel und einem mit dem Deckel verbundenen Dichtungshalter. Der Dichtungshalter ist derart auf dem Deckel angeordnet, dass der Deckel durch eine Verbördelung des Dichtungshalters mit dem Topfrand fixiert ist. Hierbei ist der Dichtungshalter flüssigkeitsdicht mit dem Topf verbördelt. Zur Erzeugung einer flüssigkeitsdichten Verbördelung zwischen dem Dichtungshalter und dem Topf ist eine gesonderte Dichtung erforderlich. Der Deckel selbst ist zwischen dem Dichtungshalter und dem Topf verspannt, so dass der Deckel keine Relativbewegungen zu dem Topf oder dem Dichtungshalter ausführen kann. Derartige Wechselfilter sind z. B. aus der DE 102 04 505 bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wechselfilter zu schaffen, welcher einfach und kostengünstig herstellbar ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Offenbarung der Erfindung
Der erfindungsgemäße Wechselfilter dient insbesondere der Reinigung von Schmieröl einer Brennkraftmaschine. Selbstverständlich können auch andere Flüssigkeiten, wie z. B. Kraftstoffe, Emulsionen oder Wasser, mit dem erfindungsgemäßen Wechselfilter gereinigt werden. Der Wechselfilter verfügt über ein Gehäuse mit einem Einlass und einem Auslass, wobei der Einlass durch ein Filterelement von dem Auslass getrennt ist. Das Filterelement verfügt über ein Filtermedium, welches zickzackförmig gefaltet und ringförmig geschlossen sein kann. Derartige Filtermedien bestehen z. B. aus synthetischen Faservliesen, Zellulose oder aus Gemischen davon. Das Gehäuse verfügt über einen Topf und einen Deckel, wobei der Deckel über eine außen umlaufende Kontur verfügt, an welche eine obere Randzone eines Topfes angebördelt ist. Hierbei besteht der Topf aus einem dünnen Metallblech, welches mechanisch umformbar ist. Die außen umlaufende Kontur des Deckels ist in Form eines umlaufenden Ringes ausgebildet. Die obere Randzone des Topfes umschließt die Außenkontur des Deckels an mindestens zwei Flächen. Eine dieser Flächen ist die Umfangsfläche, und die andere Fläche ist die Stirnseite des Ringes. Durch diese Ausgestaltung ist ein Formbördel gebildet, welcher den Deckel direkt mit dem Topf verbindet. Somit werden eine einfache Montage und gleichzeitig eine Teilereduktion erreicht.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung umschließt die obere Randzone weitere Flächen des Deckels, insbesondere die Innenfläche des Ringes, wodurch der Deckel an drei aneinander anschließende Seiten umgeben. Um eine axiale Sicherung des Deckels in dem Topf zu erreichen, kann es vorteilhaft sein, wenn der Deckel an seiner unteren Stirnseite teilweise von der Randzone des Topfes abgestützt ist. Somit ist der Deckel an vier Flächen von dem Topf umgeben und eine Relativbewegung zwischen dem Deckel und dem Topf verhindert.
Alternativ oder zusätzlich zu einer vierseitigen Verbindung zwischen Topf und Deckel können spezielle Absätze oder Stege vorgesehen sein, welche einen Formschluss zwischen den Bauteilen bilden. Somit kann über den Topf ein Montage- bzw. Demontagedrehmoment auf den Deckel übertragen werden, ohne dass eine Relativbewegung zwischen Deckel und Topf entstehen kann.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Deckel ein Dichtungshalter angeordnet. Der Dichtungshalter bildet gemeinsam mit der Kontur des Deckels eine Dichtungsaufnahme. Hierbei bildet die Kontur des Deckels die äußere Begrenzung für die Dichtung, und der Dichtungshalter bildet die innere Begrenzung für die Dichtung. Der Dichtungshalter, welcher insbesondere aus einem Metallblech besteht, kann mit dem Deckel verklebt, verschweißt, verschraubt oder vernietet sein. Vorteilhafterweise ist der Dichtungshalter mit dem Deckel punktverschweißt. Da keine besonderen Anforderungen an die Verbindung zwischen dem Dichtungshalter und dem Deckel gestellt werden, muss keine flüssigkeitsdichte Verbindung erzeugt sein, und somit kann dieses kostengünstige und einfach herstellbare Verbindungsverfahren zur Verbindung des Dichtungshalters mit dem Deckel verwendet werden.
Bei einer alternativen Ausgestaltung ist der Deckel derart ausgebildet, dass eine Dichtungsaufnahme in Form einer Ringnut gebildet ist. Hierzu weist der Deckel einen ringförmigen Absatz auf, welcher innerhalb der außen umlaufenden Kontur des Deckels angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung können zusätzliche Bauteile sowie zusätzliche Montagearbeitsgänge zur Bildung der Dichtungsaufnahme entfallen.
Gemäß einer weiteren Ausbildung des Wechselfilters ist zwischen dem Filterelement und dem Einlass ein Rücklaufsperrventil angeordnet. Durch das Rücklaufsperrventil wird verhindert, dass in montiertem Zustand des Wechselfilters Flüssigkeiten aus dem Inneren des Topfes austreten können. Das Rücklaufsperrventil verfügt hierzu über eine elastische Lippe, welche sich dichtend an den Deckel anschmiegt und so das Innere des Topfes von den im Deckel angeordneten Einlassöffnungen trennt.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet das Rücklaufsperrventil eine Dichtung zwischen dem Filterelement und dem Deckel, wodurch eine zusätzliche Abdichtung zwischen dem Filterelement und dem Deckel entfallen kann. Bei einer besonderen Ausführung ist das Rücklaufsperrventil zwischen dem Mittelrohr einer Hülse oder einem Zusatzteil und dem Deckel eingelegt und bildet so eine radiale Abdichtung. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn der Deckel über einen angeformten Ringkragen verfügt, an welchem sich ein Bund des Mittelrohres abstützen kann. Alternativ kann auch die Endscheibe des Filterelementes über einen Bund verfügen, welcher sich an dem Ringkragen des Deckels abstützt. Das Rücklaufsperrventil ist dann zwischen dem Bund der Endscheibe bzw. des Mittelrohres oder dem Zusatzteil und dem Deckel angeordnet und zentriert so das Filterelement in dem Gehäuse, so dass zusätzliche Zentrierungsmittel entfallen können. Die axiale Abstützung des Filterelementes erfolgt über das Element selbst, das sich an einer Topfkontur oder eine Stützkontur am Umgehungsventil abstützt. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn das Rücklaufsperrventil aus einem elastomeren Material besteht, welches an das Mittelrohr des Filterelementes anvulkanisiert ist. Somit ist eine unlösbare flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Rücklaufsperrventil und dem Filterelement gebildet.
Bei einer besonderen Ausgestaltung des Wechselfilters verfügt das Filterelement über Endscheiben, welche an den Stirnseiten des gefalteten Filtermediums angeordnet sind. Diese Endscheiben bestehen vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, wobei das Mittelrohr bzw. Stützrohr für das Filtermedium direkt an die Endscheibe angeformt ist. Somit übernimmt ein Bauteil mehrere Funktionen, wodurch die Montage verein facht ist. Es besteht auch die Möglichkeit, die Endscheiben aus Metall herzustellen. Diese können einen Kragen aufweisen. Auch das Mittelrohr kann aus Metall hergestellt werden und ist fliegend zwischen den beiden Endscheiben gelagert. Ferner kann das oben erwähnte Zusatzteil aus Metall oder Kunststoff hergestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beschrieben. Hierbei zeigt:
1 einen Wechselfilter in perspektivischer Ansicht im Teilschnitt,
2 einen Schnitt durch den Deckel gemäß 1 und
3 einen Schnitt durch einen alternativ ausgestalteten Wechselfilter,
4 eine alternative Ausgestaltung des Wechselfilters im Halbschnitt und
5 die Detailansicht eines Deckels in einer weiteren Variante.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In 1 ist ein Wechselfilter 10 in perspektivischer Ansicht im Teilschnitt dargestellt. Der Wechselfilter 10 verfügt über einen Topf 11, einen Deckel 12 und ein Filterelement 13. Der Topf 11 ist in seinem oberen Randbereich 14 mit dem Deckel 12 verbördelt. Bei der Verbördelung wird ausschließlich der obere Randbereich 14 des Topfes 11 verformt. Der Deckel 12 wird bei der Verbördelung nicht nennenswert verformt. Um eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Deckel 12 und dem Topf 11 zu er reichen, verfügt der Deckel 12 über eine Kontur, welche als umlaufender Ring 15 ausgebildet ist. Der Ring 15 ist an seiner äußeren Mantelfläche 16, seiner oberen Stirnseite 17 und seiner inneren Ringfläche 18 von dem oberen Randbereich 14 des Topfes 11 umgeben. Zusätzlich zu diesen umschlossenen Flächen liegt ein Teil des Topfes 11 an einer unteren Stirnseite 19 des Deckels 12 an. Durch die Anlage des Deckels 12 an der unteren Stirnseite 19 wird ein Hineinfallen des Deckels in den Topf verhindert. Der Deckel 12 verfügt über mehrere am Umfang verteilt angeordnete Einlassöffnungen 20, welche oval ausgestaltet sind. Weiterhin verfügt der Deckel 12 über einen zentral angeordneten Auslass 21. Das Filterelement 13 verfügt über ein zickzackförmig gefaltetes Filtermedium 22, welches an seiner oberen Stirnseite mit einer Endscheibe 23 verbunden ist. An seiner unteren Stirnseite verfügt das Filtermedium 22 über eine weitere Endscheibe 24. Die untere Endscheibe 24 ist einstückig mit einem Stützrohr 25 ausgebildet. Das Stützrohr 25 ist für die zu reinigende Flüssigkeit durchlässig, wobei es keinen nennenswerten Druckverlust erzeugt. Im unteren Bereich des Stützrohres 25 ist ein Umgehungsventil 26 angeordnet. Das Umgehungsventil 26 ist durch einen zylindrischen Bereich 27 in dem Stützrohr 25 gebildet, wobei in dem zylindrischen Bereich 27 Durchtrittsöffnungen 28 vorgesehen sind. Die Durchtrittsöffnungen 28 sind von einem elastischen Schlauchstück 29 verschlossen. Wenn der Druck auf der Rohseite des Filterelementes 13 zu groß wird, wird das Schlauchstück 29 von den Durchtrittsöffnungen 28 abgehoben, und die zu reinigende Flüssigkeit kann ungefiltert auf die im Inneren des Filterelementes 13 angeordnete Reinseite treten. Im Bereich der oberen Endscheibe 23 verfügt das Stützrohr 25 über einen ringförmigen Anschlag 30, an welchem sich der nach innen gekröpfte Auslass 21 abstützt. Oberhalb des Anschlages 30 ist eine Rücklaufsperrmembran 31 anvulkanisiert. Die Rücklaufsperrmembran 31 bildet eine innere Dichtfläche 32 und eine Dichtlippe 33. Durch die Dichtfläche 32 wird eine dichtende Verbindung zwischen dem Deckel 12 und dem Filterelement 13 erzeugt. Die Dichtlippe 33 legt sich ringförmig an den Deckel 12 an, so dass im nichtdurchströmten Zustand des Wechselfilters keine Flüssigkeit aus dem Inneren austreten kann. Dies ist besonders beim Austauschen des Wechselfilters 10 vorteilhaft, da keine Flüssigkeit verschüttet wird. Der Deckel 12 verfügt über einen Dichtungshalter 34, welcher im Punktschweißverfahren auf dem Deckel 12 fixiert ist. Der Dichtungshalter 34 ist durch ein dünnes Blech mit einer Befestigungsfläche 35 und einer Stützfläche 36 gebildet. An der Befestigungsfläche 35 sind die Punktschweißverbindungen erzeugt. Die Stützfläche 36 bildet gemeinsam mit der inneren Ringfläche 18 eine Aufnahme für eine Dichtung 37.
In 2 ist der Deckel 12 gemäß 1 im Schnitt dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Deckel 12 ist als urgeformtes Blechteil ausgebildet, wobei der Auslass 21 tiefgezogen ist. Die Einlassöffnungen 20 sind durch Ausstanzen einfach herstellbar.
In 3 ist der Wechselfilter 10 gemäß 1 in einer alternativen Ausgestaltung dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Ausführung ist die untere Endscheibe 24 gesondert von dem Stützrohr 25 ausgeführt. Das Umgehungsventil 26 ist direkt an die untere Endscheibe 24 angeformt. Das Stützrohr 25 liegt mit seinen Rippen 38 auf dem höchsten Bereich des Umgehungsventils 26 auf. Die Rippen 38 sind analog zu dem in 1 dargestellten Stützrohr 25 als sich kreuzende Rippen 38 ausgeführt. Im oberen Bereich des Filterelementes 13 ist die obere Endscheibe 23 derart ausgeführt, dass die Dichtfläche 32 der Rücklaufsperrmembran 31 radial umlaufend abgestützt ist. Somit ist die Dichtfläche 32 zwischen dem Auslass 21 und einem Teilbereich der oberen Endscheibe 23 dichtend verpresst. Das Stützrohr 25 kontaktiert die Unterseite der oberen Endscheibe 23 und die Stirnseite des Deckels 12, wodurch die axiale Position in dem Topf 11 definiert ist.
In 4 ist ein Wechselfilter 10 gemäß 1 in einer weiteren alternativen Ausführung dargestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu den vorangehenden Figuren ist der Deckel 12 derart ausgebildet, dass zwischen der inneren Ringfläche 18 und einem Wulst 39 eine Dichtungsaufnahme 40 gebildet ist. In diese ein stückig durch Geometrien des Deckels 12 gebildete Dichtungsaufnahme 40 ist die Dichtung 37 eingelegt. Der Wulst 39 ist durch einen Umformvorgang des Deckels 12 in Form einer Welle gebildet. Der Auslass 21 ist als Ringkragen, welcher in das Innere des Topfes 11 ragt, ausgebildet. Hierbei ist im Inneren des Ringkragens ein Innengewinde 41 zur Befestigung des Wechselfilters 10 an einem Anschlussstück vorgesehen. Das Innengewinde 41 kann selbstverständlich auch an dem Deckel 12 der vorangehenden Figuren angebracht werden.
Weiterhin unterscheidet sich der in 4 dargestellte Wechselfilter 10 von den vorangehenden Figuren dadurch, dass die Endscheiben 23, 24 kreisringförmig ausgebildet sind, wobei in die obere Endscheibe 23 ein Halter 42 für die Rücklaufsperrmembran 31 dichtend eingesteckt ist. Hierzu verfügt der Halter 42 über einen Bund 43, auf welchem die Rücklaufsperrmembran 31 aufgesteckt ist. Weiterhin weist der Halter 42 einen Einsteckrand 44 auf, welcher dichtend an der Endscheibe 23 anliegt. Zur Vermeidung, dass der Halter 42 in das Innere des Filterelementes 13 rutscht, sind Abstützelemente 45 vorgesehen, welche am Umfang des Halters 42 verteilt angeordnet sind. Der Wechselfilter 10 gemäß 4 weist weiterhin ein alternativ ausgestaltetes Umgehungsventil 26' auf. Das Umgehungsventil 26' verfügt über ein Ventilgehäuse 46, welches über einen Einsteckbund 50 dichtend in die untere Endscheibe 24 eingeschoben ist. Weiterhin verfügt das Ventilgehäuse über einen Zylinderbereich 51, wel cher in das Innere des Filterelementes 13 ragt. An dem Innenende des Zylinderbereichs 51 ist ein Ventilsitz 52 angeformt, welcher einerseits die Korrespondenzfläche zu einem Ventilteller 53 und andererseits eine Abstützfläche für eine Feder 54 bildet. Der Ventilteller 53 ist mit drei Ventilfüßen 55 (aufgrund der Schnittdarstellung ist nur ein Fuß vollständig erkennbar) an der Feder 54 fixiert, so dass der Ventilteller 53 bei einem zu großen Druck auf der Rohseite des Filterelementes 13 von dem Ventilsitz 52 abhebt. Damit das Umgehungsventil 26' nicht in das Innere des Filterelementes 13 gleitet, sind Abstützelemente 45 am Umfang verteilt angeordnet. Weiterhin sind zur axialen Positionierung des Umgehungsventils 26' bzw. des Filterelementes 13 Stützfüße 56 vorgesehen, welche sich am Topfboden abstützen.
5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht den Deckel 12 ohne weitere Zusatzbauteile. Zur Vermeidung des Durchdrehens des Topfes 11, der mit seiner Bördelung den Deckel umgreift, sind am Deckel 12 gleichmäßig am Umfang verteilt Haltenasen 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 angeordnet. Es handelt sich hierbei um Einprägungen, die dazu führen, dass nach dem Umbördeln des Topfes 11 dieser im Bereich seines Kragens formschlüssig mit den Haltenasen umschlossen wird. Damit kann ein hohes Drehmoment vom Topf auf den Deckel übertragen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10204505 [0002]

Claims

Wechselfilter (10), insbesondere für Schmieröl einer Brennkraftmaschine, aufweisend ein Filterelement (13) und ein Gehäuse (11, 12), wobei das Gehäuse (11, 12) über einen Einlass (20) und einen Auslass (21) verfügt, und der Einlass (20) durch das Filterelement (13) von dem Auslass (21) getrennt ist, wobei das Gehäuse (11, 12) über einen Topf (11) und einen Deckel (12) verfügt, welche unlösbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die unlösbare Verbindung durch einen Formbördel gebildet ist, bei welchem eine obere Randzone (14) des Topfes (11) an Konturen (16, 17, 18) des Deckels (12) angepresst ist und eine Dichtung (37) an dem Deckel (12) und an der oberen Randzone (14) des Topfes (11) anliegt.
Wechselfilter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (37) zwischen einer an der Brennkraftmaschine angeordneten Aufnahmeplatte (68) und dem Deckel (12) verpresst ist.
Wechselfilter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12) einen ringförmigen Absatz aufweist, welcher mit einer Außenkontur eine Dichtungsaufnahme (40) bildet.
Wechselfilter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckel ein Dichtungshalter (34) angeordnet ist, welcher gemeinsam mit der Kontur (16, 17, 18) des Deckels (12) eine Dichtungsaufnahme bildet.
Wechselfilter (10) nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungshalter (34) mit dem Deckel (12) insbesondere punktverschweißt, ringverschweißt, verklebt oder getoxt ist.
Wechselfilter (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Deckel eine Stützkontur (18a) in Form eines umlaufenden Ringwulstes vorgesehen ist, die eine Begrenzung und Abstützung für die Dichtung (37) bildet.
Wechselfilter (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (37) gleichzeitig die Umbördelung des Topfes (12) und die Abdichtung zwischen Aufnahmeplatte (68) und Deckel (12) bildet.
Wechselfilter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (13) über ein Umgehungsventil (26) verfügt, welches als Schlauchventil (26) ausgebildet ist.
Wechselfilter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Filterelement (13) und dem Einlass (20) ein Rücklaufsperrventil (31) angeordnet ist.
Wechselfilter (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (13) durch das Rücklaufsperrventil (31) dichtend mit dem Deckel (12) verbunden ist.
Wechselfilter (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Stutzen (69) des Deckels (12) das Rücklaufsperrventil (31) durch ein Zusatzelement (42) an der Endscheibe oder dem Mittelrohr angeordnet ist.
Wechselfilter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (13) über ein zickzackförmig gefaltetes und ringförmig geschlossenes Filtermedium (22) verfügt, wobei an den Stirnseiten Endscheiben (23, 24) angeordnet sind.
Wechselfilter (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Endscheiben (23, 24) aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht.
Wechselfilter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützrohr (25), insbesondere aus thermoplastischem Kunststoff, an die Endscheibe (23, 24) direkt angeformt ist.