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Hintergrund der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich generell auf Fluidfilter und speziell, jedoch
nicht ausschließlich,
auf kompakt gebaute Fluidfilter mit minimalen Fluidflussbeschränkungen.
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Wenn
auch über
die Jahre Fluidfilter buchstäblich
nach hunderten verschiedener Konzepte konstruiert wurden, sind die
Grundprinzipien ihres Betriebes praktisch die gleichen geblieben.
Eine zu filternde fluide Substanz muss zunächst in ein Filtergehäuse oder
einen Behälter
eingebracht werden, und von dort wird das Fluid in und durch ein
Filtermedium geführt.
Wenn das Fluid aus dem Filtermedium austritt, gelangt es zu einem
Auslass. Im Verlauf dieses Flussweges soll generell kein ungefiltertes
Fluid das Filtermedium umgehen, und es soll auch nicht aus dem Filtergehäuse herauslecken.
Während
man diese Funktionen normalerweise durch die Verwendung geeignet
konstruierter und angeordneter Dichtungen lösen kann, verschlechtern sich
mit der Zeit die Dichtungen, und es kann eine Leckage auftreten. Im
Lauf der Zeit und bei kontinuierlicher Verwendung können auch
andere Komponenten und Übergangsstellen
innerhalb des Fluidfilters schlechter werden.
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Beispielsweise
führt jeder
Impuls des Fluiddruckes zu einer Laständerung auf den Gewindering des
Fluidfilters, so dass dieser sich durchbiegt. Das Durchbiegen des
Gewinderings führt
zu seiner Abnutzung und schwächt
die Gewindering-Übergangsstellen.
Speziell führt
diese Durchbiegung zu einem Ausweichen der äußeren Dichtung, was seinerseits eine
Leckstelle ergeben kann.
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In
gewissem Ausmaß wird
auch der Verlauf der Verschlechterung durch die Betriebsumgebung sowie
die Natur der zu filternden Substanz beeinflusst. Strebt man für die Filteranordnung
ein längeres
Serviceintervall an, dann ist es wichtig, dass man den Verlauf der
Verschlechterung verlangsamen kann.
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Eine
andere Leckquelle rührt
von Vibrationen des Gewinderings her. Vibrationen, die vom Motorbetrieb
oder vom Straßenzustand
her stammen, werden über
die Filterbefestigung am Motor zur Fluidfilteranordnung übertragen.
Der Abstand vom äußeren Ende
der Halterung zum Filtergehäuse
(also dem Behälter)
bestimmt den Hebelarm, um welchen sich die Filteranordnung bewegen
kann. Je größter dieser Hebelarm
ist, desto größer sind
die Amplituden der übertragenen
Schwingungen und desto größer ist
die Rate der Verschlechterung der Dichtungen der Fluidfilteranordnung.
Damit erhöht
sich wiederum die Verschlechterungsrate der Filteranordnung. Vibrationen der
oben beschriebenen Art haben auch eine verschlechternde Wirkung
auf die Dichtungen, den Gewindering und andere Bauteile des Fluidfilters.
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Eine
Lösung
dieses Problems besteht in der Vergrößerung der Innengewindeöffnung des
Gewinderings. Jedoch ergeben sich mit dieser Lösung neue Probleme im Hinblick
auf die Bildung von Öffnungen
für den
Fluidfluss. Bei üblichen
Gewinderingen muss ein erheblicher Bereich des Biegeradius für den Fluideinlass
gespritzt, gegossen oder unmittelbar in und durch den Mutterring
maschinell eingearbeitet werden. Im Gegensatz dazu hat der Gewindering
mit größerem Innengewindeteil
einen kleineren Stegbereich am gekrümmten Teil. D. h., dass jegliche Strömungsöffnung,
die durch diesen Bereich gebohrt, gegossen oder gespritzt werden
muss, außerordentlich
klein ist. Um für
einen adäquaten
Fluidfluss zu sorgen, wäre
eine große
Anzahl solcher Öffnungen
erforderlich, um einen ausreichenden Durchflussbereich zu ergeben.
Dadurch würde
aber der Gewindering geschwächt.
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Eine
Lösung
dieses Durchflussöffnungsproblems
hat in der Benutzung einer speziell konstruierten Innendichtung
bestanden. Diese speziell konstruierte Innendichtung hat Ausläufe, welche
Durchflussöffnungen
zwischen dem Gewindering und dem Filterelement freihalten. Anstatt
durch Öffnungen
in den Gewindering zu fließen,
fließt
das Fluid durch die von den Ausläufen
gebildeten Öffnungen.
Bei einer anderen Konstruktion werden die Öffnungen von Ausläufen gebildet,
die in dem Gewindering ausgebildet sind. Die Bildung der Ausläufe am Gewindering macht
dessen Form jedoch noch komplizierter, was wiederum die Herstellungskosten
erhöht
und die Gesamtfestigkeit des Gewinderings verringert. Bei dieser
Konstruktion ist die Innendichtung außerdem in besonderer Weise
konstruiert, um sicherzustellen, dass sie in dem Filter richtig
gehalten wird.
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Jedoch
bringen diese speziell konstruierten Innendichtungen eine ganze
Menge neue Probleme. Eines besteht darin, dass diese speziell konstruierten Innendichtungen
komplizierte Formen haben, welche ihre Herstellung teuer machen.
Andere Probleme ergeben sich bei der Installation und Wartung des
Filters. Die Konstruktion des Filters erlaubt keine Selbstzentrierung
des Filterelementes, so dass der Einbau von exzentrischen Filterelementen
schwierig wird. Da die speziell konstruierten Innendichtungen elastisch
sind, neigen sie bei Wartung oder Montage zum Verwinden. Weiterhin
können
sich die elastischen (Gummi) Ausläufe der Innendichtungen zusammendrücken, so
dass der Fluidfluss eingeengt wird. Um diese Auslaufkompression
zu kompensieren, hat man elastische Ausläufe mit größerem unkomprimiertem Profil
konstruiert, und dies wiederum vergrößert unnötigerweise die Gesamtgröße des Filters.
Im Betrieb ist der Raum zu begrenzt, um ein Anschwellen der speziell
konstruierten Innendichtung aufzunehmen, und dies kann zu einer Überkompression
der Innendichtung gegen den Filterkopf führen. Dann muss eine große Kraft
aufgewendet werden, um das Filter vom Filterkopf loszulösen. Während auf diesem
Gebiet große
Fortschritte gemacht wurden, bleibt immer noch Raum für Verbesserungen
in den Gebieten der Fluidkontrolle und Installation/Demontage der
Fluidfilteranordnungen.
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In
der
US 3859216 ist eine
Filteranordnung beschrieben, bei welcher die Fluidflussdurchlässe zu und
von dem Filterbehälter
beide durch eine einzige konzentrische Öffnung in der Grundplatte laufen,
wobei eine Dichtung radial eng angeordnet ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Erfindung befasst sich mit einem Fluidfilter und einer Vorrichtung,
die einen Filterkopf und ein Fluidfilter aufweist, wie sie in den
beiliegenden Ansprüchen
definiert sind.
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Ein
Fluidfilter enthält
ein Filterelement, einen Gewindering, einen inneren Dichtungshalter
und eine innere Radialdichtung. Der Gewindering kann in ein mit
Außengewinde
versehenen Filterkopf eingeschraubt werden. Der innere Dichtungshalter
ist zwischen dem Gewindering und dem Filterelement angeordnet und
hat mindestens einen Auslauf, der sich zur Bildung eines Raums zum
Durchtreten des Fluids zwischen Gewindering und Filterelement eignet.
Die innere radiale Dichtung ist mit dem inneren Dichtungshalter
verbunden, um das Filterelement im Filterkopf abzudichten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
eine voll geschnittene Frontansicht einer Fluidfilteranordnung gemäß einer
typischen Ausführungsform
der Erfindung.
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2 zeigt
eine vergrößerte Teilvorderansicht
des Gewinderings aus 1.
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3 zeigt
eine perspektivische Ansicht des inneren Dichtungshalters gemäß 1.
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4 zeigt
eine voll geschnittene teilweise Frontansicht des Fluidfilters nach 1 in
einem Filterkopf eingebaut.
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Beschreibung ausgewählter Ausführungsformen
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung sei nun auf die Ausführungsformen Bezug genommen, die
in den Zeichnungen veranschaulicht sind, und zu ihrer Beschreibung
diene der spezielle Text. Dennoch versteht es sich, dass hierdurch
keine Beschränkung
des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, dass vielmehr Abwandlungen
und weitere Modifikationen der dargestellten Vorrichtung sowie weitere Anwendungen
der Prinzipien der hier beschriebenen Erfindung als im Bereich des
Könnens
eines Fachmanns auf dem vorliegenden Gebiet angesehen werden. Eine
Ausführungsform
der Erfindung ist im größeren Detail
veranschaulicht, obwohl es sich für den Fachmann versteht, dass
einige, für
die Erfindung nicht relevante Merkmale im Interesse der Klarheit nicht
dargestellt werden.
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Beispiele
früherer
Konstruktionen von Fluidfilteranordnungen sind in der
US-Patentschrift 5996810 (Bounnakhon
et al) veranschaulicht und beschrieben.
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1 zeigt
eine Fluidfilteranordnung 20, die gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung konstruiert und aufgebaut ist, in unmontiertem Zustand. Sie
enthält
eine äußere Dichtung 21,
einen Gewindering 22, einen äußeren Behälter 23, einen Dichtungshalter 24,
eine innere Elementendplatte 25, eine innere Dichtung 26,
ein Filterelement 27 und eine Vorspannfeder 28.
Das Filter 20 hat ferner einen inneren Kanal 29,
einen äußeren Kanal 30 und
eine Basisendplatte 31.
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Wie
veranschaulicht, ist die äußere Dichtung 21 entfernbar
mit der Filteranordnung 20 verbunden. Der Gewindering 22 ist
innerhalb des äußeren Behälters 23 angeordnet
und an diesem befestigt. Innerhalb des äußeren Behälters 23 sitzt ferner
der Dichtungshalter 24 zwischen der inneren Elementendplatte 25 und
dem Gewindering 22. Die innere Dichtung 26 ruht
an dem Dichtungshalter 24 und sitzt zwischen diesem und
der inneren Elementendplatte 25. Bei einer Ausführungsform „schwimmt" die innere Dichtung 26 zwischen
dem inneren Dichtungshalter 24 und der inneren Elementendplatte 25.
Bei einer anderen Ausführungsform
ist die innere Dichtung 26 mit Klebstoff an dem inneren
Dichtungshalter 24 befestigt. Es versteht sich, dass die
innere Dichtung 26 auch auf andere, dem Fachmann allgemein
bekannte Art an dem inneren Dichtungshalter 24 befestigt sein
kann. Der innere Kanal 29 wird durch das Filterelement 27 definiert,
und der äußere Kanal 30 wird zwischen
dem äußeren Behälter 23 und
dem Filterelement 27 gebildet. Die Endplatte 25 minimiert
einen Fluidfluss von einem Ende des Filterelementes 27. Die
Feder 28 drückt
gegen die Basisendplatte 31, die ihrerseits den Dichtungshalter 24 gegen
den Gewindering 22 drückt.
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Die äußere Dichtung 21 besteht
aus elastomeren Material. Bei einer Ausführungsform ist die äußere Dichtung 21 aus
Gummi hergestellt. Wie 1 zeigt, hat die äußere Dichtung 21 eine
Passfläche 32, die
durch einen äußeren Lippenteil 33 der äußeren Dichtung 21 definiert
ist. Die Passfläche 32 eignet sich
zur Abdichtung gegen den Filterkopf eines Motors. Die äußere Dichtung 21 enthält ferner
einen Verbindungslippenteil 34, mit welchem sie an die Filteranordnung 20 anschließen kann.
Der äußere Behälter 23 hat
eine im Wesentlichen zylindrische Außenwand 35, an deren
einem Ende ein Aufnahmekanal 36 ausgebildet ist, und an
dem Aufnahmekanal 36 ist der Gewindering 22 an
dem äußeren Behälter befestigt. Die äußere Dichtung 21 bildet
eine flüssigkeitsdichte Abdichtung
für die
Fluidfilteranordnung 20. Wie dargestellt, wird der Verbindungslippenteil 34 der äußeren Dichtung 21 durch
Eingriff in einen Teil des Kanals 36 fixiert. Bei einer
anderen Ausführungsform
ist ein Klebstoff in den Aufnahmekanal 36 eingebracht, um
den Gewindering 22 zusätzlich
an dem äußeren Behälter 23 zu
befestigen. An den dem Aufnahmekanal 36 gegenüberliegenden
Ende hat der äußere Behälter 23 eine
gewölbte
Endwand 37, gegen welche die Feder 28 drückt.
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Wie
die 1–2 zeigen,
hat der Gewindering 22 einen inneren Gewindeteil 28,
in den ein Filterkopf geschraubt werden kann. Weiterhin hat der Gewindering 22 einen äußeren Ringteil 38 und
einen inneren Ringteil 39, welche durch einen Radiuskrümmungsteil 40 miteinander
verbunden sind. Der äußere Ringteil 38 des
Gewinderings 22 wird innerhalb des Aufnahmekanals 36 des äußeren Behälters 23 festgehalten.
Der Gewindering 22 hat ferner einen ringförmigen Endteil 41,
der an dem Dichtungshalter 24 anliegt.
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Im
Gegensatz zur typischen Konstruktion gespritzter oder gestanzter
Gewinderinge ist der innere Gewindeteil 37 erheblich größer als
bei früheren
Konstruktionen, so dass der radiale Abstand zwischen dem Durchmesser
der inneren Oberfläche
des inneren Ringteils 39 und dem Außendurchmesser des äußeren Ringteils 38 relativ
kurz ist. Damit verringert sich die Länge des Hebelarms zwischen
diesen beiden Teilen beträchtlich.
Bei einer Ausführungsform beträgt der Innendurchmesser
des inneren Ringteils 39 etwa 8,94 cm (3,52 Zoll), und
der Außendurchmesser
des äußeren Ringteils
etwa 11,25 cm (4,43 Zoll), woraus sich wiederum ein Hebelarm von
etwa 1,16 cm (0,455 Zoll) ergibt. Bei der wesentlich verkürzten Länge des
Hebelarms verringert sich die Vibrationsamplitude des Filters 20.
Vibrationen werden typischerweise beim Motorbetrieb erzeugt, aber
auch durch Straßenzustände. Diese
Vibrationen werden durch das Chassis des Fahrzeugs zu dem Fluidfilter 20 übertragen.
Die übertragenen
Vibrationen gelangen zu dem äußeren Behälter 23,
und es ist anzunehmen, dass die Länge des Hebelarms direkt proportional
zu der Vibrationsamplitude ist, wie sie an dem äußeren Behälter 23 auftreten.
Durch Vergrößern des
Innendurchmessers des inneren Ringteils 39 über denjenigen
der üblicheren
Gewinderinge auf näherungsweise
diejenige der äußeren Behältergröße, wird
der Hebelarm reduziert, wodurch wiederum die Amplitude der Vibrationen
verringert wird, welche auf den äußeren Behälter 23 übertragen
werden.
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Wie 2 in
größeren Details
zeigt, enthält der
Radiuskrümmungsteil 40 einen äußeren gekrümmten Teil 42 und
einen inneren gekrümmten
Teil 43, welche den äußeren Ringteil 38 mit
dem inneren Ringteil 39 verbinden. Um sicher zu gehen,
dass der Filterkopf richtig an dem Gewindering 22 anliegt,
hat der Gewindeteil 37 ein geprägtes Einführungsgewinde 44.
Es hat sich gezeigt, dass ein Walzen von Einführungsgewinden den Gewindering 22 schwächt, weil
dabei Material von dem inneren ringförmigen Krümmungsteil 43 entfernt
wird. Zur Vergrößerung der
Festigkeit des Gewinderings 22 an den inneren Krümmungsteil 43 wird
das Einführungsgewinde 44 geprägt, so dass
der Gewindering 22 nicht geschwächt wird.
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Bei „üblichen" Gewinderingen werden
Fluidöffnungen
in dem Radiuskrümmungsteil
ausgebildet. Weil die Innendurchmesser üblicher Gewinderinge wesentlich
kleiner als der Innendurchmesser des erfindungsgemäßen Gewinderings 20 ist,
ergibt sich ein erheblicher Bereich des Radiuskrümmungsteils zum Spritzen, Gießen oder
maschinell Bearbeiten der Fluideinlassöffnungen direkt in und durch
den Gewindering. Bei dem erfindungsgemäßen Gewindering 22 ist
jedoch die gesamte Breite zwischen Innendurchmesser und Außendurchmesser
sehr klein, typischerweise weniger als 1,27 cm (1/2 Zoll). Der einzige
Stegbereich der auszubildenden Einlassflusslöcher liegt in dem schmalen
Radiuskrümmungsteil 40.
Die schmale Breite des Stegbereichs des Radiuskrümmungsteils 40 bedeutet
jedoch, dass jegliches Loch, welches durch diesen Bereich gebohrt,
gegossen oder gespritzt werden muss, extrem klein sein muss. Um
einen adäquaten
Fluidfluss zu erzeugen, wäre
eine große
Anzahl solcher Bohrungen nötig,
um einen ausreichenden Flussbereich zu bilden. Dies würde aber
den Gewindering 22 erheblich schwächen. So aber ist der erfindungsgemäße Gewindering 22 frei
von jeglichen Flusseintrittsöffnungen,
welche in und durch einen Teil des Gewinderings 22 zu bilden
wären.
Stattdessen beinhaltet die Erfindung die einzigartige Konstruktion
des Gewinderings 22 in Kombination mit dem inneren Dichtungshalter 24 zur
Bildung einer Mehrzahl von Flusswegen für das ankommende ungefilterte
Fluid. Das ungefilterte Fluid läuft
zwischen dem Gewindering 22 und der inneren Endplatte 25 durch
den inneren Dichtungshalter 24.
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Gemäß 1 liegt
der innere Dichtungshalter 24 an einer Seite am Ringende 41 des
Gewinderings 22 an, und an der anderen Seite liegt der
innere Dichtungshalter 24 an der inneren Elementendplatte 25 an.
Bei einer bisherigen Filterkonstruktion wurde der Flussweg des ungefilterten
Fluids zwischen dem Gewindering und der Endplatte mit einer speziell
konstruierten elastischen inneren Dichtung gewährleistet, auf welcher Ausläufe ausgebildet
waren. Da die speziell konstruierte innere Dichtung aus einem elastischen
Material bestand, um eine geeignete Abdichtung zu ergeben, neigten
die Ausläufe
zum Deformieren mit der Folge von Flusseinschränkungen. Um dieses Problem
zu lösen,
wird der innere Dichtungshalter 34 erfindungsgemäß aus einem
starren Material, wie einem Metall, hergestellt, um Deformierungen
zu reduzieren. Diese Steifheit macht den inneren Dichtungshalter 24 weniger
empfindlich gegen Verwindungen bei Wartung oder Montage im Vergleich zu
den früheren
elastischen inneren Dichtungen. Bei einer Ausführungsform ist der innere Dichtungshalter 24 aus
Stahl hergestellt, und bei einer anderen Ausführungsform besteht er aus Plastik.
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Bei
einer anderen Filterkonstruktion wird der Flussweg durch feste Ausläufe gebildet,
die auf einem Gewindering ausgebildet sind. Die Bildung dieser Ausläufe am Gewindering
treibt jedoch die Gesamtherstellungskosten für den Gewindering in die Höhe und neigt
zu einer Verringerung der Gesamtfestigkeit des Gewinderings. Außerdem begrenzen die
festen Ausläufe
den Fluidfluss durch Reduzierung der Größe des Fluidflusskanals. Im
Gegensatz dazu ist der innere Dichtungshalter 24 gemäß der Erfindung
relativ preiswert in der Herstellung und so konstruiert, dass er
Fluidflussbeschränkungen
minimiert.
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Wie 3 zeigt,
hat der innere Dichtungshalter 24 eine innere Öffnung 50,
die durch einen ringförmigen
inneren Dichtungshalteteil 51 definiert wird, der von dem
inneren Dichtungshalter 24 wegragt. Der innere Dichtungshalteteil 51 hat
von ihm wegragende Spitzlaschen 52 zum Festhalten des inneren
Dichtungshalters 24 an der inneren Elementplatte 25.
Es versteht sich, dass der innere Dichtungshalter 24 an
der inneren Elementendplatte 25 auch auf andere allgemein
bekannte Weise befestigt werden kann, wie etwa durchs Kleben oder
Punktschweißen.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform
hat der innere Dichtungshalter 24 sechs radial wegragende
Arme 53, die sich von dem inneren Dichtungshalteteil 51 in
radialer Richtung von der inneren Öffnung 50 weg erstrecken.
Es versteht sich, dass die Anzahl der radial wegragenden Arme 53 in Abhängigkeit
von speziellen Erfordernissen bei einer bestimmten Anwendung variieren
kann.
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Jeder
der radial wegragenden Arme 53 besitzt einen erhöhten hohlen
Steg (Auslauf) 54, und diese hohlen Stege halten die innere
Elementendplatte 25 in Abstand von dem Gewindering 22,
so dass Fluid mit minimalen Flussbeschränkungen hindurchfließen kann.
Jede hohle Steg 54 hat ein paar Seitenwände 55, die mit einer
an dem Gewindering anstoßenden
Wand 56 verbunden sind. Die Seitenwände 55 und die den
Gewindering berührende Wand 56 bilden
einen Fluidflusskanal 57. Bei der veranschaulichten Ausführungsform
sind die Seitenwände 55 gekrümmt, und
bei einer anderen Ausführungsform
sind sie gerade. Wie 1 zeigt, drückt die Feder 28 die
an den Gewindering angrenzenden Wände 56 des inneren
Dichtungshalters 24 gegen die Anlagefläche des Gewinderings 22.
Die hohlen Stege 54 sind so konstruiert, dass sie sich
nicht deformieren, um Flussbeschränkungen zu reduzieren. Das
in der Filteranordnung 20 fließende Fluid kann durch die
Fluidflusskanäle 57 oder
um die hohlen Stege 44 herum fließen. Da die hohlen Stege 54 gemäß der Erfindung
starr sind, haben sie ein niedrigeres Anfangsprofil im Vergleich
zu den elastischen Ausflüssen
der speziell konstruierten inneren Dichtungen. Dieses reduzierte
Profil des inneren Dichtungshalters 24 erlaubt eine kompaktere
Filterkonstruktion der Filteranordnung 20.
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Jede
hohle Steg 54 hat ferner eine abgewinkelte Ausrichtungslasche 58.
Die Ausrichtungslaschen sind so abgewinkelt, dass der innere Dichtungshalter 24 bei
der Montage leicht in den äußeren Behälter 23 hineingleiten
kann. Bei einer Ausführungsform
ist jede abgewinkelte Lasche um etwa 40° bezüglich der entsprechenden Gewinderingberührungswand 56 abgewinkelt.
Bei einer anderen Ausführungsform
ist jede Ausrichtungslasche 58 flach bezüglich der
entsprechenden Gewinderingberührungswand 56.
Wenn die Filteranordnung 20 zusammengebaut wird, wird ein
inneres Filterelement 59 aus den Komponenten zwischen dem
Gewindering 22 und der Feder 28 gebildet. Wie
gezeigt ist, „schwimmt" das innere Filterelement 59 auf
der Feder 28. Die abgewinkelten Ausrichtungslaschen 58 zentrieren
das innere Filterelement 59 in dem äußeren Behälter 23, und dies
wiederum erleichtert das Befestigen der Filteranordnung 20 am
Filterkopf. Durch das Anstoßen
am äußeren Behälter 23 verhindern
die Ausrichtungslaschen 58 eine seitliche Bewegung des
inneren Dichtungshalters 24. Dadurch wiederum wird das
innere Filterelement 59 über den Gewindering 22 zentriert.
Die Spitzen 52 halten bei der veranschaulichten Ausführungsform
den inneren Dichtungsring 24 sicher bei der Montage und
während
der Lebensdauer des Filters 20.
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Gemäß 1 hat
die Endplatte 25 einen ringförmigen Flanschteil 60,
einen Dichtungsumschließungsteil 61 und
einen Filterkopfkanal 62. Der ringförmige Flanschteil 60 ragt
längs des
Filterelementes 27 in den äußeren Kanal hinein. Der ringförmige Dichtungsumschließungsteil 61 definiert
den Filterkopfkanal 62 in sich. Im Zusammenbauzustand passt
der innere Dichtungshalteteil 51 des inneren Dichtungshalters 24 in
den Dichtungsumschließungsteil 61 der
Endplatte 25. Wie veranschaulicht, befindet sich die innere
Dichtung 26 zwischen dem Dichtungsumschließungsteil 61 der
Endplatte 25 und dem inneren Dichtungshalteteil 51 des
inneren Dichtungshalters 24. Zwischen dem inneren Dichtungshalteteil 51 und
dem Dichtungsumschließungsteil 61 wird
ein Dichtungsausdehnungsraum 63 gebildet. Wenn die innere
Dichtung 26 während
des Gebrauchs quillt, dann schafft der Dichtungsausdehnungsraum 63 Platz
für die
Ausdehnung der inneren Dichtung 26. Dadurch wird das Risiko
einer Überkompression
der inneren Dichtung 26 minimiert.
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Dieser
Aufbau des inneren Dichtungshalters 24 erlaubt die Verwendung
von billigen Standard-O-Ring-Dichtungen in der Filteranordnung 20. Bei
einer Ausführungsform
ist die innere Dichtung 26 eine Standard-O-Ring-Dichtung.
Im Vergleich zu speziell konstruierten Dichtungen neigen Standard-O-Ring- Dichtungen weniger
zu Deformieren und erfordern weniger radiale Kompression zum adäquaten Abdichten
der Filteranordnung 20. Diese geringere innere Dichtungskompression
erleichtert die Installation und die Demontage der Filteranordnung 20 aus
dem Filterkopf.
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Eine
Filter-Filterkopfanordnung 70 gemäß einer Ausführung der
Erfindung ist in 4 veranschaulicht. Bei der Anordnung 70 ist
die Filteranordnung 20 mit einem Filterkopf 71 verschraubt.
Der Filterkopf 71 hat einen Außengewindeteil 72,
welcher in einen Innengewindeteil 37 des Gewinderings 22 eingreift.
Im Filterkopf 71 sind ferner Kanäle 73 für ungefiltertes
Fluid ausgebildet, durch welche ungefiltertes Fluid vom Filterkopf 71 zur
Filteranordnung 20 gelangt. Außerdem hat der Filterkopf 71 einen
Kanal 74 für
gefiltertes Fluid, durch welchen dieses der Filteranordnung 20 zugeführt wird.
Ein Teil des Kanals 74 für ungefiltertes Fluid wird
im inneren radialen Dichtungsvorsprung 75 des Filterkopfes 71 gebildet. Nach
dem Zusammenbau ragt der innere radiale Dichtungsvorsprung 75 durch
die innere Öffnung 50 des
Dichtungshalters 24 und den Filterkopfkanal 62 der
Endplatte 25. Wie gezeigt, dichtet die innere Dichtung 26 gegen
den inneren radialen Dichtungsvorsprung 75 ab, so dass
eine Fluidleckage an der Verbindung zwischen dem Kanal 74 für gefiltertes Fluid
und dem inneren Kanal 29 minimiert wird. Der innere radiale
Dichtungsvorsprung 75 hat ein konisches Ende 76,
welches beim Einführen
des Vorsprungs durch die innere Dichtung 26 hilft. Der
Filterkopf 71 hat ferner einen Aufnahmekanal 77 für die äußere Ringdichtung.
Der Kanal 77 eignet sich zur Aufnahme der äußeren Dichtung 21 zur
Bildung einer Abdichtung zwischen der Filteranordnung 20 und dem
Filterkopf 71. Wie 4 zeigt,
hat der Filterkopf 71 ferner eine Anlagefläche 78 für den Dichtungshalter
und eignet sich zur Berührung
der den Gewindering berührenden
Oberfläche 56 des
inneren Dichtungshalters 24.
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Es
folgt mit Bezug auf 4 eine allgemeine Beschreibung
der Abfolge von Vorgängen
bei der Installation der Filteranordnung 20 am Filterkopf 71. Anfangs
richtet der geprägte
Einführungsgewindeteil 44 des
Gewinderings 22 den Außengewindeteil 72 des
Filterkopfes 71 mit dem Gewindeteil 37 des Gewinderings 22 aus.
Gleichzeitig wird der innere Radialdichtungsvorsprung 75 mit
der inneren Öffnung 50 und
dem Filterkopfkanal 62 ausgerichtet. Mit zunehmender Verschraubung
wandert der innere radiale Dichtungsvorsprung 75 durch
die innere Dichtung 26 vor, und die innere Dichtung 26 dichtet
gegen den Vorsprung 75 ab, so dass die Verbindung zwischen dem
Kanal 74 für
gefiltertes Fluid und dem inneren Kanal 29 des Filterelementes 27 abgedichtet
wird.
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Wenn
die Filteranordnung 20 weiter zusammengeschraubt wird,
wird die Anlagefläche 78 für den Dichtungshalter
am Kopf 71 so orientiert, dass diese Fläche die Gewinderingberührungsfläche 56 des
inneren Dichtungshalters 24 berührt. Damit wird die ringförmige Endfläche 41 des
Gewinderings von dem inneren Dichtungshalter 24 getrennt,
so dass ein Spalt 79 gebildet wird. Die Feder 28 spannt
den inneren Dichtungshalter 24 gegen die Oberfläche 78 vor, so
dass das innere Filterelement 59 auf der Feder 28 „schwimmt". Die Feder 28 wirkt
als Drucklager für
das innere Filterelement 59. Sobald die Oberfläche 78 den
inneren Dichtungshalter 24 berührt, dreht sich der äußere Behälter 23 und
der Gewindering 22 frei um das innere Filterelement 59.
Mit lediglich der Reibung von den Gewinden und der Feder 28 als
Widerstand gegen Verdrehen berührt
die äußere Dichtung 21 den
Dichtungsaufnahmekanal 77 des Filterkopfes 71.
Damit bekommt man bei Installation des Filters 20 ein besseres
Gefühl
für den
ersten Kontakt der äußeren Dichtung 21,
und dies sichert eine genauere äußere Dichtungskompression,
indem von einem zu starken Festziehen des Filters 20 abgehalten
wird.
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Wie 4 zeigt,
fließt
das Fluid im Betrieb durch die Anordnung 70 auf dem durch
Pfeile F angegebenen Weg. Das ungefilterte Fluid fließt von dem
Kanal 73 für
ungefiltertes Fluid durch und zwischen den hohlen Stegen 56.
Dann fließt
das Fluid in den äußeren Kanal 30 und
durch das Filterelement 27. Danach fließt gefiltertes Fluid in den
inneren Kanal 29 und durch den Kanal 74 für gefiltertes
Fluid. Soll das Filter 20 entfernt werden, muss anfangs
die Abdichtung zwischen der äußeren Dichtung 21 und dem
Filterkopf 71 gelöst
werden, wodurch das anfängliche
Drehen des Filters 20 leichter wird. Danach kann, sobald
der Gewindering 22 den inneren Dichtungshalter 24 berührt, die
Abdichtung zwischen der inneren Dichtung 26 und dem Filterkopf 71 leicht
gelöst
werden.
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Während die
Erfindung anhand der Zeichnungen und der vorstehenden Beschreibung
veranschaulicht und im Detail beschrieben worden ist, ist dies nur
beispielhaft und nicht restriktiv anzusehen.
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In der Beschreibung erwähnte Entgegenhaltungen:
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Die
Liste von Entgegenhaltungen, welche vom Anmelder angeführt worden
sind, dient nur der Bequemlichkeit des Lesers. Sie bildet keinen
Teil der Europäischen
Patentschrift. Trotz großer
Sorgfalt beim Zusammenstellen der Entgegenhaltungen können Fehler
und Auslassungen nicht ausgeschlossen werden, und das EPA schließt diesbezüglich jegliche Haftung
aus.
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In der Beschreibung genannte Patentdokumente:
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