DE202008013578U1

DE202008013578U1 - Behälterfiltersystem mit einem Abfluss, der mit einem Filterelement zusammenwirkt

Info

Publication number: DE202008013578U1
Application number: DE202008013578U
Authority: DE
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2008-10-13
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2018-10-14
Also published as: WO2009051636A1; AU2008312041B2; CA2701441C; RU2481877C2; CN101646478B; US20120000841A1; US20120000056A1; CA2701441A1; US20090101595A1; ES2455018T3; CN101646478A; EP2136901B1; CN201361481Y; JP5156098B2; BRPI0816516B1; JP5390687B2; ZA201002003B; AU2008312041A1; JP2013063437A; US8535529B2

Abstract

Filterelement (30), das Folgendes aufweist:
ein ringförmiges Filtermedium (31), das ein mittleres Reservoir umgibt, wobei das Filtermedium (31) gestattet, dass Strömungsmittel in das mittleren Reservoir eintritt, wobei es aber den Durchfluss von Verunreinigungen blockiert;
ein axiales offenes Ende mit einer Öffnung (35), die gestattet, dass Strömungsmittel von dem mittleren Reservoir zu dem Äußeren des Filterelements (30) fließt, und eine erste ringförmige Dichtung (38), die die Öffnung (35) umgibt;
ein axiales geschlossenes Ende gegenüber dem axialen offenen Ende; und
eine Dichtungsstruktur, die benachbart zum axialen geschlossenen Ende ausgebildet ist zum Bilden einer lösbaren Dichtung mit einem Ablauf (40).

Description

Technisches Gebiet
Filtersysteme sind das Gebiet dieser Offenbarung. Insbesondere ist es das Gebiet der Filtersysteme für Flüssigkeiten, wie beispielsweise Schmieröl oder flüssige Brennstoffe, welche Abflüsse für das Ablassen der Flüssigkeit aus dem Behälter besitzen.
Hintergrund
Behälterfiltersysteme werden heutzutage weitverbreitet in Einrichtungen wie beispielsweise Verbrennungsmotoren, Bau- und Bergbaumaschinen und anderen Arten von industriellen Maschinen verwendet. Sie werden verwendet, um Filterverunreinigungen aus Strömungsmitteln in Brennstoffsystemen, Schmierölsystemen, hydraulischen Strömungsmittelantriebssystemen, Getriebeströmungsmittelsystemen, Motorlufteinlasssystemen und Ähnlichem herauszufiltern.
Ein Behälterfiltersystem weist typischerweise eine Basis auf, die oft an der Einrichtung angebracht ist, einen Behälter (der manchmal auch als Gehäuse, Napf, Patrone oder Abdeckung bezeichnet wird) und ein Filterelement, welches entfernbar innerhalb des Behälters angeordnet ist. Nachdem das Filterelement in dem Behälter positioniert wurde, wird der Behälter mit Gewinden oder anderen Befestigungsmitteln an der Basis angebracht, um ein abgedichtetes Abteil um das Filterelement herum auszubilden. Der Behälter, die Basis und das Filterelement wirken zusammen, um Strömungsmittelpfade zu definieren, durch welche das Strömungsmittel durch das Filterelement geleitet wird. Das Filterelement enthält ein Filtermedium, welches Verunreinigungen abfängt und sammelt, während das Strömungsmittel durch dieses hindurch fließt. Die abgefangenen Verunreinigungen können Schmutz, Wasser, Ruß, Asche, metallische Partikel und andere schädliche Fremdkörper aufweisen.
Irgendwann verstopfen diese Verunreinigungen das Filtermedium und reduzieren seine Effektivität. Oder es können sich mit der Zeit andere Bedingungen entwickeln, die ebenfalls die Effektivität des Filtermediums beim Entfernen von Verunreinigungen verringern. Wenn dies auftritt, sollte das Filterelement ersetzt werden (oder falls möglich gereinigt werden, aber dies ist für die meisten Anwendungen nicht praktikabel). Es muss aber nur das Filterelement ersetzt werden, während der Behälter, die Basis und andere Komponenten wiederverwendet werden. Das Filterelement ist so ausgelegt, dass es bequem gewechselt und leicht entsorgt werden kann. Das Filterelement kann bei Bedarf, d. h. wenn der Filter verstopft ist und einen Ersatz erfordert, oder regelmäßig ersetzt werden, und zwar entsprechend den Richtlinien eines periodischen Wartungsplans, der für die bestimmte Anwendung aufgestellt wurde.
Behälterfiltersysteme können gegenüber anderen Filtersystemen, wie anschraubbaren Filtern, viele Vorteile besitzen. Beispielsweise können Behälterfiltersysteme relativ günstig mit einem Abfluss versehen werden. Um ein Überlaufen zu vermeiden, kann ein Techniker den Wunsch haben, das Strömungsmittel auf eine gesteuerte und abgeschlossene Weise aus dem Behälter zu entfernen, bevor er den Behälter entfernt, um das Filterelement zu ersetzen. Der Abfluss ermöglicht das Entfernen des Strömungsmittels, dass sich in dem Behälter befindet. Unter manchen Umständen kann das Strömungsmittel überlaufen werden, wenn es nicht zuerst aus dem Behälter entfernt wird, bevor er von der Basis gelöst wird. Der Abfluss ist typischerweise in den Behälter integriert. Weil der Abfluss in einem Behälterfiltersystem im Allgemeinen nur die Kosten des Behälters erhöht, der wiederverwendet wird und nur einmal gekauft wird, und im Allgemeinen nicht die Kosten des Filterelementes erhöht, welches regelmäßig ersetzt wird und viele Male gekauft wird, erhöhen die zusätzlichen Kosten der Aufnahme eines Abflusses nicht signifikant die Gesamtbetriebskosten für den Eigentümer der Maschine.
Das US-Patent Nr. 6 814 243 , das am 9. November 2004 erteilt wurde ("das '243-Patent") ist ein Beispiel eines Behälterfiltersystems des Standes der Technik, das einen Abfluss in dem Behälter enthält. Die 1 des '243-Patentes veranschaulicht einen Behälter 14 mit einem integrierten Abfluss (der Abfluss ist nicht mit ei nem Bezugszeichen versehen, wird aber als im Boden des Behälters 14 der 1 enthalten gezeigt, und wird in einer geschlossenen Position gezeigt).
Das '243-Patent ist auch ein Beispiel für ein weiteres, in zunehmendem Maße wichtiges Merkmal des Behälterfiltersystems. Die Anordnung des Filtersystems, das in dem '243-Patent gezeigt ist, macht es unmöglich, den Behälter an der Basis zu installieren, ohne dass zuerst ein Filterelement ordnungsgemäß in dem Behälter installiert wurde. Dies verhindert beispielsweise das versehentliche oder beabsichtigte Laufenlassen der Maschine, ohne dass ein Filterelement vorhanden ist. Je teurer Komponenten wie Brennstoffpumpen, Brennstoffeinspritzvorrichtungen, hydraulische Pumpen, Ventile, Lager, Motoren und so weiter werden, und um so technologisierter sie werden, und je enger die Toleranzen und Spezifikationen bei der Herstellung werden, desto wichtiger ist es, diese Komponenten gegenüber Verunreinigung zu schützen. Eine Verunreinigung kann vorzeitigen Verschleiß und sogar ein Versagen verursachen, und das Problem wird verschlimmert, wenn die Komponente geringe Toleranzen zwischen Teilen aufweist oder sehr teuer ist. Somit kann es sehr vorteilhaft sein, in einigen Anwendungen sicherzustellen, dass ein Techniker nicht versehentlich oder in beabsichtigter Weise versucht, die Maschine laufen zu lassen, ohne dass ein geeignetes Filterelement vorhanden ist.
Während das Filtersystem des '243-Patentes gut in manchen Anwendungen funktionieren kann, kann es jedoch an mehreren Nachteilen leiden oder kann auf andere Weise für andere Anwendungen nicht gut geeignet sein. Beispielsweise kann das Filtersystem des '243-Patentes für Anwendungen nicht gut geeignet sein, in denen sich das Strömungsmittel in dem Behälter unter hohem Druck befindet. Da der Behälters mit der Basis durch das Filterelement verbunden ist, kann der Kraft des hohen Druckes im Behälter durch das Filterelement entgegengewirkt werden, was für die Drücke mancher Anwendungen möglicherweise nicht stark genug ist. Zudem ist der O-Ring zwischen dem Behälter und der Basis nicht dafür bestimmt, einen hohen Druck in dem Behälter zu halten.
Das Vorhandensein von Gewinden im mittleren Rohr des Filterelementes kann unter gewissen Umständen ein Nachteil sein. Die Gewinde im mittleren Rohr, welche verwendet werden um das Filterelement und den Behälter mit der Basis zu verbinden, liegen in der Leitung bzw. dem Pfad des sauberen Strömungsmittels, der das System verlässt. Gewinde in dem Pfad des sauberen Strömungsmittels können zu einer Verunreinigung beitragen.
Zusätzlich kann der Behälter des Systems, das in dem '243-Patent beschrieben ist, für manche Anwendungen relativ kompliziert und teuer herzustellen sein. Die Verbindungsstruktur, die im Boden des Behälters aufgenommen ist, kann für manche Anwendungen zu große Kosten hinzufügen.
Aufgrund dieser Nachteile wird eine andere Behälterfilterkonstruktion benötigt, die weiterhin die versehentliche oder beabsichtigte Verwendung des Filtersystems, ohne dass ein Filterelement installiert ist, verhindert, die aber auch von einigen oder allen Nachteilen befreit ist, die das '243-Patent aufweist.
Zusammenfassung
Ein Behälterfiltersystem weist eine Basis, einen Behälter, der an der Basis zu befestigen ist, und ein Filterelement auf, das ein Filtermedium besitzt, welches in dem Behälter positioniert ist. Ein Abfluss bildet eine Dichtung mit dem Filterelement und kann lösbar damit in Eingriff stehen, wenn sich der Abfluss in einer geschlossenen Position befindet. In einer offenen Position gestattet der Abfluss, das Strömungsmittel aus dem Behälter entfernt wird. Da der Abfluss eine Dichtung mit dem Filterelement bildet und es in der geschlossenen Position lösbar in Eingriff sein kann, kann der Abfluss nicht geschlossen werden, außer wenn ein Filterelement ordnungsgemäß in dem Behälter positioniert ist. Dies verhindert die versehentliche oder beabsichtigte Verwendung des Filtersystems, ohne dass ein Filterelement vorhanden ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine aufgeschnittene Ansicht eines Behälterfiltersystems, das eine Basis, einen Behälter und ein Filterelement aufweist.
2 ist eine detaillierte Ansicht der 1, wobei der Abfluss 40 in einer geschlossenen Position ist.
3 ist eine detaillierte Ansicht der 1, wobei der Abfluss 40 in einer offenen Position ist.
Detaillierte Beschreibung
Das Folgende ist eine detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die beispielhaften Ausführungsbeispiele, die hierin beschrieben und in den Zeichnungsfiguren veranschaulicht sind, sind vorgesehen um die Prinzipien der Erfindung zu lehren, was es für den Fachmann möglich macht, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, und zwar in vielen unterschiedlichen Umgebungen und für viele verschiedene Anwendungen. Die beispielhaften Ausführungsbeispiele sollten nicht als eine einschränkende Beschreibung des Umfangs des Patentschutzes verstanden werden. Der Umfang des Patentschutzes soll durch die angehängten Ansprüche definiert werden, und es wird beabsichtigt, dass dieser breiter ist als die speziellen Ausführungsbeispiele, die hierin beschrieben sind.
1 veranschaulicht ein Behälterfiltersystem 1, das eine Basis 10, einen Behälter 20 und ein Filterelement 30 aufweist. Ein Fachmann versteht die allgemeine Konstruktion und die Verwendung eines Behälterfiltersystems. Somit müssen nicht alle Details der Konstruktion und der Verwendung des Behälterfiltersystems 1 hierin beschrieben werden. Das Behälterfiltersystem 1 kann verwendet werden, um Strömungsmittel wie beispielsweise Diesel oder Benzin oder andere flüssige Brennstoffe, Schmieröl, Hydraulikströmungsmittel für hydraulische Antriebssysteme, Getriebeströmungsmittel oder möglicherweise sogar Einlassluft für einen Motor zu filtern. Das Behälterfiltersystem 1 kann auch als ein Brennstoff/Wasser-Abscheidungsfilter verwendet werden. Das Behälterfiltersystem 1 mit den hierin beschriebenen Merkmalen könnte von einem Fachmann angepasst werden, so dass es vielen unterschiedlichen Zwecken dient und für viele andere Anwendungen geeignet ist.
Die Basis 10 weist einen Einlasskanal 11 für ein Einlassen von Strömungsmittel in das Behälterfiltersystem 1 auf, und einen Auslasskanal 12 für ein Auslassen von Strömungsmittel aus dem Behälterfiltersystem 1. Die Basis weist auch ein Basisgewinde 13 auf.
Der Behälter 20 weist ein offenes Ende 21 und ein geschlossenes Ende 22 auf. Benachbart zu dem offenen Ende 21 befindet sich das Behältergewinde 23, welches mit dem Basisgewinde 13 in Eingriff gebracht werden kann, um den Behälter 20 an der Basis 10 zu halten. Die Gewinde sind ein Beispiel von Eingriffsstrukturen, die die Basis 10 und der Behälter 20 aufweisen können, um einen lösbaren Eingriff zu bilden. Der Fachmann wird erkennen, dass andere Eingriffsstrukturen verwendet werden können.
Das Filterelement 30 kann viele verschiedene Formen annehmen, um für eine bestimmte Anwendung geeignet zu sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Filterelement 30 gut für das Filtern von Brennstoff oder Schmieröl geeignet. Das Filterelement 30 kann ein ringförmig angeordnetes Filtermedium 31 aufweisen, das umlaufend ein mittleres Reservoir umgibt, welches durch das mittlere Rohr 32 definiert wird. Die axialen Enden des Filtermediums 31 sind durch Endplatten abgedichtet. Die offene Endplatte 33 definiert ein axiales offenes Ende des Filterelements 30. Die offene Endplatte 33 wird als "offen" bezeichnet, weil sie eine Öffnung 35 aufweist, um einen Strömungsmitteldurchfluss von dem zentralen bzw. mittleren Sammelbehälter, der durch das mittlere Rohr 32 definiert ist, zu dem Auslasskanal 12 zu gestatten. Die geschlossene bzw. abgeschlossene Endplatte 34 definiert ein axiales geschlossenes Ende des Filterelements 30. Die geschlossene Endplatte 34 wird als "geschlossen" bezeichnet, weil sie jegliches Strömungsmittel außerhalb des Filterelements 30 benachbart zum axialen Ende des Filtermediums 31 daran hindert, ungefiltert in das mittlere Rohr 32 zu fließen. Die offene Endplatte 33 und die geschlossene Endplatte 34 können jeweils mittels Schweißen, Klebstoffen und so weiter mit dem mittleren Rohr 32 verbunden sein. Alternativ können das mittlere Rohr 32 und/oder die offene Endplatte 33 und/oder die geschlossene Endplatte 34 als einheitliche Komponenten konstruiert sein.
Strömungsmittel, das gefiltert werden soll, tritt durch den Einlasskanal 11 ein und fließt zu dem ringförmigen Hohlraum 28 zwischen dem Behälter 20 und dem Filtermedium 31. Das Strömungsmittel läuft dann in das Filtermedium 31 und dadurch hindurch, dann in das mittlere Rohr 32 durch die Durchbrüche bzw. Perforierungen, die darin in 1 zeigt sind. Das Strömungsmittel verlässt das mittlere Rohr 32 durch die offene Endplatte 33 und die Öffnung 35 in den Auslasskanal 12. Die offene Endplatte 33 und die geschlossene Endplatte 34 helfen dabei, die Strömungsmittelkanäle in das Filtermedium 31 und aus diesem heraus zu definieren, was jegliches Strömungsmittel daran hindert, direkt zum Auslasskanal 12 zu fließen und das Filtermedium 31 zu umgehen. Erste und zweite ringförmige Dichtungen 38 und 39 können auf vorteilhafte Weise im Filterelement 30 enthalten sein und so dabei helfen, Strömungsmitteldurchgänge in das Filterelement 30 und daraus hinaus abzugrenzen und abzudichten. Die erste ringförmige Dichtung 38 kann an der offenen Endplatte 33 um die Öffnung 35 und benachbart zum axialen offenen Ende des Filterelements 30 vorgesehen sein, um dabei zu helfen, den Einlasskanal 11 gegenüber dem Auslasskanal 12 abzudichten. Die zweite ringförmige Dichtung 39, die in ihrem Durchmesser größer ist als die erste ringförmige Dichtung 38, kann um den Umfang der offenen Endplatte 33 herum ausgebildet sein um eine Dichtung zwischen dem Behälter 20 und der Basis 10 vorzusehen, oder anders gesagt sieht sie eine Dichtung vor, um zu verhindern, dass Strömungsmittel im Einlasskanal 11 aus der Verbindung zwischen dem Behälter 20 und der Basis 10 herausleckt. Die ersten und zweiten ringförmigen Dichtungen 38, 39 können integral mit der offenen Endplatte 33 ausgebildet sein, oder mittels Klebstoffen oder anderen Verfahren befestigt sein, wie in der Technik bekannt ist. Wenn die ersten und zweiten ringförmigen Dichtungen 38, 39 integral an der offenen Endplatte 33 ausgebildet sind oder sie darin enthalten sind, dann ist ein ordnungsgemäßer Ersatz dieser Dichtungen sichergestellt, wenn das Filterelement in angemessenen Intervallen ersetzt wird. Ansonsten kann es einem Techniker misslingen, die Dichtungen ordnungsgemäß in angemessenen Intervallen zu ersetzen, was zu einem Leckage aus dem System führen könnte oder zu einem Leckage innerhalb des Systems, was es ungefiltertem Strömungsmittel gestatten würde, das Filterelement 31 zu umgehen und zu einer Verunreinigung führen könnte.
Nun mit Bezug auf die 2 und 3 durchdringt ein Abfluss 40 das geschlossene Ende 22 des Behälters 20. Der Abfluss 40 sieht einen Abflusskanal 41 für das Entfernen von Strömungsmittel aus dem Inneren des Behälters 20 vor. Der Abfluss 40 ist langgestreckt und weist ein Einlassende 42 und ein Auslassende 43 auf, die miteinander über den Abflusskanal 41 verbunden sind. Das Einlassende 42 ist in dem Behälter 20 positioniert. Das Auslassende 43 ist außerhalb des Behälters 20 positioniert. Der Abfluss 40 kann zwischen einer geschlossenen Position und einer offenen Position bewegt werden. In der geschlossenen Position der 2 ist es dem Strömungsmittel nicht möglich, durch den Abflusskanal 41 zu fließen. In der offenen Position der 3 kann das Strömungsmittel von dem Einlassende 42 durch den Abflusskanal 41 fließen und aus dem Auslassende 43. Der Abfluss 40 kann so angepasst werden, dass er für viele verschiedene Anwendungen geeignet ist. Das veranschaulichte Ausführungsbeispiel sieht nur eine beispielhafte Konfiguration des Abflusses 40 vor.
Der Behälter 20 weist einen Abflussansatz 24 am geschlossenen Ende 22 auf. Der Abflussansatz 24 ragt aus dem geschlossenen Ende 22 hervor und weg von diesem, und kann Oberflächen darauf aufweisen, die es einem Werkzeug, wie beispielsweise einem einstellbaren Schraubschlüssel mit offenen Ende gestatten würden, mit dem Abflussansatz 24 in Eingriff zu kommen und den Behälter 20 zu drehen. Der Abflussansatz 24 bildet eine Bohrung 25. Der Abfluss 40 ist darin angeordnet und ist dazu in der Lage, in axialer Richtung entlang der Bohrung 25 zu gleiten und sich darin zu drehen. Eine O-Ring-Nut 44 ist um das Äußere des Abflusses 40 gebildet und ein O-Ring ist darin angeordnet. Alternativ kann die O-Ring-Nut auf der Bohrung 25 ausgebildet sein. Der O-Ring verhindert eine Strömungsmittelleckage aus dem Behälter 20 durch die Bohrung 25 aus einer Stelle zwischen dem Abfluss 40 und dem Abflussansatz 24.
Der Abfluss 40 kann mit dem Filterelement 30 zusammenwirken, um einen lösbaren Eingriff mit dem Filterelement 30 und eine lösbare Dichtung mit dem Filterelement 30 zu bilden, wenn der Abfluss 40 in seiner geschlossenen Position ist. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel bildet der Abfluss 40 einen lösbaren Eingriff mit dem Filterelement 30 durch eine Eingriffsstruktur, die eine lösbare mit Gewinde versehene Verbindung aufweist. Die geschlossene Endplatte 34 kann eine Aussparung 36 bilden, in der ein Gewinde 37 vorgesehen ist. Das Gewinde 37 ist auf einer Innenoberfläche der Aussparung 36 geformt. Ein Gegengewinde 45 kann nahe dem Einlassende 42 des Ablaufs 40 geformt sein. Der Abfluss 40 kann mit dem Filterelement 30 durch Zusammenschrauben der Gewinde 37 und 45 in Eingriff kommen. Gewinde sind nur ein Beispiel von Eingriffsstrukturen, welche am Filterelement 30 und dem Abfluss 40 aufgenommen sein können, um einen lösbaren Eingriff zu bilden. Andere bekannte Eingriffsstrukturen können zu einem gewissen Nutzen in bestimmten Anwendungen verwendet werden, wie dem Fachmann klar sein wird.
In der geschlossenen Position, in der der Abfluss 40 lösbar mit dem Filterelement 30 in Eingriff steht, wird eine lösbare Dichtung mit dem Filterelement 30 hergestellt, so dass praktisch kein Strömungsmittel in das Einlassende 42 des Abflusses 40 eintreten kann. Die lösbare Dichtung wird mit einer Dichtungsstruktur, die in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel eine Einlassöffnung 46 aufweist, die sich zwischen dem Abflusskanal 41 und dem radialen Äußeren des Einlassendes 42 erstreckt, und der Ausnehmung 36 hergestellt, welche die Einlassöffnung 41 aufnimmt, wenn der Abfluss 40 abgedichtet ist. Wenn der Abfluss 40 in seine geschlossene Position gebracht wird, bewegt sich die Einlassöffnung in die Ausnehmung 36, was die Einlassöffnung 46 verschließt, so dass praktisch kein Strömungsmittel dort hinein eintreten kann. Zusätzlich kann eine O-Ring-Nut 47 auf dem Abfluss 40 ausgebildet sein und ein O-Ring kann darin positioniert sein. Dieser O-Ring kann einen zusätzlichen Schutz dagegen vorsehen, dass Strömungsmittel aus einer Stelle zwischen dem Abfluss 40 und der Ausnehmung 36 leckt und in die Einlassöffnung 46 eintritt. Anstatt den O-Ring in der Ausnehmung 36 zu positionieren könnte der O-Ring auch zwischen dem Abfluss 40 und einem anderen Teil der geschlossenen Endlatte 34 positioniert sein, und der O-Ring könnte in einer Nut positioniert sein, die auf der geschlossenen Endplatte 33 gebildet ist, anstatt auf dem Abfluss 40. Wenn der Abfluss 40 in seine geschlossene Position bewegt wird, kann, während er sich in die Ausnehmung 36 vorschiebt, darin eingeschlossenes Strömungsmittel einen Auslaufpfad benötigen. Dieser Pfad kann vorgesehen werden, indem gestattet wird, dass der Abflusskanal 41 durch das axiale Einlassende 42 des Ablaufs 40 offen ist.
Die Ausnehmung 36 weist ein offenes Ende 36a, einen glatten Abschnitt 36b, einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 36c und ein geschlossenes Ende 36d auf. Das geschlossene Ende 36d stellt sicher, dass kein Strömungsmittel von dem mittleren Rohr 32 in die Ausnehmung 36 und die Einlassöffnung 46 fließen kann und umgekehrt. In dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 36c ist das Gewinde 37 ausgebildet. Der glatte Abschnitt 36b kann als ein Teil der Dichtstruktur dienen, indem er fest gegen die Oberflächen des Abflusses 40 eingepasst wird, um zu verhindern, dass Strömungsmittel dazwischen eintritt und vom offenen Ende 36a zur Einlassöffnung 46 fließt. Der glatte Abschnitt 36b kann auch eine Oberfläche vorsehen, gegen die der O-Ring in der O-Ring-Nut 47 zum zusätzlichen Schutz gegen einen Strömungsmitteldurchfluss abdichten kann. Um dabei zu helfen, die Glätte der Oberfläche des glatten Abschnitts 36b zu erhalten, kann der Durchmesser dieses Abschnitts größer sein als der größere Durchmesser des Gewindes 37, was einen Absatz 36e zwischen dem glatten Abschnitt 36b und dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 36c bildet. Der größere Durchmesser des glatten Abschnittes 36b wird dabei helfen, das Gewinde 45 des Abflusses 40 daran zu hindern, die glatte Oberfläche, die für Abdichtungszwecke verwendet wird, zu verschlechtern.
Wenn er sich in einer offenen Position befindet, ist der Abfluss 40 zumindest teilweise außer Eingriff mit dem Filterelement 30, und die Einlassöffnung 46 ist offen, so dass Strömungsmittel in den Abflusskanal 41 fließen kann. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel, das einen Eingriff mit Gewinde aufweist, erfordert das Positionieren des Abflusses 40 in eine offene Position das Drehen des Abflusses 40, um die Gewinde 37 und 45 außer Eingriff zu bringen. Während die Gewinde 37 und 45 außer Eingriff kommen, schiebt sich das Einlassende 42 des Abflusses 40 aus der Ausnehmung 36, was die Einlassöffnung 46 freigibt. Diese Merkmale zusammen stellen sicher, dass kein Strömungsmittel in das Einlassende 42 des Abflusses 40 eindringen kann, außer wenn die Einlassöffnung 46 sich aus der Ausnehmung 36 heraus bewegt hat, was den glatten Abschnitt 36b und das offene Ende 36a frei macht. Dem Strömungsmittel ist es dann möglich, von innerhalb des Behälters 20 durch die Einlassöffnung 46 durch den Abflusskanal 41 zu fließen und durch das Auslassende 43 des Abflusses 40 auszutreten.
Das Gewinde 37 und die Ausnehmung 36 auf dem Filterelement 30 müssen nicht notwendiger Weise in einer geschlossenen Endplatte 34 ausgebildet sein. Das Gewinde 37 und die Ausnehmung 36 könnten auch als ein Teil des mittleren Rohrs 32, oder als irgendein anderer Teil des Filterelements 30 ausgebildet sein, wie der Fachmann verstehen wird.
Andere Merkmale und Konstruktionen können verwendet werden, um ein Zusammenwirken zwischen dem Abfluss 40 und dem Filterelement 30 vorzusehen, so dass Strömungsmittel nicht durch den Abfluss 40 fließen kann, wenn der Abfluss 40 in der geschlossenen Position ist, und Strömungsmittel durch den Abfluss 40 fließen kann, wenn der Abfluss 40 in der offenen Position ist. Beispielsweise könnten das Filterelement 30 und der Abfluss 40 so konstruiert sein, dass der Abfluss 40 eine lösbare Dichtung mit dem Filterelement 30 bildet, um den Abfluss 40 zu schließen, aber die beiden können möglicherweise nicht lösbar in Eingriff sein. Stattdessen könnten beispielsweise das Filterelement 30 und der Abfluss unabhängig voneinander mit dem Behälter 20 in Eingriff stehen, und das Bewegen des Abflusses 40 in eine geschlossene Position würde mit sich bringen, dass sich der Abfluss 40 nach oben bewegt, um eine lösbare Dichtung mit dem Filterelement 30 zu bilden, würde aber nicht lösbar damit in Eingriff kommen.
Der lösbare Eingriff und die lösbare Dichtung zwischen dem Abfluss 40 und dem Filterelement 30 haben mehrere Vorteile. Erstens stellen der Eingriff und/oder die Dichtung sicher, dass ein Filterelement 30 in dem Behälter 20 angeordnet ist, bevor das System verwendet werden kann. Ein Techniker wird nicht versehentlich oder beabsichtigter Weise das System ohne ein Filterelement 30 zusammenset zen, da ohne es der Abfluss 40 nicht geschlossen werden kann. Das Sicherstellen des Vorhandenseines des Filterelements 30 hilft dabei sicherzustellen, dass das Strömungsmittel ordnungsgemäß gefiltert wird.
Wenn sich keine mit Gewinde versehenen Verbindungen in dem Pfad des sauberen Strömungsmittels von dem mittleren Rohr 32 zu dem Auslasskanal 12 befinden, dann ist die Möglichkeit einer Verunreinigung reduziert. Mit Gewinde versehene Verbindungen in der Leitung des sauberen, gefilterten Strömungsmittels sind als eine potenzielle Verunreinigungsquelle identifiziert worden. Wenn Gewinde geschnitten oder auf andere Arten auf einer Metallkomponente oder sogar einer Plastikkomponente geformt werden, verbleibt oft eine kleine Menge von Abrieb auf den Gewinden. Wenn die Gewindeverbindung hergestellt wird, kann der Abrieb durch den Schraubvorgang entfernt werden, und kann dann frei in die Leitung des sauberen Strömungsmittels eintreten und zu einer Verunreinigung der stromabwärts liegenden Komponenten führen. Somit eliminiert das Vermeiden von Gewinden in den Leitungen des sauberen Strömungsmittels diese potenzielle Verunreinigungsquelle.
Das Vorsehen von Gewinden an dem Filterelement 30 liefert praktische Mittel, um die mit Gewinde versehene Verbindung zu reparieren, sollten die Gewinde eingeschnitten oder auf andere Weise beschädigt sein. Wenn sich eine mit Gewinde versehene Verbindung zwischen dem Behälter 20 und dem Abfluss 40 befindet (wie in Systemen des Standes der Technik), müssen entweder der Behälter 20 oder der Abfluss 40, oder beide, ersetzt werden, wenn die Gewinde eingeschnitten oder auf andere Weise beschädigt sind. Wenn das Gewinde 37, das auf dem Filterelement 30 geformt ist, in Plastik geformt ist, während das Gewinde 45 auf dem Abfluss 40 in einem härteren Material geformt ist (möglicherweise Aluminium oder einem anderen Metall), wird es, wenn die Gewinde 37 und 45 verkantet werden, wahrscheinlicher sein, dass nur das Gewinde 37 beschädigt wird. Das Gewinde 37 ist leicht durch Ersetzen des Filterelements 30 ersetzbar. Schließlich sieht der Eingriff zwischen dem Abfluss 40 und dem Filterelement 30 Mittel vor, um das Filterelement auf sichere Weise in dem Behälter 20 zu halten.
Das Halten des Filterelements 30 in dem Behälter 20 kann einige Vorteile während der Installation und dem Ersetzen des Filterelements 30 haben. Beispielsweise kann der Behälter 20 von einem Techniker umgedreht werden, um restliches Strömungsmittel daraus zu entleeren, ohne dass das Filterelement 30 herausfällt. Auch kann das Filterelement 30 in der korrekten Position in dem Behälter 20 gehalten werden, so dass, wenn der Behälter 20 an der Basis 10 angebracht ist, das Filterelement 30 ordnungsgemäß mit den Merkmalen bzw. Formen der Basis 10 ausgerichtet sein wird.
Andere Vorteile können ebenfalls in manchen Anwendungen realisiert werden. In manchen Anwendungen kann die Herstellung des Behälters 20 vereinfacht werden, da an dem Behälter keine Struktur für das Eingreifen des Abflusses (z. B. Gewinde) benötigt wird.
Ein Abflussknopf 50 ermöglicht das Drehen des Abflusses 40, um ihn zwischen seinen geschlossenen und offenen Positionen zu bewegen. Der Abflussknopf 50 kann optional am Abfluss 40 am Äußeren des Behälters 20 positioniert werden. Der Abflussknopf 50 weist Keile 51 auf, die mit Keilen 48 ineinandergreifen, die auf dem Äußeren des Abflusses 40 ausgebildet sind. Die Keile 51, 48 gestatten dem Abflussknopf 50, sich in axialer Richtung relativ zum Abfluss 40 zu bewegen (entlang einer Achse parallel Drehrichtung. Das Drehen von Abflussknopf 50 wird zu einer entsprechenden Drehung des Abflusses 40 führen.
Zusätzlich weist der Abflussknopf 50 Nockenflächen 52 auf, die mit gegenseitigen Nockenflächen 26 auf dem Abflussansatz 24 in Eingriff kommen. Eine Feder 53 wirkt zwischen dem Abfluss 40 und dem Abflussknopf 50, indem sie die Nockenflachen 52 in Richtung eines Eingriffs mit den Nockenflächen 26 vorspannt. Wenn die Nockenflächen 52 und 26 miteinander in Eingriff kommen, gestatten sie dem Abflussknopf 50, sich relativ zum Behälter 20 nur in eine einzige Richtung zu drehen. Die Nockenflächen 52 und 26 können ausgebildet sein, um eine Drehung des Abflussknopfes 50 und des Abflusses 40 in Richtung seiner geschlossenen Position zu gestatten (in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel im Uhrzeigersinn), aber zu verhindern, dass sich der Abfluss 40 in die entgegengesetzte Richtung in Richtung seiner offenen Position dreht, außer wenn die Nockenflächen 52 und 26 außer Eingriff sind. Sie können außer Eingriff gebracht werden durch Ziehen des Ablaufknopfes 50 gegen die Vorspannung der Feder 53 und durch Trennen der zwei Nockenflächen 52, 26. Die Nockenflächen 52, 26 gestatten eine relative Drehung in einer Richtung durch Vorsehen von Nocken, wodurch die Nocken aneinander in eine Richtung vorbeigleiten. Die Nockenflächen 52, 26 verhindern eine relative Drehung in die andere Richtung durch Vorsehen von positiven Anschlagoberflächen, die eingreifen oder aufeinander treffen.
Eine Feder 27 kann optional zwischen dem Abfluss 40 und dem Behälter 20 wirken. Die Feder 27 spannt den Abfluss 40 in Richtung des Behälters 20 vor. Dies kann Vorteile beim Einführen und Entfernen des Filterelements 30 vorsehen. Beispielsweise führt im Zusammenwirken mit dem Abflussknopf 50 das Vorspannen des Abflusses 40 nach oben dazu, dass die Nockenflächen 52, 26 in Eingriff kommen und zeitweise eine Drehung des Abflusses 40 in eine Richtung blockieren. Wenn die Feder 27 wie in den Figuren gezeigt angeordnet ist und mit den Nocken 52 und 26 kann ein Techniker ein Ersatzfilterelement 30 auf einfache Weise installieren, indem er den Behälter 20 in einer Hand hält, und durch Drehen des Filterelementes 30 mit der anderen Hand, um das Filterelement 30 in Eingriff mit dem Abfluss 40 zu bringen.
Das Behälterfiltersystem 1 kann montiert werden, indem als erstes das Filterelement 30 in dem Behälter 20 positioniert wird. Der Behälter 20 weist ein offenes Ende 21 auf, durch welches das Filterelement 30 hindurch gehen kann, und ein geschlossenes Ende 22. Als nächstes wird der Abfluss 40 dazu gebracht, mit dem Filterelement 30 in Eingriff zu kommen. Der Abfluss 40 geht durch die Bohrung 25 in den Behälter 20, wobei die Einlassöffnung 42 in den Behälter vorsteht, um mit dem Filterelement 30 in Eingriff zu kommen. Vorzugsweise werden zunächst das Filterelement 30 und der Abfluss 40 vollständig in Eingriff gebracht, was gleichzeitig den Abfluss in eine geschlossene Position bewegt, bevor der Behälter 20 schließlich mit der Basis 10 in Eingriff kommt, um die Montage abzuschließen.
Da die ersten und zweiten ringförmigen Dichtungen 38 und 39 (siehe 1) integral mit dem Filterelement 30 ausgebildet sind oder daran angebracht sind, werden viele der Oberflächen und Dichtungen, die in dem System 1 eine dichtende Funktion vorsehen, ersetzt, wenn das Filterelement 30 ersetzt wird. Dies hilft dabei sicherzustellen, dass das System 1 während seiner Lebensdauer richtig funktionieren wird.
Industrielle Anwendbarkeit
Das Behälterfiltersystem 1 kann verwendet werden, um Verunreinigungen aus Strömungsmittelsystemen zu filtern, die Brennstoffsysteme, Schmierölsysteme, hydraulische Strömungsmittelantriebssysteme, Hydraulikströmungsmittelsteuersysteme, Getriebeströmungsmittelsysteme, Motorlufteinlasssysteme und Ähnliches aufweisen, während es gestattet, dass Strömungsmittel auf praktische Weise unter Verwendung des Abflusses 40 abgelassen werden kann. Aufgrund der Anordnung des Abflusses 40 mit dem Filterelement 30 wird ein Techniker daran gehindert, versehentlich oder absichtlich das System 1 zu betreiben, wenn kein Filterelement 30 an seiner Stelle ist. Diese Betriebseinschränkung hilft dabei, die Komponenten zu schützen, die gegenüber Verunreinigung sensibel sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6814243 [0006]

Claims

Filterelement (30), das Folgendes aufweist: ein ringförmiges Filtermedium (31), das ein mittleres Reservoir umgibt, wobei das Filtermedium (31) gestattet, dass Strömungsmittel in das mittleren Reservoir eintritt, wobei es aber den Durchfluss von Verunreinigungen blockiert; ein axiales offenes Ende mit einer Öffnung (35), die gestattet, dass Strömungsmittel von dem mittleren Reservoir zu dem Äußeren des Filterelements (30) fließt, und eine erste ringförmige Dichtung (38), die die Öffnung (35) umgibt; ein axiales geschlossenes Ende gegenüber dem axialen offenen Ende; und eine Dichtungsstruktur, die benachbart zum axialen geschlossenen Ende ausgebildet ist zum Bilden einer lösbaren Dichtung mit einem Ablauf (40).
Filterelement (30) nach Anspruch 1, das weiter eine Eingriffsstruktur aufweist, die benachbart zum axialen geschlossenen Ende ausgebildet ist, um einen lösbaren Eingriff mit dem Abfluss (40) zu bilden.
Filterelement (30) nach Anspruch 2, wobei die Eingriffsstruktur ein Gewinde (37) aufweist.
Filterelement (30) nach Anspruch 3, wobei das axiale geschlossene Ende eine Ausnehmung (36) aufweist und das Gewinde (37) auf der Innenoberfläche der Ausnehmung (36) ausgebildet ist.
Filterelement (30) nach Anspruch 4, wobei die Ausnehmung (36) ein offenes Ende (36a), einen mit Gewinde versehenen Abschnitt (36c) und einen glatten Abschnitt (36b) aufweist, der zwischen dem offenen Ende (36a) und dem mit Gewinde versehenen Abschnitt (36c) angeordnet ist.
Filterelement (30) nach Anspruch 1, wobei das axiale offene Ende eine offene Endplatte (34) aufweist, das axiale geschlossene Ende eine geschlossene Endplatte (33) aufweist und das mittlere Reservoir durch ein mittleres Rohr (32) definiert wird, wobei das mittlere Rohr (32) mit der offenen Endplatte (34) und der geschlossenen Endplatte (33) verbunden ist.
Filterelement (30) nach Anspruch 6, wobei die offene Endplatte (34) gestattet, dass Strömungsmittel dort hindurch von dem mittleren Rohr (32) fließt, und wobei die geschlossene Endplatte (33) verhindert, dass Strömungsmittel dort hindurch in das mittlere Rohr (32) fließt.
Filterelement (30) nach Anspruch 1, das weiter eine zweite ringförmige Dichtung (39) aufweist, die im Durchmesser größer ist als die erste ringförmige Dichtung (38), um zwischen einem Behälter (20) und einer Basis (10) abzudichten, wenn das Filterelement (30) in einem Behälterfiltersystem (1) installiert ist.
Filterelement (30), das Folgendes aufweist: ein ringförmiges Filtermedium (31), welches ein mittleres Reservoir umgibt, wobei das Filtermedium (31) gestattet, dass Strömungsmittel in das mittlere Reservoir läuft, aber das Hindurchtreten von Verunreinigungen blockiert; ein axiales offenes Ende an einem ersten Ende des mittleren Reservoirs mit einer Öffnung (35), die gestattet, dass Strömungsmittel von dem mittleren Reservoir zum Äußeren des Filterelementes (30) fließt, und eine erste ringförmige Dichtung (38), die die Öffnung umgibt; ein axiales geschlossenes Ende an einem zweiten Ende des mittleren Reservoirs gegenüber dem ersten Ende, wobei Strömungsmittel nicht durch das axiale geschlossene Ende in das mittlere Reservoir oder aus diesem hinaus laufen treten kann; und eine Ausnehmung (36), die benachbart zum axialen geschlossenen Ende ausgebildet ist, um einen Abfluss (40) aufzunehmen, wobei die Ausnehmung (36) ein Gewinde (37) aufweist, das an einer Innenoberfläche aus gebildet ist, und wobei die Ausnehmung (36) ein offenes Ende (36a), einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt (36c), der das Gewinde (37) aufweist, und einen glatten Abschnitt (36b) aufweist, der zwischen dem offenen Ende (36a) und dem mit Gewinde versehenen Abschnitt (36c) angeordnet ist.
Filterelement (30) nach Anspruch 9, das weiter eine zweite ringförmige Dichtung (39) aufweist, die im Durchmesser größer ist als die erste ringförmige Dichtung (38), zum Abdichten zwischen einem Behälter (20) und einer Basis (10), wenn das Filterelement in einem Behälterfiltersystem (1) installiert ist.
Filterelement (30) nach Anspruch 10, in dem das axiale offene Ende eine offene Endplatte (34) aufweist, das axiale geschlossene Ende eine geschlossene Endplatte (33) aufweist und das mittlere Reservoir durch ein mittleres Rohr (32) definiert wird, wobei das mittlere Rohr (32) mit der offenen Endplatte (34) und der geschlossenen Endplatte (33) verbunden ist.
Behälterfiltersystem (1), das Folgendes aufweist: einen Behälter (20), der ein offenes Ende (21) und ein geschlossenes Ende (22) aufweist; einen Abfluss (40), der durch das geschlossene Ende (22) des Behälters hindurch dringt, wobei der Abfluss (40) ein Einlassende (42) und ein gegenüberliegendes Auslassende (43) aufweist, wobei das Einlassende (42) eine Dichtungsstruktur aufweist, die darauf ausgebildet ist; ein Filterelement (30), das durch das offene Ende (21) des Behälters einführbar ist und in dem Behälter (20) positioniert ist, wobei das Filterelement (30) Folgendes aufweist: ein ringförmiges Filtermedium (31), das ein mittleres Reservoir umgibt; ein offenes axiales Ende mit einer Öffnung (35), die gestattet, dass Strömungsmittel aus dem mittleren Reservoir austritt; ein geschlossenes axiales Ende gegenüber dem offenen axialen Ende; eine Dichtungsstruktur benachbart zum geschlossenen axialen Ende; und wobei der Abfluss (40) bewegbar ist zwischen einer geschlossenen Position, in der die Dichtungsstruktur verhindert, dass Strömungsmittel von dem Behälter (20) in das Einlassende (42) des Abflusses fließt, und einer offenen Position, in der Strömungsmittel von dem Behälter (20) in das Einlassende (42) des Abflusses und aus dem Auslassende (43) des Abflusses fließen kann; und wobei, wenn sich der Abfluss (40) in der geschlossenen Position befindet, die Dichtungsstruktur am Einlassende des Abflusses (40) in Eingriff mit der Dichtungsstruktur ist, die auf dem Filterelement (30) ausgebildet ist, um eine lösbare Dichtung zu bilden.
Behälterfiltersystem (1) nach Anspruch 12, das weiter Folgendes aufweist: eine Eingriffsstruktur, die auf dem Einlassende (42) des Abflusses (40) ausgebildet ist; und eine Eingriffsstruktur, die auf dem Filterelement (30) ausgebildet ist; wobei wenn der Abfluss (40) in seiner geschlossenen Position ist, die Eingriffsstruktur auf dem Einlassende (42) des Abflusses (40) in Eingriff mit der Eingriffsstruktur ist, die auf dem Filterelement (30) ausgebildet ist, um einen lösbaren Eingriff zu bilden.
Behälterfiltersystem (1) nach Anspruch 13, wobei die Eingriffsstruktur auf dem Filterelement (30) und die Eingriffsstruktur auf dem Einlassende (42) des Abflusses (40) jeweils Gewinde (37, 45) aufweisen.
Behälterfiltersystem (1) nach Anspruch 12, wobei die Dichtungsstruktur eine Ausnehmung (36) aufweist, die in dem geschlossenen axialen Ende des Filterelements (30) ausgebildet ist, und eine Einlassöffnung (46), die in dem radialen Äußeren des Einlassendes (42) des Abflusses (40) ausgebildet ist.
Behälterfiltersystem (1) nach Anspruch 15, wobei die Ausnehmung (36) ein offenes Ende (36a), ein geschlossenes Ende (36d) und einen glatten Abschnitt (36b) zwischen dem offenen und geschlossenen Ende (36a, 36d) aufweist, und wobei die Einlassöffnung (46) blockiert ist, wenn sie sich in dem glatten Abschnitt (36b) befindet.