DE102017011081A1

DE102017011081A1 - Filtersystem und Filterelement

Info

Publication number: DE102017011081A1
Application number: DE102017011081.6A
Authority: DE
Inventors: André Rösgen; Petra Skorpiková; Markus Nefzer; Fabian Wagner; Frank Pflüger; Robert Hasenfratz; Christian Thalmann
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2037-12-01
Also published as: DE102017011081B4; US10737201B2; US20180161707A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, das wenigstens ein Filterelement (10), ein Filtergehäuse (108) mit mindestens einem ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil, insbesondere einem Deckel (110), sowie eine Kupplungsvorrichtung (50) umfasst. Die Kupplungsvorrichtung (50) umfasst dabei wenigstens ein erstes Kupplungsteil (60) und wenigstens ein dazu korrespondierendes zweites Kupplungsteil (70) zur lösbaren Kopplung des wenigstens einen Filterelements (10) mit dem zweiten Gehäuseteil (110). Das erste Kupplungsteil (60) weist ein oder mehrere erste Rastmittel (62) und Steuerflächen (64) auf. Das zweite Kupplungsteil (70) weist ein oder mehrere zweite Rastmittel (72) auf, die mit den ein oder mehreren ersten Rastmitteln (62) und Steuerflächen (64) in Wirkverbindung bringbar sind. Wenigstens die ersten und zweiten Rastmittel (62, 72) sind beim Zusammenfügen und die Steuerflächen (64) und die zweiten Rastmittel (72) sind beim Lösen von erstem und zweitem Gehäuseteil (110) in Wirkverbindung bringbar. Die zweiten Rastmittel (72) haben jeweils drei Schrägen (76, 77, 79), von denen zumindest zwei bei einer relativen Verdrehung des Filterelements (10) um die Längsachse (L) gegenüber dem zweiten Gehäuseteil (110) mit den Steuerflächen (64) zum Lösen des zweiten Gehäuseteils (110) von dem Filterelement (10) zusammenwirken.Die Erfindung betrifft ferner ein austauschbares Filterelement (10) sowie eine Verwendung des Filtersystems (100).

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids, insbesondere zur Verwendung als Öl- oder Kraftstofffilter einer Brennkraftmaschine, sowie ein austauschbares Filterelement zur Verwendung in einem solchen Filtersystem.
Stand der Technik
Aus der DE 10 2010 020 727 B4 ist ein Filtersystem bekannt, das ein Gehäuse umfasst, das aus wenigstens zwei Gehäuseteilen besteht, und ein Filterelement, das mittels einer lösbaren Rastverbindung in einem der Gehäuseteile, das als Befestigungsgehäuseteil für das Filterelement wirkt, befestigt ist. Dabei weist die Rastverbindung wenigstens zwei zusammenwirkende Rastbauteile auf, wobei eines der Rastbauteile mit dem Filterelement und eines der Rastbauteile mit dem Befestigungsgehäuseteil verbunden ist und wenigstens eines der Rastbauteile wenigstens ein Rastmittel umfasst und eines der Rastbauteile eine mit dem Rastmittel korrespondierende Aussparung, in der sich das Rastmittel bajonettartig verhakt, umfasst. Die Aussparung weist folgende Bereiche auf: einen Schließbereich zur Aufnahme des Rastmittels während der Verbindung der Gehäuseteile, einen Rückhaltebereich zur Aufnahme des Rastmittels während der Öffnung des Filtergehäuses, einen Translationsbereich zur Lösung des Rastmittels in der Aussparung und einen Einfuhr- und Ausfuhrbereich zum widerstandsfreien Zusammenfügen und Trennen von Rastmittel und Aussparung.
Ferner ist aus der DE 602 02 365 T2 eine Filtervorrichtung bekannt, deren Filterelement an einer Endscheibe eine Kopplungsvorrichtung aufweist, die eine in Radialrichtung abgeschrägte Eingriffskontur aufweist, hinter der ein gehäuseseitiger Schnapphaken verschnappt werden kann. Unterhalb der Eingriffskontur ist eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Rampe vorgesehen, deren radialer Abstand von der Mittellängsachse in Umfangsrichtung von der Eingriffskontur ausgehend zunimmt. Über diese Rampe kann bei einem relativen Verdrehen von Filterelement und Gehäusebauteil ein Lösen der Schnapphaken von der Eingriffskontur in radialer Richtung bewirkt werden.
Das Filterelement weist ein Rastbauteil auf, das geeignet ist, mit einem Rastbauteil, welches mit einem Befestigungsgehäuseteil eines Filtergehäuses verbunden ist, eine lösbare Rastverbindung zu bilden. Eines der Rastbauteile umfasst dabei wenigstens ein Rastmittel und eines der Rastbauteile umfasst eine mit dem Rastmittel korrespondierende Aussparung, in dem sich das Rastmittel bajonettartig verhakt.
Mittels einer Schalteinrichtung mit Schaltkulisse wird die Rastverbindung aktiviert und deaktiviert. Zur Demontage des Filters wird das Filterelement in das Befestigungsgehäuseteil gesteckt. Durch eine erste impulsförmige Axialbewegung des Filterelements wird mit der Schalteinrichtung eine Schaltnase vom Einfuhr- und Ausfuhrbereich in den Schließbereich gedreht. Zur Demontage wird das Befestigungsgehäuseteil mit dem Filterelement von dem systemfesten Gehäuseteil getrennt. Dabei wird das Rastmittel über den Translationsbereich automatisch in den Rückhaltebereich der Aufnahme gedreht, so dass das Filterelement im Befestigungsgehäuseteil gehalten wird.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filtersystem zur Verwendung eines Filterelements zu schaffen, welches es erlaubt, auf einfache und ergonomische Art das Filterelement in ein Filtergehäuse einzuführen und ohne weitere Hilfsmittel auch wieder zu entnehmen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Filterelement zu schaffen, welches es erlaubt, auf einfache und ergonomische Art das Filterelement in ein Filtergehäuse einzuführen und ohne weitere Hilfsmittel auch wieder zu entnehmen.
Die vorgenannten Aufgaben werden nach einem Aspekt der Erfindung gelöst von einem Filtersystem, wenigstens ein Filterelement, ein Filtergehäuse mit einem zweiten Gehäuseteil, insbesondere einem Deckel, und eine Kupplungsvorrichtung umfasst, wobei die Kupplungsvorrichtung wenigstens ein erstes Kupplungsteil und wenigstens ein dazu korrespondierendes zweites Kupplungsteil zur lösbaren Kopplung des wenigstens einen Filterelements mit dem zweiten Gehäuseteil umfasst.
Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Es wird ein Filtersystem zum Filtern eines Fluids vorgeschlagen, welches wenigstens ein Filterelement, ein Filtergehäuse mit einem zweiten Gehäuseteil, sowie eine Kupplungsvorrichtung umfasst, wobei die Kupplungsvorrichtung wenigstens ein erstes Kupplungsteil und wenigstens ein dazu korrespondierendes zweites Kupplungsteil zur lösbaren Kopplung des wenigstens einen Filterelements mit dem zweiten Gehäuseteil umfasst. Dabei weist das erste Kupplungsteil ein oder mehrere erste Rastmittel und Steuerflächen auf. Das zweite Kupplungsteil weist dazu ein oder mehrere zweite Rastmittel auf, die mit den ein oder mehreren ersten Rastmitteln und Steuerflächen in Wirkverbindung bringbar sind. Wenigstens die ersten und zweiten Rastmittel sind dabei beim Zusammenfügen und die Steuerflächen und die zweiten Rastmittel beim Lösen von zweitem Gehäuseteil und Filterelement in Wirkverbindung bringbar.
Das erfindungsgemäße Filtersystem weist eine Kupplungsvorrichtung auf, welche es erlaubt, das zweite Gehäuseteil, insbesondere einen Deckel, des Filtergehäuses in einer neutralen Position entlang einer Längsachse über das Filterelement zu schieben und zu verrasten. Das zweite Gehäuseteil ist in diesem Zustand über die Kupplungsvorrichtung fest mit der Endscheibe des Filterelements und damit mit dem Filterelement selbst gekoppelt, so dass mit dem zweiten Gehäuseteil das Filterelement angehoben und in das Filtergehäuse eingesetzt werden kann. In einer Demontageposition kann das Filterelement, beispielsweise zu Wartungszwecken, zusammen mit dem zweiten Gehäuseteil, insbesondere einem Deckel, aus dem Filtergehäuse entnommen werden, so dass durch Abheben des zweiten Gehäuseteils von dem Filtergehäuse das Filterelement aus seiner Lagerung im Filtergehäuse herausgezogen werden kann. Mittels einer relativen Drehbewegung von zweitem Gehäuseteil und Filterelement gegeneinander können das zweite Gehäuseteil und das Filterelement voneinander wieder getrennt werden, so dass das Filterelement gewechselt werden kann und ein neues Filterelement mit dem zweiten Gehäuseteil verbunden und in das erste Gehäuseteil eingesetzt werden kann.
Die Kupplungsvorrichtung ist so aufgebaut, dass Rastmittel eines ersten Kupplungsteils mit Rastmitteln eines zweiten Kupplungsteils zusammenwirken können, wobei das erste Kupplungsteil beispielsweise am zweiten Gehäuseteil und das zweite Kupplungsteil am Filterelement angeordnet sein kann. So kann beispielsweise eine oder mehrere Rastnasen des zweiten Rastmittels in das erste Rastmittel eingreifen und beispielsweise in Öffnungen, die am ersten Rastmittel angebracht sind, verrasten. Die Kupplungsvorrichtung ist so ausgelegt, dass sie die Kräfte für ein Herausziehen des Filterelements aus seiner Lagerung mit einer eventuellen Öffnung eines Abflusskanals zum Abfließen des noch im Filtersystem enthaltenen Fluids aufnehmen kann. Auf diese Weise ist bei stehenden Filtersystemen gewährleistet, dass Rohfluid beim Entnehmen des Filterelements nicht auf die Reinseite des Filtersystems und damit möglicherweise in die Brennkraftmaschine gelangen kann. Die dafür nötigen Kräfte können bei großen Filterelementen, beispielsweise für Nutzfahrzeuganwendungen, durchaus bei mehreren 100 N liegen.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Filtersystems liegt besonders darin, dass das Lösen des zweiten Gehäuseteils von dem Filterelement durch rein axiale Drehbewegungen des zweiten Gehäuseteils gegen das Filterelement erfolgen kann, während die dafür nötigen Kupplungselemente in radialer Anordnung auf koaxialen Kreisen ausgeführt sein können. Zum Herausziehen des Filterelements Öffnen eines Ablaufs des Filtersystems sind Rastmittel, die einen Hinterschnitt aufweisen vorteilhaft. Zum Lösen des zweiten Gehäuseteils von dem Filterelement durch Führung der Rastmittel an einer Steuerfläche sind Hinterschnitte in dem entsprechenden Kupplungsteil für eine Steuerfläche ebenfalls vorteilhaft.
Es ist auch vorteilhaft, wenn das zweite Gehäuseteil in wenigstens einer neutralen Position der Kupplungsvorrichtung von dem Filterelement abziehbar ist. Wenn das Filterelement mit dem zweiten Gehäuseteil in der Demontageposition aus dem Filtergehäuse herausgezogen ist, kann das zweite Gehäuseteil so günstig durch Drehen um die Längsachse in einer neutralen Position der Kupplungsvorrichtung leicht abgezogen werden. Ebenso kann es in der entsprechenden neutralen Position zu einer Montage des Filterelements durch Aufschieben in axialer Richtung auch aufgesetzt werden, um dann mit dem zweiten Gehäuseteil das getauschte Filterelement in das Filtergehäuse wieder einzusetzen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die ersten und zweiten Rastmittel dazu ausgebildet sein, dass bei einer relativen axialen Bewegung von zweitem Gehäuseteil und Filterelement in Montagerichtung die zweiten Rastmittel mit den ersten Rastmitteln verrastbar sind. Bei diesem Verrasten zum Zwecke der Montage des Filterelements in das zweite Gehäuseteil, insbesondere Deckel, wird durch eine Zusammenwirkung der axialen Schrägen der zweiten Rastmittel mit den Steuerflächen der ersten Rastmittel eine Rastverformung der zweiten Rastmittel in radialer Richtung erreicht, die o. g. Verrasten erst ermöglicht. Eine solche Montage durch einfaches Aufschieben des zweiten Gehäuseteils auf das Filterelement mit dabei erfolgender Verrastung der beiden Rastmittel stellt eine sehr sichere und praktikable Lösung dar, um das Filterelement mit dem zweiten Gehäuseteil fest zu verbinden, so dass das Filterelement mittels des zweiten Gehäuseteils gehandhabt und beispielsweise in das Gehäuse des Filtersystems eingesetzt oder auch daraus wieder entnommen zu werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die ein oder mehreren Steuerflächen dazu ausgebildet sein, dass bei einer relativen Verdrehung um eine Längsachse von zweitem Gehäuseteil und Filterelement die zweiten Rastmittel entlang der Steuerflächen in radialer und/oder axialer Richtung bewegbar sind. Auf diese Weise ist das Filterelement mit dem zweiten Gehäuseteil fest verbunden und gut handhabbar, wenn an dem zweiten Gehäuseteil in axialer Richtung gezogen wird, jedoch kann auf der anderen Seite das zweite Gehäuseteil auch wiederum leicht gelöst werden, wenn die Steuerfläche bei einer relativen Verdrehung um die Längsachse von zweitem Gehäuseteil gegen das Filterelement die zweiten Rastmittel bewegt und aus ihrer Verrastung gelöst werden. Dabei können die zweiten Rastmittel durch eine Schräge, die an dem zweiten Rastmittel angebracht ist, mit einer Schräge der Steuerfläche so zusammenwirken, dass das zweite Rastmittel in radialer Richtung verschoben wird und sich dadurch aus der Verrastung lösen kann.
Vorteilhaft können das erste Kupplungsteil am zweiten Gehäuseteil und das zweite Kupplungsteil am Filterelement sein. Bei dieser Ausgestaltung liegt der Vorteil darin, dass das erste Kupplungsteil mit entsprechenden Steuerflächen im zweiten Gehäuseteil angeordnet ist, wo es günstiger ist, Steuerflächen in Hinterschnitten konstruktiv unterzubringen. Das zweite Kupplungsteil mit Rastmitteln in Form von Schnapp- oder Rastelementen kann dabei günstig an einer Endscheibe des Filterelements angeordnet werden.
Alternativ dazu ist auch eine Anordnung des ersten Kupplungsteils am Filterelement und des zweiten Kupplungsteils am zweiten Gehäuseteil möglich. Bei einer dickeren Endscheibe ist es auch denkbar, das erste Kupplungsteil mit Steuerflächen in der Endscheibe unterzubringen, in welche korrespondierende Rastmittel eines zweiten Kupplungsteils eingreifen und verrastet werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Kupplungsvorrichtung außerhalb von Bereichen mit mechanischen Spannungsspitzen des zweiten Gehäuseteils angeordnet sein. Dadurch wird die Lastverteilung, die auf das zweite Gehäuseteil wirkt, günstig verteilt, so dass die Gefahr von Materialermüdung und eventueller Bruch des Materials durch eine solche Gestaltung der Anordnung der Kupplungsvorrichtung reduziert werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die zweiten Rastmittel Rastnasen umfassen. Rastnasen sind einfache Rastmittel, die sicher in Hinterschnitte oder Öffnungen einrasten können und so eine sichere Verbindung von zweitem Gehäuseteil und Filterelement sicherstellen können. Weiter sind Rastnasen auch günstig zu fertigen, so dass sie mit ihren Hinterschnitten sicher darstellbar sind. Alternativ oder zusätzlich können sich die zweiten Rastmittel auf zumindest einem Umfang axial von einer Endscheibe des Filterelements weg erstrecken.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Steuerflächen wenigstens eine axial ausgerichtete Schräge und eine tangential ausgerichtete Schräge umfassen. Eine solche tangential ausgerichtete Schräge an einer Steuerfläche kann mit einem zweiten Rastmittel so günstig zusammenwirken, dass das zweite Rastmittel in radialer Richtung verschoben wird und sich dadurch aus der Verrastung lösen kann. Dadurch kann die Steuerfläche bei einer relativen Verdrehung von zweitem Gehäuseteil gegen das Filterelement die zweiten Rastmittel bewegen und aus ihrer Verrastung lösen. Eine solche axial ausgerichtete Schräge kann mit dem zweiten Rastmittel so günstig zusammenwirken, dass das zweite Rastmittel in axialer Richtung verschoben und der Deckel so von dem Filterelement gelöst werden kann.
Vorteilhafterweise liegen die in radiale Richtung weisende axiale Schräge, die seitliche axiale Schräge und die tangentiale Schräge in einem gemeinsamen Eckbereich der zweiten Rastmittel vor, der als komplexer Eckbereich mit den drei funktionalen Schrägen ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß weisen die zweiten Rastmittel jeweils drei Schrägen auf, wobei zumindest zwei der Schrägen bei einer Verdrehung um die Längsachse des zweiten Gehäuseteils gegenüber dem Filterelement mit den Steuerflächen zum Lösen des zweiten Gehäuseteils von dem Filterelement zusammenwirken. Eine solche Schräge an einem zweiten Rastmittel kann mit einer Schräge, die an einer Steuerfläche angeordnet ist, so günstig zusammenwirken, dass das zweite Rastmittel in radialer Richtung verschoben wird und sich dadurch aus der Verrastung lösen kann. Dadurch kann die Steuerfläche bei einer relativen Verdrehung um die Längsachse von zweitem Gehäuseteil gegen das Filterelement die zweiten Rastmittel bewegen und aus ihrer Verrastung lösen.
Erfindungsgemäß umfassen die zweiten Rastmittel wenigstens eine axial ausgerichtete, in radialer Richtung weisende axiale Schräge, eine axial ausgerichtete, in Umfangsrichtung weisende seitliche axiale Schräge, und eine tangential ausgerichtete tangentiale Schräge. Dadurch ist es möglich, dass die Schrägen der zweiten Rastmittel günstig mit den Steuerflächen der ersten Rastmittel zusammenwirken können, um die zweiten Rastmittel zu verrasten oder aus der Verrastung zu lösen und axial zu verschieben, so dass Deckel und Filterelement geeignet gefügt und voneinander gelöst werden können.
Durch die Zusammenwirkung der Schrägen mit den korrespondierenden Steuerflächen des ersten Kupplungsteils wird bei einer relativen Verdrehung des Filterelements um die Längsachse gegenüber dem zweiten Gehäuseteil durch die tangentialen Schrägen zunächst eine Löseverformung der Rastmittel in radialer Richtung und durch die Zusammenwirkung der seitlichen axialen Schrägen mit den Steuerflächen eine Ausrückbewegung in Axialrichtung erreicht.
Die durch die tangentialen Schrägen bewirkte Verformung der zweiten Rastmittel in Radialrichtung zum Lösen soll hierbei mindestens so groß sein, dass sich diese aus dem Rasteingriff mit den ersten Rastmitteln lösen lassen. Um hohe Auszugskräfte des Filterelements aus dem zweiten Gehäuseteil, insbesondere Gehäusedeckel, zu vermeiden sind die tangentialen Schrägen vorgesehen, die eben eine Ausrückbewegung in Axialrichtung mit erzeugen. Gewissermaßen wird durch die Zusammenwirkung der tangentialen Schrägen mit den korrespondierenden Steuerflächen eine integrierte Filterelement-Abziehvorrichtung bereitgestellt, die die Demontage erheblich erleichtert, insbesondere bei Verschmutzung und/oder bei Alterungserscheinungen.
Diese Funktionalität ist insbesondere wichtig, wenn über das Filterelement ein in einem Gehäuseteil (z.B. Gehäusetopf) vorgesehener Serviceablauf geöffnet wird, der in dem Gehäuse befindliches Fluid im Servicefall beim Entnehmen des Filterelements beispielsweise in einen Tank und/oder eine Ölwanne zurückleitet. Je nach Abdichtungskonzept dieses Serviceablaufs ergeben sich insbesondere bei radialen Dichtkonzepten mitunter hohe Auszugskräfte, die unter anderem durch Quellen von elastomeren Dichtelementen und Alterungserscheinungen sowie Verschmutzung verursacht werden. Diese Auszugskräfte müssen nun vom anderen Gehäuseteil, meist dem Deckel, über das Filterelement bis zu dem Verschlusselement des Serviceablaufs übertragen werden. Da, wie o.g., solche Auszugskräfte mitunter mehrere 100 N betragen, muss eine Verbindung des Filterelements mit dem Deckel den auftretenden Kräften auf jeden Fall standhalten, d.h. eine Rastverbindung muss ausreichend rigide ausgeführt sein; dies macht es jedoch wiederum schwierig, die Rastverbindung ohne Hilfsmittel wieder zu lösen. An dieser Stelle setzt die erfindungsgemäße Lösung an, indem der Ausbau eines Filterelements mit einer sehr rigiden Rastverbindung aus dem Deckel deutlich vereinfacht wird.
Wie bereits hierin erläutert, sind die in radiale Richtung weisenden axialen Schrägen hingegen in erster Linie funktionell beim Verrasten des Filterelements mit dem zweiten Gehäuseteil, insbesondere Deckel, funktionell relevant.
Besonders vorteilhaft ist dies möglich, wenn die axial ausgerichtete, in radialer Richtung weisende axiale Schräge und die axial ausgerichtete, in Umfangsrichtung weisende seitliche axiale Schräge um wenigstens einen Winkel von 90 Grad gegeneinander gekippt sind.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die ersten Rastmittel Öffnungen und/oder Aussparungen umfassen. Dabei können die zweiten Rastmittel, die beispielsweise als Rastnasen ausgebildet sind, in diese Öffnungen und/oder Aussparungen eingreifen und so eine Verrastung von zweitem Gehäuseteil und Filterelement bewirken. Eine solche Verrastung ist besonders in einer Betriebsposition vorteilhaft, da dadurch ein unabsichtliches Abziehen des zweiten Gehäuseteils verhindert werden kann. Erst durch Überwinden eines bestimmten Widerstands kann die Kupplungsvorrichtung geöffnet und das zweite Gehäuseteil von dem Filterelement abgezogen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das erste Kupplungsteil als hülsenförmiger Abschnitt ausgebildet sein, in dessen Wandung die ersten Rastmittel angeordnet sind. Ein solcher hülsenförmiger Abschnitt ist als Kupplungsteil besonders vorteilhaft, da die Kraftverteilung und Einleitung der Kräfte in das zweite Gehäuseteil günstig ausgebildet werden kann. Auch ist ein hülsenförmiger Abschnitt beim Handhaben des zweiten Gehäuseteils, insbesondere eines Deckels, sehr vorteilhaft, da er robust gestaltet werden kann, so dass unabsichtliche Beschädigungen auch ausgeschlossen werden können. Der hülsenförmige Abschnitt kann sicher über das zweite Kupplungsteil geschoben und so mit dem ersten Kupplungsteil verrastet werden, wobei in dem hülsenförmigen Abschnitt vorteilhaft Öffnungen zum Verrasten der zweiten Rastmittel angeordnet sein können. Die Öffnungen können als die Wandung des hülsenförmigen Abschnitts durchbrechende Fenster oder als die Wandung nicht durchbrechende Ausnehmungen ausgestaltet sein. Die Form des hülsenförmigen Abschnitts mit den Öffnungen kann auch als Krone beschrieben werden. Der hülsenförmige Abschnitt ist etwa am Deckel angeordnet und erstreckt sich in Längsrichtung in einer in einem Einbauzustand zu dem Filterelement weisenden Richtung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Filterelement bei verrasteten Rastmitteln mit dem zweiten Gehäuseteil entlang der Längsachse in das Filtergehäuse einsetzbar und ausziehbar sein. In einer Demontageposition kann das Filterelement, beispielsweise zu Wartungszwecken, aus dem Filtergehäuse entnommen werden, so dass durch Abheben des zweiten Gehäuseteils, insbesondere des Deckels, von dem Filtergehäuse das Filterelement aus seiner Lagerung im Filtergehäuse herausgezogen werden kann. Die Kupplungsvorrichtung ist so ausgelegt, dass sie die Kräfte für ein Herausziehen des Filterelements aus seiner Lagerung mit einer eventuellen Öffnung eines Abflusskanals zum Abfließen des noch im Filtersystem enthaltenen Fluids aufnehmen kann. Auf diese Weise ist bei stehenden Filtersystemen gewährleistet, dass Rohfluid beim Entnehmen des Filterelements nicht auf die Reinseite des Filtersystems und damit möglicherweise in die Brennkraftmaschine gelangen kann.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das zweite Kupplungselement in radialer Richtung innerhalb des ersten Kupplungselements angeordnet sein. Ebenso ist jedoch denkbar, dass das zweite Kupplungselement in radialer Richtung außerhalb des ersten Kupplungselements angeordnet ist. Entsprechend können die Rastnasen nach radial außen weisend oder nach radial innen weisend angeordnet sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Filtersystem als Ölfilter oder Kraftstofffilter, insbesondere als Ölfilter oder Kraftstofffilter einer Brennkraftmaschine verwendet werden.
Die Erfindung betrifft nach einem weiteren Aspekt ein Filterelement zum Einbau in ein erfindungsgemäßes Filtersystem, das wenigstens eine an einer Stirnseite eines Filterbalgs angeordnete Endscheibe mit einem Kupplungsteil, das zum bestimmungsgemäßen Zusammenwirken mit einem korrespondierenden Kupplungsteil einer Kupplungsvorrichtung vorgesehen ist, aufweist. Die Kupplungsvorrichtung erlaubt dabei, das zweite Gehäuseteil des Filtergehäuses in einer neutralen Position entlang einer Längsachse über das Filterelement zu schieben und zu verrasten. Das zweite Gehäuseteil des Filtergehäuses ist in diesem Zustand über die Kupplungsvorrichtung fest mit der Endscheibe des Filterelements und damit mit dem Filterelement selbst gekoppelt, so dass mit dem zweiten Gehäuseteil das Filterelement angehoben und in das Filtergehäuse eingesetzt werden kann. In einer Demontageposition kann das Filterelement, beispielsweise zu Wartungszwecken, aus dem Filtergehäuse entnommen werden, so dass durch Abheben des zweiten Gehäuseteils von dem Filtergehäuse das Filterelement aus seiner Lagerung im Filtergehäuse herausgezogen werden kann. Mittels einer relativen Drehbewegung von zweitem Gehäuseteil und Filterelement gegeneinander können das zweite Gehäuseteil und das Filterelement voneinander wieder getrennt werden.
Zu diesem Zweck weist das Kupplungsteil des Filterelements ein oder mehrere Rastmittel auf. Die Rastmittel umfassen jeweils Schrägen, die dazu ausgebildet sind, bei einer relativen Verdrehung des Filterelements um seine Längsachse gegenüber einem Gehäuseteil ein Lösen des Gehäuseteils von dem Filterelement zu bewirken. Bei den Schrägen handelt es sich um wenigstens eine axial ausgerichtete, in radialer Richtung weisende, axiale Schräge, eine axial ausgerichtete, in Umfangsrichtung weisende, seitliche axiale Schräge und eine tangential ausgerichtete, tangentiale Schräge. Über die tangentiale Schräge ist bei o.g. relativer Verdrehung zunächst eine Löseverformung der Rastmittel in radialer Richtung und über die seitlichen axialen Schrägen eine Ausrückbewegung in Axialrichtung bewirkbar.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen beispielhaft:

1 eine isometrische, teilgeschnittene Darstellung eines Filtersystems nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche die Kupplungsvorrichtung zeigt;
2 eine isometrische Darstellung der Kupplungsvorrichtung nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in 1;
3 eine isometrische, teilgeschnittene Darstellung eines Filtersystems nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, welche eine Kupplungsvorrichtung mit einem ersten und einem zweiten Kupplungsteil zeigt, bei dem ein Filterelement in einem Gehäusedeckel fixiert ist;
4 das Filtersystem von 3 beim Lösen des Deckels von dem Filterelement;
5 eine isometrische Darstellung des Filterelements nach 3 mit zweiten Kupplungsteilen;
6 eine isometrische Darstellung eines isolierten zweiten Kupplungsteils des Filterelements von 5;
7 eine isometrische, teilgeschnittene Innenansicht des Deckels des Filtersystems nach 3, welche erste Kupplungsteile zeigt;
8 einen Ausschnitt einer isometrischen, teilgeschnittenen Darstellung des Filtersystems nach 3 beim Aufsetzen des Deckels auf das Filterelement;
9 eine isometrische, teilgeschnittene Darstellung des Filtersystems nach 3 nach dem Einführen des Filterelements in den Deckel mit darin fixiertem Filterelement in Endposition;
10 das Filtersystem nach 3 beim Verschrauben des Filtergehäuses mit dem Deckel mit eingesetztem Filterelement;
11 das Filtersystem nach 3 mit eingesetztem Filterelement und verschraubtem Filtergehäuse in Endposition;
12 das Filtersystem nach 3 beim Öffnen des Filtergehäuses zum Entfernen des Filterelements mit Deckel;
13 das Filtersystem nach 3 beim weiteren Lösen des Deckels mit Filterelement vom Filtergehäuse;
14 einen Ausschnitt einer isometrischen, teilgeschnittenen Darstellung der Kupplungsvorrichtung des Filtersystems nach 3 beim Lösen des Deckels von dem Filterelement nach Ausbau aus dem Gehäuse; und
15 die Kupplungsvorrichtung nach 14 beim Abziehen des Deckels von dem Filterelement.

Ausführungsformen der Erfindung
In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
In 1 ist eine isometrische, teilgeschnittene Darstellung eines Filtersystems 100 zum Filtern eines Fluids nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zu sehen, wie es als Ölfilter oder Kraftstofffilter, insbesondere als Ölfilter oder Kraftstofffilter einer Brennkraftmaschine, eingesetzt wird. In 1 ist die Kupplungsvorrichtung 50 im Detail gezeigt. Die Darstellung zeigt ein Filtergehäuse 108 mit einem nicht dargestellten ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil 110, wobei das zweite Gehäuseteil 110 vom ersten Gehäuseteil abnehmbar ausgebildet ist. Im Filtergehäuse 110 ist ein Filterelement 10 angeordnet. Das zweite Gehäuseteil 110 ist im Folgenden beispielhaft als Deckel 110 ausgebildet. Das Filtergehäuse 108 mit dem Deckel 110 ist halb aufgeschnitten, so dass das im Inneren des Filtergehäuses 108 angeordnete Filterelement 10 in seiner normalen bestimmungsgemäßen Anordnung zu sehen ist. Das Filtersystem 100 umfasst eine Kupplungsvorrichtung 50, welche ein erstes Kupplungsteil 60 und ein dazu korrespondierendes zweites Kupplungsteil 70 zur lösbaren Kopplung des einen Filterelements 10 mit dem Deckel 110 aufweist.
Das erste Kupplungsteil 60 weist mehrere erste Rastmittel 62 und Steuerflächen 64 auf. Das zweite Kupplungsteil 70 weist mehrere zweite Rastmittel 72 auf, die mit den ersten Rastmitteln 62 und Steuerflächen 64 in Wirkverbindung gebracht werden können. Die ersten und zweiten Rastmittel 62, 72 sind beim Zusammenfügen in Wirkverbindung zu bringen, während die Steuerflächen 64 und die zweiten Rastmittel 72 beim Lösen des Deckels 110 vom Filterelement 10 in Wirkverbindung zu bringen sind. Die ersten und zweiten Rastmittel 62, 72 sind dazu ausgebildet, dass bei einer relativen axialen Bewegung von Deckel 110 und Filterelement 10 die zweiten Rastmittel 72 mit den ersten Rastmitteln 62 verrastbar sind. Der Deckel 110 kann dazu auf das Filterelement 10 in axialer Richtung L aufgeschoben werden. Dies ist durch den in der Figur nach unten weisenden Pfeil F angedeutet. Das Filterelement 10 ist so bei verrasteten Rastmitteln 62, 72 mit dem Deckel 110 entlang der Längsachse L in das erste Gehäuseteil des Filtergehäuses 108 einsetzbar und, beispielsweise bei einer Wartung des Filtersystems 100, auch wieder ausziehbar.
Das erste Kupplungsteil 60 ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel am Deckel 110 und das zweite Kupplungsteil 70 am Filterelement 10, und zwar an der Endscheibe 16, welche den Filterbalg 12 axial an der Stirnseite 15 abschließt, angebracht. Alternativ dazu könnte jedoch auch das erste Kupplungsteil 60 am Filterelement 10 und das zweite Kupplungsteil 70 am Deckel 110 angeordnet sein. Das erste Kupplungsteil 60 ist bei dem Ausführungsbeispiel als hülsenförmigen Abschnitt ausgebildet, in dessen Wandung die ersten Rastmittel 62, in dem dargestellten Beispiel schlitzartige Öffnungen 66, angeordnet sind. Die zweiten Rastmittel 72 sind als Rastnasen 74 ausgebildet, die beim Aufschieben des Deckels 110 auf das Filterelement 10 in die Öffnungen 66 der ersten Rastmittel 62 des ersten Kupplungsteils 60 einschnappen und verrasten können. Zum Lösen des verrasteten Deckels 110 von dem Filterelement 10 erfolgt eine relative Verdrehung um die Längsachse L des Deckels 110 gegen das Filterelement 10, wobei in der Figur der Deckel 110 relativ zu dem Filterelement im Gegenuhrzeigersinn 80 bewegt wird. Die Steuerflächen 64 sind so ausgebildet, dass bei der relativen Verdrehung von Deckel 110 und Filterelement 10 die zweiten Rastmittel 72 entlang der Steuerflächen 64 in radialer Richtung nach innen bewegbar sind. Dazu umfassen die Steuerflächen 64 Schrägen 69 und die zweiten Rastmittel 72 nach radial außen gerichtete Vorsprünge 78. Die Schrägen 69 sind tangential ausgebildet, d.h. die in der Figur linke und rechte Begrenzung der Schrägen 69 fluchten nicht in einer radialen Richtung, sondern die Schrägen 69 verlaufen schräg zwischen zwei radialen Richtungen und weisen somit in Richtung der zweiten Rastmittel 72.
Die zweiten Rastmittel 72 umfassen weiterhin Schrägen 77, die seitlich am zweiten Rastmittel 72 angeordnet sind und die bei einer weiteren relativen Verdrehung von Deckel 110 gegen das Filterelement 10 mit den Schrägen 68 der Steuerflächen 64 zum Lösen des Deckels 110 von dem Filterelement 10 in axialer Richtung entlang der Längsachse L zusammenwirken.
So gleiten bei der relativen Verdrehung um die Längsachse L des Deckels 110 gegenüber dem Filterelement 10 die Rastnasen 74 der Rastmittel 72 mit ihren Vorsprüngen 78 auf den tangentialen Schrägen 69. Dabei werden die Rastmittel 72 durch die tangentialen Schrägen 69 radial nach innen gedrückt und lösen sich so aus ihrer Verrastung mit den Öffnungen 66 der ersten Rastmittel 62. Dadurch können die seitlichen axialen Schrägen 77 der zweiten Rastmittel 72 mit den radial nach innen ragenden Schrägen 68 der Steuerflächen 64 in Kontakt kommen. Die Schrägen 68 der Steuerflächen 64 drücken die Rastmittel 72 dann bei Weiterführen der Verdrehung nach unten in Pfeilrichtung F. Damit ist der Deckel 110 von dem Filterelement 10 gelöst und kann entgegen der axialen Richtung entlang der Längsachse L abgezogen werden.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zweite Kupplungselement 70 in radialer Richtung innerhalb des ersten Kupplungselements 60 angeordnet. Ebenso denkbar ist jedoch, dass das zweite Kupplungselement 70 in radialer Richtung außerhalb des ersten Kupplungselements 60 angeordnet ist.
Zweckmäßig ist die Kupplungsvorrichtung 50 außerhalb von Bereichen 114, 116 mit mechanischen Spannungsspitzen des Deckels 110 angeordnet. Dadurch wird die Lastverteilung, die auf den Deckel 110 wirkt, günstig verteilt, so dass die Gefahr von Materialermüdung und eventueller Bruch des Materials durch eine solche Gestaltung der Anordnung der Kupplungsvorrichtung 50 reduziert werden kann.
2 zeigt eine isometrische Darstellung der Kupplungsvorrichtung 50 nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung aus 1 im Detail. Dabei sind die ersten und zweiten Kupplungsteile 60, 70 und ihre Wechselwirkung miteinander genauer zu erkennen. Das an dem Deckel 110 angeordnete erste Kupplungsteil 60 ist als hülsenförmiger Abschnitt ausgebildet, der auf der Innenseite des Deckels 110, vorteilhaft einstückig angefügt, besonders vorteilhaft an den Deckel 110 mit angespritzt oder gegossen ist. Der hülsenförmige Abschnitt weist schlitzartige Öffnungen 66 als erste Rastmittel 62 auf. Das zweite an der Endscheibe 16 angeordnete Kupplungsteil 70 weist zweite Rastmittel 72 mit Rastnasen 74 auf, welche beim Aufschieben des Deckels 110 in axialer Richtung L über den Rand der Öffnungen 66 gleiten und dann in den Öffnungen 66 verrasten, so dass der Deckel 110 fest mit dem Filterelement 10 verbunden ist. In diesem Zustand kann das Filterelement 10 zusammen mit dem Deckel 110 in ein Gehäuse eingesetzt werden und aus diesem herausgenommen werden.
Der hülsenförmige Abschnitt als erstes Kupplungsteil 60 weist auf seiner Innenseite Steuerflächen 64 mit Schrägen 68 und 69 auf. Die Rastnasen 74 der zweiten Rastmittel 72 weisen radial nach außen weisende Vorsprünge 78 und ebenfalls Schrägen 77 auf, welche seitlich an den Rastnasen 74 vorgesehen sind. Beim relativen Verdrehen des Deckels 110 gegen das Filterelement 10 um die Längsachse L schiebt sich die Steuerfläche 64 mit ihrer tangential ausgebildeten seitlichen Schräge 69 gegen die radial nach außen weisenden Vorsprünge 78 der zweiten Rastmittel 72 und drückt diese in radialer Richtung nach innen aus der Öffnung 66 heraus, womit sich die Verrastung der Rastnase 74 von der Öffnung 66 löst. Die Schrägen 68 in Umfangsrichtung 80 drücken bei weiterer Verdrehung auf die seitliche axiale Schräge 77 der Rastnase 74 und zwingen dabei die Rastnasen 74 und damit das Filterelement 10 axial nach unten in Pfeilrichtung F. Dadurch löst sich der Deckel 110 wieder von dem Filterelement 10 und kann entgegen der Pfeilrichtung F in axialer Richtung L von dem Filterelement 10 abgezogen werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filtersystems 100 ist in den folgenden 3 bis 15 dargestellt.
In 3 ist eine isometrische, teilgeschnittene Darstellung des Filtersystems 100 zum Filtern eines Fluids zu sehen, wie es als Ölfilter oder Kraftstofffilter, insbesondere als Ölfilter oder Kraftstofffilter einer Brennkraftmaschine, eingesetzt wird.
Die Darstellung zeigt ein Filtergehäuse 108 mit einem nicht dargestellten ersten Gehäuseteil und einem zweiten Gehäuseteil 110, wobei das zweite Gehäuseteil 110 vom ersten Gehäuseteil abnehmbar ausgebildet ist. Im Filtergehäuse 110 ist ein Filterelement 10 angeordnet.
Das zweite Gehäuseteil 110 kann mit dem ersten mittels eines Schraubgewindes 112 verbunden werden. Das zweite Gehäuseteil 110 ist im Folgenden beispielhaft als Deckel 110 ausgebildet. Das Filtergehäuse 108 mit dem Deckel 110 ist halb aufgeschnitten dargestellt, so dass das im Inneren des Filtergehäuses 108 angeordnete Filterelement 10 in seiner normalen bestimmungsgemäßen Anordnung zu sehen ist.
Das Filtersystem 100 umfasst eine Kupplungsvorrichtung 50, welche ein erstes Kupplungsteil 60 und ein dazu korrespondierendes zweites Kupplungsteil 70 zur lösbaren Kopplung des Filterelements 10 mit dem Deckel 110 aufweist. Das erste Kupplungsteil 60 ist dabei in Form eines hülsenförmigen Abschnitts an der Innenseite des Deckels 110 angeordnet, während das zweite Kupplungsteil 70 an der Endscheibe 16 des Filterelements 10 innerhalb eines Umfangs des ersten Kupplungsteils 60 angeordnet ist. Der hülsenförmige Abschnitt des ersten Kupplungsteils 60 weist Öffnungen 66 zur Aufnahme von ersten Rastmitteln 72 des zweiten Kupplungsteils 70 auf, die mit ersten Rastmittel 62 des ersten Kupplungsteils zusammenwirken.
3 zeigt das Filterelement 10 in an dem Deckel 110 montiertem Zustand, wobei das zweite Kupplungsteil 70 in den Öffnungen 66 der ersten Rastmittel 62 des ersten Kupplungsteils 60 verrastet ist. In diesem Zustand kann das Filterelement 10 mit dem Deckel 110 beispielsweise in ein erstes Gehäuseteil des Filtersystems 100 eingesetzt oder auch entnommen werden.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Kupplungsvorrichtung 50 außerhalb von Bereichen 114, 116 mit mechanischen Spannungsspitzen des Deckels 110 angeordnet. Dadurch wird die Lastverteilung, die auf den Deckel 110 wirkt, günstig so verteilt, dass die Gefahr von Materialermüdung und eventuellem Bruch des Materials, insbesondere durch die Einwirkung von Druckpulsationen, durch eine solche Gestaltung der Anordnung der Kupplungsvorrichtung 50 reduziert werden kann.
In 4 ist das Filtersystem 100 von 3 beim Lösen des Deckels 110 von dem Filterelement 10 dargestellt. Das zweite Kupplungsteil 70 ist dabei von den Öffnungen 66 der ersten Rastmittel 62 des ersten Kupplungsteils 60 gelöst, so dass der Deckel 110 von dem Filterelement 10 abgezogen werden kann, was durch den Pfeil F in 4 angedeutet ist. Details zu der Demontage des Filterelements 10 von dem Deckel 110 sind in 14 und 15 dargestellt.
5 zeigt eine isometrische Darstellung des Filterelements 10 nach 3, welche das zweite Kupplungsteil 70 zeigt. Die zweiten Rastmittel 72 des zweiten Kupplungsteils 70 in Form von Rastmittel 72 mit mehreren Schrägen sind zentrisch auf einem Kreis auf der Endscheibe 16 des Filterelements 10 angeordnet. Die zweiten Rastmittel sind in der gezeigten Ausführungsform über den Umfang verteilt in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet. Es kann in einer nicht figurativ gezeigten Ausführungsform auch eine andere Anzahl an Rastmittel vorgesehen werden.
6 zeigt Details eines zweiten Rastmittels 72 des zweiten Kupplungsteils 70 des Filterelements 10 von 5. Die Rastmittel 72 des zweiten Kupplungsteils 70 sind durch Rastnasen 74 gebildet, bei welchen mehrere Steuerflächen vorgesehen sind. Die Rastnase 74 hat eine vorbestimmte Breite in Umfangsrichtung und eine vorbestimmte Höhe in Elementlängsrichtung. Die Rastmittel 72 sind in der Anordnung auf dem Kreisring, wie in 5 dargestellt, angeordnet. Sie weisen in axialer Richtung gegen die Längsrichtung L geneigt verlaufende erste axiale Schrägen 76 auf, die in radialer Richtung bzw. um eine Tangente an den Kreisring nach innen geneigt sind. Die Vorsprünge 78 der ersten axialen Schrägen 76 folgen vorzugsweise dem Umfang des Kreisrings. Der jeweilige Vorsprung 78 dient zur Verrastung in der Öffnung 66 eines ersten Rastmittels 62 eines ersten Kupplungsteils 60.
Weiter weisen die Rastmittel 72 auf einer Seite jeweils eine seitliche axiale Schräge 77 auf, um eine Radialrichtung geneigt verläuft. Man kann diese auch als Anfasung einer Seitenkante einer gedachten Stirnfläche der Rastnase 74 bezeichnen. Die seitliche axiale Schräge 77 grenzt an die erste axiale Schräge 76 an. Vorzugsweise bildet die seitliche axiale Schräge 77 mindestens einen rechten Winkel gegen die erste axiale Schräge 76.
Weiter weisen die Rastmittel 72 jeweils eine schräg zu beiden axialen Schrägen 76, 77 tangential angeordnete Schräge 79 nach außen auf, welche an beide axialen Schrägen 76 und 77 angrenzt. Die räumliche Lage der tangentialen Schräge 79 kann alternativ auch als Anfasung einer Kante einer radialen Außenfläche der Rastnase 74 bezeichnet werden. Für die hierin bereits näher erläuterte Funktion ist es essentiell, dass die drei Schrägen76, 77, 79, die jeweils funktionale Flächen bilden zur Auslösung einer ganz bestimmten Bewegung, in einem gemeinsamen Eckbereich der Rastnase 74 vorliegen. An beiden Seiten wird das zweite Rastmittel 72 durch Anlagekanten 71, 73 begrenzt. Die verschiedenen Schrägen 76, 77, 79 dienen dazu, das Rastmittel 72 in verschiedenen Montagestadien zu führen, nämlich beim Einsetzen des Filterelements 10 in den Deckel 110 und beim Ausbauen des Filterelements 10 aus dem Deckel 110 sowie beim Einsetzen von Deckel 110 mit Filterelement 10 in ein Gehäuseteil und beim Herausnehmen des Deckels 110 mit Filterelement 10 aus dem Gehäuseteil.
7 zeigt eine isometrische, teilgeschnittene Innenansicht des Deckels 110 des Filtersystems 100 nach 3, welche das erste Kupplungsteil 60 zeigt. Das erste Kupplungsteil 60 weist erste Rastmittel 62 auf, welche in Form von Öffnungen 66 ausgebildet sind. Weiter weisen die ersten Rastmittel 62 Steuerflächen 64 zum Zusammenwirken mit den zweiten Rastmitteln 72 auf. Die Steuerflächen 64 umfassen dabei jeweils eine axial angeordnete Schräge 68 sowie eine tangential angeordnete Schräge 69. Weiter sind in 7 Vorsprünge 67 zu erkennen, welche an die Rastmittel 62 anschließen und zum Zusammenwirken mit den ersten axialen Schrägen 76 der zweiten Rastmittel 72 vorgesehen sind. Die Öffnungen 66 der ersten Rastmittel 62 weisen axial verlaufende Anlagekanten 61, 63 auf.
In den folgenden 8 bis 15 ist das Zusammenwirken der Kupplungsteile 60, 70 der Kupplungsvorrichtung 50 beim Zusammenfügen von Deckel 110 und Filterelement 10 sowie beim Lösen von Deckel 110 und Filterelement 10 dargestellt.
8 zeigt dazu einen Ausschnitt einer isometrischen, teilgeschnittenen Darstellung des Filtersystems 100 nach 3 beim Aufsetzen des Deckels 110 auf das Filterelement 10. Der Deckel 110 wird in axialer Richtung entlang der Längsachse L, angedeutet durch die Kraft F, auf das Filterelement 10 aufgeschoben, wobei die zweiten Rastmittel 72 zwischen den Vorsprüngen 67 des ersten Kupplungsteils 60 in axialer Richtung gleiten können. Mit zunehmender Absenkung des Deckels 110 auf das Filterelement 10 kommt die seitliche axiale Schräge 77 des zweiten Rastmittels 72 an der axialen Schräge 68 des ersten Rastmittels 62 zur Anlage. Unter Verdrehen des Deckels 110 in Gegenuhrzeigerrichtung 80 um die Längsachse L und gleichzeitigem weiteren Absenken des Deckels 110 auf das Filterelement 10, wie in 9 dargestellt, werden dadurch die zweiten Rastmittel 72 radial nach innen gedrückt, so dass die zweiten Rastmittel 72 in die Öffnung 66 des ersten Rastmittels 62 gleiten können, wo sie radial nach außen zurückschnappen und zur Verrastung zwischen den Rastnasen 74 und den Öffnungen 66 kommen, da die Rastnasen 74 jetzt an den Vorsprüngen 67 anliegen. Damit ist das Filterelement 10 mit dem Deckel 110 verbunden und kann mit dem Deckel 110 beispielsweise in ein erstes Gehäuseteil (nicht dargestellt) des Filtersystems 100 eingesetzt werden.
Wenn das Filterelement 10 mit dem Deckel 110 in das erste Gehäuseteil eingesetzt ist, kann das Filtergehäuse 108 mit dem Schraubgewinde 112 (siehe 3) verschraubt werden, indem der Deckel 110 um die Längsachse L in Uhrzeigerrichtung 80 gedreht wird. Das Filterelement 10 wird dabei mit dem Deckel 110 mitgedreht, da das Filterelement 10 über die zweiten Rastmittel 72 mit den ersten Rastmitteln 62 des Deckels 110 verrastet ist. Dabei kommen die Anlagekanten 71 der zweiten Rastmittel 72 an den Anlagekanten 61 der ersten Rastmittel 62 zur Anlage, wie in 10 dargestellt, so dass das Filterelement 10 mitgedreht wird. Dabei entfernen sich die Vorsprünge 78 der Rastnasen 74 von den radialen Vorsprüngen 67 des ersten Kupplungsteils 60 in axialer Richtung, da der Deckel 110 weiter auf das Filterelement 10 abgesenkt wird.
In 11 ist das Filtersystem 100 mit eingesetztem Filterelement 10 und verschraubtem Filtergehäuse 108 dargestellt. Das Filterelement 10 ist soweit in den Deckel 110 eingetaucht, dass es mit der Endscheibe 16 an dem Anschlag 118 des Deckels 110 anliegt.
Beim Lösen des Deckels 110 von dem ersten Gehäuseteil, beispielsweise, um das Filterelement 10 auszutauschen, wird der Deckel 110 um die Längsachse L im Gegenuhrzeigersinn 80 gedreht, wie in 12 dargestellt. Dadurch kommen die Anlagekanten 73 der zweiten Rastmittel 72 an den Anlagekanten 63 der ersten Rastmittel 62 zur Anlage und das Filterelement 10 wird beim weiteren Drehen des Deckels 110 mitgedreht.
Mit zunehmendem Lösen der Verschraubung des Deckels 110 wird der Deckel 110 von dem Filterelement in axialer Richtung abgehoben, so dass die Rastnasen 74 der zweiten Rastmittel 72 an den radialen Vorsprüngen 67 der Öffnungen 66 zur Anlage kommen, wie in 13 dargestellt. Auf diese Weise kann bei gelöstem Deckel 110 das Filterelement 10 mit dem Deckel 110 aus dem ersten Gehäuseteil herausgehoben werden.
Beim Lösen des Deckels 110 von dem Filterelement 10 wird dann der Deckel 110 wieder um die Längsachse in Uhrzeigerrichtung 80 gedreht, so dass die seitlichen axialen Schrägen 77 der zweiten Rastmittel 72 an den axialen Schrägen 68 der ersten Rastmittel 62 zur Anlage kommen. Die in 14 nicht sichtbaren tangentialen Schrägen 79 der zweiten Rastmittel 72 kommen dabei zuerst mit den tangentialen Schrägen 69 der ersten Rastmittel 62 in Kontakt, wodurch bei Weiterdrehen des Deckels 110 die zweiten Rastmittel 72 radial nach innen gedrückt und die Verrastung der zweiten Rastmittel 72 von den ersten Rastmitteln 62 gelöst wird. Gleichzeitig wird der Deckel 110 durch die axialen Schrägen 68, 76, 77 in axialer Richtung nach oben gedrückt, so dass der Deckel dann, wie in 15 dargestellt, von dem Filterelement 10 abgezogen werden kann. Die zweiten Rastmittel 72 gleiten dabei zwischen den radialen Vorsprüngen 67 des ersten Kupplungsteils 60 nach unten, so dass das Filterelement 10 von dem Deckel 110 gelöst ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102010020727 B4 [0002]
DE 60202365 T2 [0003]

Claims

Filtersystem (100) zum Filtern eines Fluids, umfassend - wenigstens ein Filterelement (10), - ein Filtergehäuse (108) mit mindestens einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil (110), insbesondere einem Deckel (110), - eine Kupplungsvorrichtung (50), umfassend wenigstens ein erstes Kupplungsteil (60) und wenigstens ein dazu korrespondierendes zweites Kupplungsteil (70) zur lösbaren Kopplung des wenigstens einen Filterelements (10) mit dem zweiten Gehäuseteil (110), wobei das erste Kupplungsteil (60) ein oder mehrere erste Rastmittel (62) und Steuerflächen (64) aufweist, wobei das zweite Kupplungsteil (70) ein oder mehrere zweite Rastmittel (72) aufweist, die mit den ein oder mehreren ersten Rastmitteln (62) und Steuerflächen (64) in Wirkverbindung bringbar sind, wobei wenigstens die ersten und zweiten Rastmittel (62, 72) beim Zusammenfügen und die Steuerflächen (64) und die zweiten Rastmittel (72) beim Lösen vom zweiten Gehäuseteil (110) und Filterelement (10) in Wirkverbindung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass - die zweiten Rastmittel (72) jeweils drei Schrägen (76, 77, 79) umfassen, wobei zumindest zwei der Schrägen (76, 77, 79) bei einer relativen Verdrehung des Filterelements (10) um die Längsachse (L) gegenüber dem zweiten Gehäuseteil (110) mit den Steuerflächen (64) zum Lösen des zweiten Gehäuseteils (110) von dem Filterelement (10) zusammenwirken, - wobei die Schrägen (76, 77, 79) jeweils wenigstens eine axial ausgerichtete, in radialer Richtung weisende, axiale Schräge (76), eine axial ausgerichtete, in Umfangsrichtung weisende, seitliche axiale Schräge (77) und eine tangential ausgerichtete, tangentiale Schräge (79) umfassen, und - wobei bei der relativen Verdrehung des Filterelements (10) um die Längsachse (L) gegenüber dem zweiten Gehäuseteil (110) durch die Zusammenwirkung der tangentialen Schrägen (79) mit den Steuerflächen (64) des ersten Kupplungsteils (60) zunächst eine Löseverformung der Rastmittel (72) in radialer Richtung und durch die Zusammenwirkung der seitlichen axialen Schrägen (77) mit den Steuerflächen (64) eine Ausrückbewegung in Axialrichtung erreichbar ist.
Filtersystem nach Anspruch 1, wobei die zweiten Rastmittel (72) - Rastnasen (74) umfassen und/oder - sich auf zumindest einem Umfang axial von einer Endscheibe (16) des Filterelements (10) weg erstrecken.
Filtersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die in radiale Richtung weisende axiale Schräge (76), die seitliche axiale Schräge (77) und die tangentiale Schräge (79) in einem gemeinsamen Eckbereich der zweiten Rastmittel (72), bevorzugt einem Eckbereich der Rastnasen (74), vorliegen.
Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die ersten und zweiten Rastmittel (62, 72) dazu ausgebildet sind, dass bei einer relativen axialen Bewegung von dem zweiten Gehäuseteil (110) und Filterelement (10) in Montagerichtung die zweiten Rastmittel (72) mit den ersten Rastmitteln (62) verrastbar sind, wobei die axialen Schrägen (76) in Zusammenwirkung mit den Steuerflächen (64) der ersten Rastmittel (62) eine Rastverformung der zweiten Rastmittel (72) in radialer Richtung bewirken.
Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kupplungsteil (60) am zweiten Gehäuseteil (110) und das zweite Kupplungsteil (70) am Filterelement (10), oder wobei das erste Kupplungsteil (60) am Filterelement (10) und das zweite Kupplungsteil (70) am zweiten Gehäuseteil (110) angeordnet sind.
Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupplungsvorrichtung (50) außerhalb von Bereichen (114, 116) mit mechanischen Spannungsspitzen des zweiten Gehäuseteils (110) angeordnet ist.
Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerflächen (64) wenigstens eine axial ausgerichtete Schräge (68) und eine tangential ausgerichtete Schräge (69) umfassen.
Filtersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die axial ausgerichtete, in radialer Richtung weisende axiale Schräge (76) und die axial ausgerichtete, in Umfangsrichtung weisende seitliche axiale Schräge (77) um wenigstens einen Winkel von 90 Grad gegeneinander gekippt sind.
Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten Rastmittel (62) Öffnungen (66) und/oder Aussparungen umfassen.
Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Kupplungsteil (60) als hülsenförmiger Abschnitt ausgebildet ist, in dessen Wandung die ersten Rastmittel (62) angeordnet sind, bevorzugt als die Wandung durchbrechende Fenster oder die Wandung nicht durchbrechende Ausnehmungen.
Filtersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Kupplungselement (70) in radialer Richtung innerhalb des ersten Kupplungselements (60) angeordnet ist, wobei bevorzugt die Rastnasen (74) nach radial außen weisend angeordnet sind.
Filtersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei das Filterelement (10) bei verrasteten Rastmitteln (62, 72) mit dem zweiten Gehäuseteil (110) entlang einer Längsachse (L) in das Filtergehäuse (108) einsetzbar und ausziehbar ist.
Verwendung des Filtersystems (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Ölfilter oder Kraftstofffilter, insbesondere als Ölfilter oder Kraftstofffilter einer Brennkraftmaschine.
Filterelement (10) zum Einbau in ein Filtersystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend wenigstens eine an einer Stirnseite (15) eines Filterbalgs (12) angeordnete Endscheibe (16) mit einem Kupplungsteil (70), das zum bestimmungsgemäßen Zusammenwirken mit einem korrespondierenden gehäuseseitigen Kupplungsteil (60) einer Kupplungsvorrichtung (50) vorgesehen ist, wobei das Kupplungsteil (70) des Filterelements ein oder mehrere Rastmittel (72) aufweist, wobei die Rastmittel (72) - Schrägen (76, 77, 79) umfassen, die dazu ausgebildet sind, bei einer relativen Verdrehung des Filterelements (10) um seine Längsachse (L) gegenüber einem Gehäuseteil (110) ein Lösen des Gehäuseteils (110) von dem Filterelement (10) zu bewirken, - wobei die Schrägen (76, 77, 79) wenigstens eine axial ausgerichtete, in radialer Richtung weisende, axiale Schräge (76), eine axial ausgerichtete, in Umfangsrichtung weisende, seitliche axiale Schräge (77) und eine tangential ausgerichtete, tangentiale Schräge (79) umfassen, wobei über die tangentiale Schräge (79) zunächst eine Löseverformung der Rastmittel (72) in radialer Richtung und über die seitlichen axialen Schrägen (77) eine Ausrückbewegung in Axialrichtung bewirkbar ist.
Filtersystem nach Anspruch 14, wobei die zweiten Rastmittel (72) - Rastnasen (74) umfassen und/oder - sich auf zumindest einem Umfang axial von der Endscheibe (16) des Filterelements (10) weg erstrecken.
Filtersystem nach Anspruch 14 oder 15, wobei die in radiale Richtung weisende axiale Schräge (76), die seitliche axiale Schräge (77) und die tangentiale Schräge (79) in einem gemeinsamen Eckbereich der zweiten Rastmittel (72), bevorzugt einem Eckbereich der Rastnasen (74), vorliegen.