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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung mit einem, einen Deckel aufweisenden Filtergehäuse, an dem eine Heizeinrichtung befestigt ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bekannte Filtereinrichtungen sind hinlänglich bekannt und werden beispielsweise als Öl-, Urea- oder Kraftstofffilter in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die der Filtereinrichtung zugeordnete Heizeinrichtung bewirkt dabei insbesondere bei Kraftstoff- oder Ureafiltern ein Flüssigbleiben der Flüssigkeit bei tiefen Außentemperaturen und verhindert besonders bei Dieselkraftstoffen ein Ausfällen von Paraffin, welches in ausgefälltem Zustand die Filterleistung der Filtereinrichtung stark beeinträchtigen würde. Eine Befestigung der Heizeinrichtungen am Deckel des Filtergehäuses erfolgt dabei üblicherweise über eine mehrere Schrauben umfassende Schraubverbindung, zu deren Montage und Demontage ein nicht zu unterschätzender Aufwand erforderlich ist.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Filtereinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen deutlich reduzierten Montageaufwand auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Heizeinrichtung für eine Filtereinrichtung nicht mehr über eine mehrere Schrauben umfassende Schraubverbindung an einem Deckel der Filtereinrichtung zu befestigen, sondern über einen Bajonettverschluss, der eine vergleichsweise schnelle und einfache Montage bzw. Demontage der Heizeinrichtung am bzw. vom Deckel des Filtergehäuses der Filtereinrichtung ermöglicht. Ein derartiger Bajonettverschluss lässt sich vergleichsweise einfach realisieren, indem beispielsweise an der Heizeinrichtung radial abstehende Flügel und am Deckel zugehörige Hinterschnittkonturen angeordnet werden, die zusammen den Bajonettverschluss bilden. Selbstverständlich ist dabei auch eine Anordnung entsprechender Flügel am Deckel und entsprechender zugehöriger Hinterschnittkonturen an der Heizeinrichtung denkbar. Sowohl die Flügel als auch die Hinterschnittkonturen können dabei einstückig mit der Heizeinrichtung bzw. dem Deckel ausgebildet sein, insbesondere sofern die Heizeinrichtung bzw. der Deckel beispielsweise als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet sind. Im Vergleich zu einer herkömmlichen Schraubverbindung lässt sich die Heizeinrichtung mittels des erfindungsgemäßen Bajonettverschlusses nicht nur einfach und schnell, sondern zugleich auch äußerst zuverlässig am Deckel der Filtereinrichtung fixieren. Zudem können die Flügel und die zugehörigen Hinterschnittkonturen und damit der Bajonettverschluss insgesamt vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist eine Fixiereinrichtung zur Fixierung des Bajonettverschlusses vorgesehen. Eine derartige Fixiereinrichtung kann beispielsweise mittels einer heizungseinrichtungsseitigen Lasche und einer zugehörigen deckelseitigen Einschrauböffnung verwirklicht werden, wobei bei montierter Heizeinrichtung die Lasche und die Einschraubschrauböffnung zueinander fluchten und dadurch ein Einschrauben einer Schraube durch die Lasche in die Einschrauböffnung ermöglichen. Durch das Eindrehen der Schraube in der beschriebenen Weise kann der Bajonettverschluss fixiert werden. Selbstverständlich ist alternativ hierzu auch denkbar, dass die Fixiereinrichtung in der Art einer einfachen Rastverbindung ausgebildet ist, bei der ein Rastelement nach Erreichen der Endlage des Bajonettverschlusses mit einem Gegenrastelement verrastet und dadurch den Bajonettverschluss im geschlossenen Zustand fixiert.
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Zweckmäßig sind die Flügel und die zugehörigen Hinterschnittkonturen des Bajonettverschlusses in der Art eines Poka-Yoke-Systems ausgebildet, das nur eine einzige mögliche Zusammenbauposition erlaubt. Derartige Poka-Yoke-Systeme sind ebenfalls bereits langjährig bekannt und erleichtern eine Montage, da eine Fehlmontage aufgrund des Poka-Yoke-Systems üblicherweise ausgeschlossen werden kann.
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Zweckmäßig ist die Filtereinrichtung als Kraftstoff- oder als Schmierstofffilter ausgebildet. Besonders Kraftstoff- oder Schmierstofffilter in Kraftfahrzeugen müssen auch bei niedrigen Außentemperaturen einwandfrei funktionieren, wobei bei derartigen Filtereinrichtungen üblicherweise eine Heizeinrichtung vorgesehen ist, die insbesondere bei einem Dieselkraftstofffilter das Ausfällen von Paraffin und damit das Sulzigwerden des Kraftstoffs verhindern sollen. Ein derartiges Stocken des Kraftstoffs hätte nämlich ein Verstopfen der Filtereinrichtung zur Folge, wodurch ein Betrieb des Kraftstoffs aufgrund von Kraftstoffmangel nicht mehr möglich ist. Selbstverständlich ist die erfindungsgemäße Filtereinrichtung nicht nur auf Kraftstoff- oder Schmierstofffilter begrenzt, sondern kann generell sämtliche Filtereinrichtungen betreffen, die einer Heizeinrichtung unter bestimmten Randbedingungen bedürfen.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung in unterschiedlichen Ansichten, mit einer über einen Bajonettverschluss an einem Deckel fixierten Heizeinrichtung,
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2 eine ebenfalls über einen Bajonettverschluss am Deckel fixierte Heizeinrichtung, jedoch mit einem abweichenden Bajonettverschluss im Hinblick auf die 1,
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3 eine Darstellung wie in 2, jedoch in einer Schnittdarstellung,
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4 die Heizeinrichtung gemäß der 3 in einer Detaildarstellung,
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5 die Heizeinrichtung in einer Ansicht von unten.
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Entsprechend den 1 bis 3, weist eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1, die beispielsweise als Kraftstoff-, Urea- oder Schmierstofffilter ausgebildet sein kann, ein Filtergehäuse 2 auf, mit einem Deckel 3 und einem üblicherweise damit verschraubten Topf 4. Am Deckel 3 ist dabei eine Heizeinrichtung 5 fixiert, die zur Erwärmung des zu filternden Mediums, beispielsweise zur Erwärmung von Dieselkraftstoff oder Öl, ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist nun diese Heizeinrichtung 5 über einen Bajonettverschluss 6 am Deckel 3 der Filtereinrichtung 1 fixiert. Der Bajonettverschluss 6 weist dabei den großen Vorteil auf, dass die Heizeinrichtung 5 vergleichsweise schnell und zuverlässig am Deckel 3 montiert und von diesem auch wieder demontiert werden kann. Bisher wurde die Heizeinrichtung 5 über mehrere Schrauben am Deckel 3 angeschraubt, was einen nicht zu unterschätzenden Montage- und Demontageaufwand erforderte.
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In der 1 ist am unteren Ende des Filtergehäuses 2 eine Schraube 13 vorgesehen. Diese kann dazu geeignet sein bei den jeweiligen Flüssigkeiten als Leerlauf zu dienen, um das Filtergehäuse 2 vor dem Wechsel eines im Filtergehäuse 2 enthaltenen Filterelementes leerlaufen lassen zu können, damit sich das Filterelement nicht in einem noch vollen Filtergehäuse 2 befindet. Bei einem Kraftstofffilter kann die Schraube 13 auch alternativ oder zusätzlich die Funktion eines Wasserstandsensors und/oder eines Wasserauslasses beinhalten. Zum Wechseln des Filterelementes wird das Filtergehäuse 2 geöffnet, in dem der Deckel 3 vom Topf 4 gelöst wird. Dabei verbleibt die Heizeinrichtung 5 am Deckel 3.
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Zur Realisierung des Bajonettverschlusses 6 sind an der Heizeinrichtung 5 radial abstehende Flügel 7 angeordnet, wogegen am Deckel 3 zugehörige Hinterschnittkonturen 8 vorgesehen sind. Selbstverständlich ist auch eine Anordnung der Flügel 7 am Deckel 3 und der Hinterschnittkonturen 8 an der Heizeinrichtung 5 denkbar, wie es andeutungsweise in der 2 dargestellt ist. Sowohl die Flügel 7 als auch die Hinterschnittkonturen 8 können dabei jeweils einstückig mit dem zugehörigen Bauteil, nämlich der Heizeinrichtung 5 bzw. dem Deckel 3 ausgebildet sein, so dass die Anordnung der Flügel 7 beispielsweise an der Heizeinrichtung 5 durch eine einfache Änderungen eines Spritzgusswerkzeugs vergleichsweise kostengünstig realisierbar ist.
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Betrachtet man insbesondere die 5, so kann man erkennen, dass an der Heizeinrichtung 5 insgesamt vier Flügel 7 angeordnet sind, wobei in diesem Fall am zugehörigen Deckel 3 vier zugehörige Hinterschnittkonturen 8 vorgesehen sind. Dargestellt ist eine gleichmäßige Verteilung der Flügel 7 und der Hinterschnittkonturen 8, es ist allerdings vom Bauraum und dem inneren Druck im Filtergehäuse 2 abhängig wie viele und wo die zusammen wirkenden Flügel 7 und Hinterschnittkonturen 8 angeordnet sind. Sie sind vorzugsweise am Außenumfang der Heizeinrichtung 5 angeordnet, können aber auch an anderer geeigneter Stelle angeordnet sein. Es können auch zwei Flügel 7 samt zugehöriger Hinterschnittkonturen 8 ausreichen. Es können aber auch drei, fünf, sechs oder sechs oder acht Flügel 7 samt zugehöriger Hinterschnittkontur 8 vorgesehen sein. Die Position der Flügel 7 untereinander an der Außenkontur der Heizeinrichtung 5 muss nicht gleichverteilt sein, wie in 5 dargestellt, es sind beliebige Winkel zwischen je zwei Flügeln 7 möglich. Die Hinterschnittkonturen 8 müssen dann jeweils passend am Filtergehäuse 2 angeordnet sein.
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Um den Bajonettverschluss 6 in geschlossenem Zustand fixieren zu können, kann zusätzlich eine Fixiereinrichtung 9 vorgesehen sein, die beispielsweise eine heizeinrichtungsseitige Lasche 10 sowie eine deckelseitige Einschrauböffnung umfasst, so dass durch ein Einschrauben einer Schraube 11 durch die Lasche 10 in die Einschrauböffnung ein Fixeren des Bajonettverschlusses 6 möglich ist. Zu diesem Zweck müssen die Lasche 10 und die deckelseitige Einschrauböffnung zueinander fluchtend ausgerichtet sein. Eine hierzu alternative Ausführungsform für die Fixiereinrichtung 9 kann beispielsweise auch durch entsprechend angeordnete Rast- und Gegenrastelemente realisiert werden, die miteinander verrasten, sofern die Heizeinrichtung 5 durch eine entsprechende Drehbewegung ihre Endlage erreicht und damit den Bajonettverschluss 6 schließt. Falls ein Austausch der Heizeinrichtung 5 erforderlich ist, so kann diese vom Deckel 3 gelöst werden, indem man erst die zusätzliche Fixiereinrichtung 9 löst und dann den Bajonettverschluss 6.
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An der Heizeinrichtung 5 sind vorzugsweise sämtliche Leitungsanschlüsse 12 angebracht, das heißt sowohl Leitungsanschlüsse 12 für einen Flüssigkeitsanschluss, beispielsweise für die zu filternde Flüssigkeit 12c, bzw. die gefilterte Flüssigkeit 12b, als auch für einen elektrischen Anschluss 12a zur Verbindung der Heizeinrichtung 5 mit beispielsweise einer Energieversorgung eines Kraftfahrzeugs. Die Heizeinrichtung 5 kann entweder ein in dieser verlaufendes Kanalsystem beherbergen, durch welches die zu erwärmende Flüssigkeit strömen muss, es ist aber auch denkbar, dass sich die Heizeinrichtung 5 zumindest teilweise in den Deckel 3 hineinerstreckt, beispielsweise mittels eines Heizelementes.
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Die Heizeinrichtung 5 enthält vorzugsweise PTC-Elemente, mit deren Hilfe die Flüssigkeit erwärmt wird. Es sind aber auch alternative Mittel geeignet, wie ein Widerstandsdraht oder ähnliches. Im Strömungsweg der Flüssigkeit kann auch ein Temperatursensor vorgesehen sein, der dann eine Elektronik entsprechend steuert. Über den Leitungsanschluss 12a ist die Heizeinrichtung 5 mit einer Stromquelle im Auto verbunden, sie kann auch an die Motorelektrik oder ECU angeschlossen sein und damit gesteuert werden.
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In der 5 ist die Heizeinrichtung 5 gezeigt wie sie zum Filtergehäuseinneren hin aussieht. Zu sehen ist ein Wärmeleitblech 14 das in direktem Kontakt mit der elektrischen Wärmequelle steht. Es wird von der zu erwärmenden Flüssigkeit umspült. Über die außermittige Öffnung 15 gelangt die erwärmte Flüssigkeit in den Rohraum des Filtergehäuses 2, um dann durch das Filtermedium zu strömen und dabei gereinigt zu werden. Die Form der außermittigen Öffnung 15 ist beliebig. Zu sehen ist auch eine mittige Öffnung 16 durch die die gereinigte Flüssigkeit das Filtergehäuse 2 wieder verlässt und über insbesondere den Flüssigkeitsanschluss 12b dem Verbraucher zugeleitet wird. Diese mittige Öffnung 16 kann einen kurzen Rand 17 aufweisen, an dem das Filterelement mit einer seiner Endscheiben dicht anliegt oder einen etwas längeren quasi rohrartigen Rand 17 (nicht gezeigt), der etwas in das Innere des Filterelementes hineinragt. Der Rand 17 kann so ausgebildet sein, dass für die Verwendung als Kraftstofffilter noch eine Wasserabscheidevorrichtung mit integriert ist, dazu muss er allerdings wie ein geschlossenes Rohr ausgebildet sein, das quasi Fenster mit der Wasserabscheidemembran aufweist.
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In 4 sind Öffnungen 18 und 19 zu sehen sowie zwei Dichtungen 20 und 21. Durch die Öffnungen 18, 19 kann die Flüssigkeit in das Filtergehäuse 2 strömen und sich dort im Rohraum optimal verteilen. Die Dichtungen 20 und 21 sind in Dichtungsnuten eingelegt und erlauben daher eine dichte Verbindung zwischen der Heizeinrichtung 5 und dem Filtergehäuse 2.
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Um den Zusammenbau möglichst wenig fehleranfällig gestalten und damit einfach machen zu können, sind die Flügel 7 und die zugehörigen Hinterschnittkonturen 8 vorzugsweise in der Art eines Poka-Yoke-Systems ausgebildet, das nur eine einzige mögliche Zusammenbauposition erlaubt. Eine Fehlmontage der Heizeinrichtung 5 am Deckel 3 kann somit zuverlässig ausgeschlossen werden.
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Betrachtet man den Bajonettverschluss 6 der 2, so kann man erkennen, dass hier deckelseitige Flügel 7 in heizeinrichtungsseitige Hinterschnittkonturen 8 eingreifen bzw. mit diesen zusammenwirken.
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Mit dem erfindungsgemäßen Bajonettverschluss 6 kann eine vergleichsweise einfache, trotzdem aber zuverlässige Fixierung der Heizeinrichtung 5 am Deckel 3 der Filtereinrichtung 1 erreicht werden, wobei sowohl ein Montageaufwand als auch ein Demontageaufwand im Vergleich zum bisherigen Befestigen der Heizeinrichtung am Deckel der Filtereinrichtungen deutlich reduziert werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 ist lediglich eine einzige Schraube 11 noch zur Fixierung des Bajonettverschlusses 6 in seiner Schließlage erforderlich, nicht aber wie bisher eine Vielzahl von Schrauben zur Fixierung der Heizeinrichtung 5 am Deckel 3. Der erfindungsgemäß vorgesehene Bajonettverschluss 6 lässt sich äußerst kostengünstig realisieren und zudem gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform in der Art eines Poka-Yoke-Systems ausbilden, wodurch eine Qualitätskontrolle bei der Fertigung entfallen kann, da ein Falschzusammenbau durch das Poka-Yoke-System zuverlässig ausgeschlossen wird.