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BEREICH
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Diese Offenbarung betrifft allgemein den Bereich der Flüssigkeitsfiltrierung und insbesondere Flüssigkeitsfiltersysteme, die ausgelegt sind, einen Schaden an Komponenten eines geschützten Systems, wie beispielsweise Einspritzventile und zugeordnete Komponenten eines Motors und Funktionsstörungen, die sich aus einem fehlenden oder falschen Flüssigkeitsfilter ergeben, zu verhindern.
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HINTERGRUND
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Es ist bekannt, ein Ventil in einem Flüssigkeitsfiltergehäuse zu verwenden, um Flüssigkeitsfluss durch das Gehäuse zu steuern. Ein Beispiel solch eines Ventils in einem Flüssigkeitsfiltergehäuse wird manchmal als „Kein Filter, kein Betrieb”-Ventil bezeichnet, wo das Ventil Flüssigkeitsfluss zum Motor verhindert, wenn kein Filter oder der falsche Filter eingebaut ist. In dieser Art von System muss nicht nur ein Filter vorhanden sein, sondern es muss auch der korrekte Filter verwendet werden, sodass Flüssigkeit in ausreichenden Mengen am Ventil vorbei zum Motor fließt und der Motor richtig funktioniert.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es werden Verbesserungen an „Kein Filter, kein Betrieb”-Flüssigkeitsfiltersystemen und -komponenten beschrieben, die in solchen Systemen verwendet werden, und ein Verfahren, um Flüssigkeitsfluss aus einem Filter heraus zu steuern. In einem „Kein Filter, kein Betrieb”-Flüssigkeitsfiltersystem wird der Flüssigkeitsfluss zu Downstream befindlichen Komponenten verhindert, wenn kein Filtereinsatz oder ein ungeeignet ausgelegter Filtereinsatz eingebaut ist. Es muss ein geeignet ausgelegter Filtereinsatz eingebaut sein, sodass Flüssigkeitsfluss möglich ist. Dies schützt gegen Schäden an Downstream-Komponenten und gegen Fehlfunktionen der Ausrüstung, in der das Flüssigkeitsfiltersystem verwendet wird. Die „Kein Filter, kein Betrieb”-Flüssigkeitsfiltersysteme, bei denen die beschriebenen Verbesserungen verwendet werden können, umfassen eine Anzahl von Systemen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, ein Kraftstofffiltersystem, wie beispielsweise in einem Motor wie einem Diesel- oder Benzinmotor, eine Hydraulikflüssigkeitsfiltrationsanlage in einer Hydraulikanlage, andere Motorflüssigkeitsfiltrationsanlagen bei Diesel- oder Benzinmotoren sowie bei nicht-motorischen Anwendungen verwendete Filtrationsanlagen.
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Wie hier weitergehend beschrieben, wird ein Filtereinsatz bereitgestellt, der dafür ausgelegt ist, ein Ventil zu betätigen, das Flüssigkeitsfluss in einen Auslass steuert, um gefilterte Flüssigkeit abzugeben. Das Ventil weist eine Kugel auf, die innerhalb des Ventils aufgenommen ist und axial zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich ist. Wenn der beschriebene Filtereinsatz eingebaut ist, wird die Kugel an der ersten Position gehalten und das Ventil lässt gefilterte Flüssigkeit zur Auslassöffnung zu. Wenn kein Filtereinsatz oder ein ungeeignet ausgelegter Filtereinsatz eingebaut ist, wird die Kugel zur zweiten Position bewegt, um die Auslassöffnung abzudichten.
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Bei einer Ausführungsform umfasst ein Filtereinsatz ein Filtermedium, das einen Innenraum definiert. Das Filtermedium weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Eine erste Endkappe ist mit dem ersten Ende des Filtermediums gekoppelt und eine zweite Endkappe ist mit dem zweiten Ende des Filtermediums gekoppelt. Die zweite Endkappe umfasst einen ringförmigen Umfangsabschnitt, der am zweiten Ende des Filtermediums befestigt ist, und einen mittigen Abschnitt, der sich axial vom ringförmigen Umfangsabschnitt in den Innenraum erstreckt und eine Aussparung innerhalb des Innenraums definiert. Der mittige Abschnitt umfasst eine Seitenwand und einen Bodenverschluss. Die Seitenwand erstreckt sich axial zwischen dem ringförmigen Umfangsabschnitt und dem Bodenverschluss und umgibt die Aussparung zusammen mit dem Bodenverschluss. Die Seitenwand hat mindestens eine Perforation, sodass sich der Innenraum in Fluidkommunikation mit der Aussparung befindet. Ein Dichtungsmechanismus ist mit dem Bodenverschluss der zweiten Endkappe verbunden.
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Der Bodenverschluss weist eine in der Mitte des Bodenverschlusses befindliche Öffnung auf und der Dichtungsmechanismus umfasst eine axial zugewandte Dichtung, die durch die Öffnung des Bodenverschlusses aufgenommen ist. Alternativ ist der Bodenverschluss geschlossen und der Dichtungsmechanismus umfasst eine axial zugewandte Dichtung, die von einer mittigen Aussparung aufgenommen ist, welche sich in der Mitte des Bodenverschlusses befindet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Filterapparat einen Filterkopf, der einen Auslass definiert und eine Auslassöffnung aufweist, um gefilterte Flüssigkeit abzugeben. Ein Ventil weist einen Ventilkörper auf, der sich axial von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, wobei das erste Ende mit dem Filterkopf verbunden ist. Der Ventilkörper weist eine Öffnung am ersten Ende, eine Öffnung am zweiten Ende und mindestens eine Seitenöffnung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende auf. Die Öffnung des ersten Endes und die Öffnung des zweiten Endes stehen sich axial gegenüber und befinden sich in Fluidkommunikation miteinander und mit der Seitenöffnung und der Auslassöffnung. Eine Kugel kann innerhalb des Ventilkörpers aufgenommen werden. Die Kugel ist axial zwischen einer ersten Position, an der gefilterte Flüssigkeit in die Auslassöffnung und in den Auslass fließt, und einer zweiten Position, die Flüssigkeitsfluss durch die Auslassöffnung in den Auslass verhindert, beweglich. Das Ventil weist weiter ein Halteelement zwischen der Seitenöffnung und dem zweiten Ende des Ventilkörpers auf, um die Kugel an der ersten Position zu halten.
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Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Filteraufbau ein Filtergehäuse und einen Filtereinsatz. Das Filtergehäuse umfasst einen Gehäusekörper, der einen Filtereinsatzraum definiert. Der Filtereinsatzraum erstreckt sich axial von einem Gehäusekopf zu einer geschlossenen Endwand. Der Gehäusekopf definiert einen Auslass, welcher eine Auslassöffnung in Fluidkommunikation mit dem Innenraum aufweist, um gefilterte Flüssigkeit abzugeben.
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Das Filtergehäuse umfasst weiter ein Ventil, das einen Ventilkörper aufweist, der sich axial von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, wobei das erste Ende mit dem Gehäusekopf verbunden ist. Der Ventilkörper weist eine Öffnung am ersten Ende, eine Öffnung am zweiten Ende und mindestens eine Seitenöffnung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende auf. Die Öffnung des ersten Endes und die Öffnung des zweiten Endes stehen sich axial gegenüber und befinden sich in Fluidkommunikation miteinander und mit der Seitenöffnung und der Auslassöffnung. Eine Kugel kann innerhalb des Ventilkörpers aufgenommen werden. Die Kugel ist axial zwischen einer ersten Position, an der gefilterte Flüssigkeit in die Auslassöffnung und in den Auslass fließt, und einer zweiten Position, die Flüssigkeitsfluss durch die Auslassöffnung in den Auslass verhindert, beweglich. Das Ventil weist weiter ein Halteelement auf, das an das zweite Ende des Ventilkörpers angrenzt und konfiguriert ist, die Kugel an der ersten Position zu halten.
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Die Öffnung des ersten Endes des Ventilkörpers ist der Auslassöffnung axial zugewandt, wenn sich die Kugel an der zweiten Position befindet, wobei die Kugel an die Öffnung des ersten Endes angrenzend angeordnet und konfiguriert ist, die Auslassöffnung zur Öffnung des ersten Endes abzudichten. Alternativ weist der Gehäusekopf eine Passage auf, welche die Auslassöffnung und die Öffnung des ersten Endes des Ventilkörpers flüssig verbindet; wenn die Kugel sich an der zweiten Position befindet, ist die Kugel innerhalb der Passage angeordnet, um die Auslassöffnung zur Passage abzudichten.
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Der Filtereinsatz ist durch den Gehäusekörper innerhalb des Filtereinsatzraumes aufgenommen, in dem ein Filtermedium einen Innenraum definiert. Das Filtermedium weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Eine erste Endkappe ist mit dem ersten Ende des Filtermediums gekoppelt. Eine zweite Endkappe ist mit dem zweiten Ende des Filtermediums gekoppelt. Die zweite Endkappe umfasst einen ringförmigen, am zweiten Ende des Filtermediums befestigten Umfangsabschnitt. Ein mittiger Abschnitt erstreckt sich axial vom ringförmigen Abschnitt in den Innenraum und definiert eine Aussparung innerhalb des Innenraums. Der mittige Abschnitt umfasst eine Seitenwand und einen Bodenverschluss. Die Seitenwand erstreckt sich axial zwischen dem ringförmigen Umfangsabschnitt und dem Bodenverschluss. Die Seitenwand hat mindestens eine Perforation, sodass sich der Innenraum in Fluidkommunikation mit der Aussparung befindet. Ein Dichtungsmechanismus ist mit dem Bodenverschluss der zweiten Endkappe verbunden und konfiguriert, die Öffnung des zweiten Endes des Ventilkörpers abzudichten und Flüssigkeitsfluss vom Innenraum in den Ventilkörper durch die Öffnung des zweiten Endes des Ventilkörpers zu verhindern.
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Der Bodenverschluss der zweiten Endkappe weist eine an der Mitte des Bodenverschlusses befindliche Öffnung auf und der Dichtungsmechanismus umfasst eine axial zugewandte durch die Öffnung des Bodenverschlusses aufgenommene Dichtung. Alternativ ist der Bodenverschluss der zweiten Endkappe geschlossen und der Dichtungsmechanismus umfasst eine axial zugewandte Dichtung, die durch eine mittige Aussparung aufgenommen ist, die sich in der Mitte des Bodenverschlusses befindet.
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Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Filterventil einen Ventilkörper, der sich axial von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt. Der Ventilkörper weist eine Öffnung am ersten Ende, eine Öffnung am zweiten Ende und mindestens eine Seitenöffnung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende auf. Die Öffnung des ersten Endes und die Öffnung des zweiten Endes stehen sich axial gegenüber und befinden sich in Fluidkommunikation miteinander und mit der Seitenöffnung. Eine Kugel kann innerhalb des Ventilkörpers aufgenommen werden. Die Kugel ist axial zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende beweglich. Ein Halteelement, das an das zweite Ende des Ventilkörpers angrenzt, ist konfiguriert, die Kugel zwischen der Seitenöffnung und der Öffnung des zweiten Endes zu halten.
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Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst ein Verfahren, um Flüssigkeitsfluss aus einem Filter zu steuern, die Positionierung einer Kugel innerhalb eines Ventils an einer ersten Position. Das Ventil erstreckt sich axial von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende. Das Ventil weist eine Öffnung am ersten Ende, eine Öffnung am zweiten Ende und mindestens eine Seitenöffnung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende auf. Die Öffnung des ersten Endes und die Öffnung des zweiten Endes stehen sich axial gegenüber und befinden sich in Fluidkommunikation miteinander und mit der Seitenöffnung. Die Kugel ist axial innerhalb des Ventils beweglich und wird von einem Halteelement an der ersten Position zwischen der Seitenöffnung und der Öffnung des zweiten Endes des Ventils lösbar gehalten. Das Verfahren umfasst weiter das Verbinden des Ventils mit einem Filterkopf des Filters, sodass die Seitenöffnung in Fluidkommunikation mit einer Auslassöffnung des Gehäusekopfes ist. Das Verfahren umfasst weiter gefilterte Flüssigkeit durch die Seitenöffnung durch die Auslassöffnung und in den Auslass fließen zu lassen, wenn ein korrekter Filtereinsatz eingebaut ist, wobei die Öffnung des ersten Endes des Ventilkörpers abgedichtet ist und die Kugel an der ersten Position vom Halteelement gehalten wird, sodass sich die Seitenöffnung in Fluidkommunikation mit der Auslassöffnung befindet. Wenn kein Filtereinsatz eingebaut ist oder ein falscher Filtereinsatz eingebaut ist, kann die Flüssigkeit nicht in den Auslass fließen, indem die Kugel von der ersten Position zu einer zweiten Position bewegt wird, an der die Kugel die Auslassöffnung zur Seitenöffnung abdichtet.
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ZEICHNUNGEN
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ist eine Querschnittsseitenansicht einer Ausführungsform eines „Kein Filter, kein Betrieb”-Ventils mit einem Filtergehäuse und einem Filtereinsatz, die darin eingebaut sind.
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ist eine perspektivische Explosionsansicht von der Seite vom Aufbau des Filtergehäuses, des Filtereinsatzes und des Ventils von .
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ist eine teilweise Seitenschnittansicht des Filtergehäuses von mit dem eingebauten Filtereinsatz, die ein hier beschriebenes Ventil zeigt, welches geöffnet ist.
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ist eine teilweise Seitenschnittansicht des Filtergehäuses von , die das hier beschriebene Ventil als geschlossen zeigt.
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ist eine perspektivische Seitenansicht des Ventils von ohne die Kugel im Inneren.
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ist eine Seitenschnittansicht des Ventils von ohne die Kugel im Inneren.
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ist eine Querschnittsseitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines „Kein Filter, kein Betrieb”-Ventils mit einem Filtergehäuse und einem Filtereinsatz, die darin eingebaut sind.
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ist eine teilweise Seitenschnittansicht des Filtergehäuses von mit dem eingebauten Filtereinsatz, die ein hier beschriebenes Ventil zeigt, welches geöffnet ist.
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ist eine teilweise Seitenschnittansicht des Filtergehäuses von , die das hier beschriebene Ventil als geschlossen zeigt.
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ist eine perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform einer Endkappe des Filtereinsatzes der – .
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ist eine Seitenschnittansicht der Endkappe von .
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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veranschaulicht eine Ausführungsform von einer „Kein Filter, kein Betrieb”-Konstruktion. zeigt einen Aufbau 100, der einen Filtereinsatz 12 angeordnet innerhalb eines Filtergehäuses 14 umfasst. Der Aufbau 100 kann beispielsweise in einem Kraftstoffsystem verwendet werden, um Kraftstoff, wie beispielsweise Dieselkraftstoff zu filtern, bevor der Kraftstoff Komponenten eines geschützten Systems erreicht, wie beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzpumpe oder Einspritzventile. Während diese Beschreibung im Folgenden den Filtereinsatz und das Filtergehäuse im Zusammenhang mit der Filterung von Kraftstoff beschreibt, ist es offensichtlich, dass die hier beschriebenen Konzepte verwendet werden können, um andere Flüssigkeiten zu filtern. Beispielsweise können unter entsprechenden Umständen ein oder mehrere der hier beschriebenen Konzepte auf andere Arten von Filteraufbauten angewendet werden, die andere Arten von Flüssigkeiten, wie beispielsweise Schmier-, Hydraulik- und andere Flüssigkeiten sowie Luft filtern.
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Im hier beschriebenen Beispiel ist der Filtereinsatz 12 konfiguriert, Kraftstoff zu filtern. Unter Bezugnahme auf die – umfasst der Filtereinsatz 12 Filtermedium 16, eine obere Endkappe 30 befestigt an einem oberen Ende von Medium 16 und eine untere Endkappe 20 befestigt an einem unteren Ende von Medium 16. Die Enden des Filtermediums 16 sind an den Endkappen 20, 30 in irgendeiner geeigneten Weise befestigt, wie beispielsweise durch Einbetten des Mediums in die Endkappen oder unter Verwendung eines Klebstoffs, um das Medium an den Endkappen zu verkleben. Die Endkappen 20, 30 können beispielsweise aus einem Verbundmaterial wie Kunststoff oder einem anderen Material hergestellt sein, das mit dem Kraftstoff oder einer anderen Flüssigkeit kompatibel ist, die gefiltert wird.
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Das Filtermedium 16, welches im veranschaulichten Beispiel ein Kreisring im seitlichen Querschnitt ist, definiert einen Innenraum 22. Das Filtermedium 16 kann jede seitliche Querschnittsform annehmen, wie beispielsweise den Kreisring, eine dreieckige, eine ovale Form, solange es den Innenraum 22 definiert. Im hier beschriebenen Beispiel definiert der Innenraum 22 eine saubere Kraftstoffseite, die gefilterten Kraftstoff aufnimmt, der von Medium 16 gefiltert wurde, wobei in diesem Fall der Filtereinsatz 12 für einen Fluss von außen nach innen konfiguriert ist.
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Das Filtermedium 16 ist ausgelegt, ungewünschte Verunreinigungen aus dem Kraftstoff zu entfernen. Beispielsweise kann das Filtermedium 16 konfiguriert sein, weiche und feste partikelförmige Verunreinigungen und/oder Wasser aus dem Kraftstoff zu entfernen. Es ist offensichtlich, dass das geeignete zu verwendende Filtermedium bekannt wäre, um abhängig von der zu filternden Flüssigkeit, wie beispielsweise, Kraftstoff, Öl, Hydraulik, Kühlmittel, Luft oder irgendeine andere Flüssigkeit, zu filtern. Die Arten von Filtermedien werden nicht weiter beschrieben.
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Mit fortgesetzter Bezugnahme auf die – ist bei einer Ausführungsform die untere Endkappe 20 geschlossen, d. h., die untere Endkappe 20 weist keine Öffnungen auf, durch die der Kraftstoff fließen kann. Unter entsprechenden Umständen kann die untere Endkappe eine Öffnung umfassen, sodass ein Standrohr durch die Öffnung in der unteren Endkappe des Filtereinsatzes aufgenommen werden kann. Ein Standrohr ist dem Fachmann bekannt und wird nicht weiter beschrieben.
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Die obere Endkappe 30 umfasst einen im Allgemeinen ringförmigen Umfangsabschnitt 32, der am oberen Ende des Filtermediums 16 befestigt ist. Ein mittiger Abschnitt 34 erstreckt sich axial nach unten vom Umfangsabschnitt 32 zum und in den Innenraum 22. Der mittige Abschnitt 34 umfasst eine Seitenwand 35 und einen Bodenverschluss 36. Die obere Endkappe 30 gleicht einer Endkappe 230, die in den und gezeigt ist, abgesehen von der Konstruktion des Bodenverschlusses 36 und einem darin verbundenen Dichtungsmechanismus, welcher hier weiter beschrieben wird.
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Die Seitenwand 35 weist eine im Allgemeinen rohrförmige Form auf und umfasst ein Basisende 33 verbunden mit einem inneren Umfang des ringförmigen Umfangsabschnittes 32, einen ersten Abschnitt 34a, der sich axial vom Basisende 33 erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 34b, der koaxial mit dem ersten Abschnitt 34a ist und sich axial zum Bodenverschluss 36 erstreckt (siehe ). Ein ringförmiger Verbindungsabschnitt 34c verbindet radial die Rohrabschnitte 34a und 34b. Der ringförmige Verbindungsabschnitt 34c weist die Perforationen 37 auf, die den Fluss von gefilterter Flüssigkeit über die Seitenwand 35 zulassen. Es ist selbstverständlich, dass die sich axial erstreckenden Abschnitte 34a und 34b auch Perforationen umfassen können.
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Der Bodenverschluss 36 umfasst eine axial zugewandte Dichtung 36a, die von einer Öffnung 36b, die sich in der Mitte des Bodenverschlusses 36 befindet, hermetisch aufgenommen ist. Die Öffnung 36b ist fest durch die Dichtung 36a abgedichtet, sodass der Bodenverschluss 36 verschlossen und ohne Durchflussöffnungen ist.
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Der mittige Abschnitt 34 definiert eine Aussparung 38, die von der Seitenwand 35 und dem Bodenverschluss 36 umgeben ist. Die Aussparung 38 befindet sich in Fluidkommunikation mit dem Innenraum 22 durch die Perforationen 37 des ringförmigen Verbindungsabschnittes 34c.
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Wie gezeigt in den – umfasst das veranschaulichte Beispiel des Filtergehäuses 14 einen Gehäusekörper, der eine Seitenwand 102 und eine Endwand 104 aufweist. Die Seitenwand 102 und die Endwand 104 definieren einen Filtereinsatzraum 108, der groß genug ist, um den Filtereinsatz 12 aufzunehmen, wobei die Endwand 104 ein geschlossenes Ende des Raumes 108 bildet. Der Gehäusekörper weist ein offenes Ende auf, das sich im Allgemeinen gegenüber der Endwand 104 befindet. In Verwendung wird der Gehäusekörper durch einen Gehäusekopf 103 geschlossen, der den Raum 108 verschließt. Es ist eine Dichtung 82 am Umfang des oberen Endes der Seitenwand 102 für einen abdichtenden Eingriff in den Gehäusekopf 103 angeordnet.
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Der Gehäusekopf 103 definiert einen Einlass 105, durch den zu filternder Kraftstoff in den Raum 108 eintritt, und einen Auslass 106, durch den Kraftstoff auf seinem Weg zum Motor austritt. Ein Einlass, wie beispielsweise der Einlass 105, der teilweise in den – gezeigt ist, und ein Einlass 305, der teilweise in den – gezeigt ist, ist bekannt und wird nicht weiter beschrieben. Der Auslass 106 umfasst eine Auslassöffnung 106a, die axial nach unten zeigt. Es ist selbstverständlich, dass die Auslassöffnung 106a in andere Richtungen zeigen kann, solange gefilterte Flüssigkeit den Auslass 106 erreichen kann.
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Eine ringförmige Einfassung 112 erstreckt sich axial nach unten von der Auslassöffnung 106a und weist eine Abfasung 114 auf, welche die Auslassöffnung 106a umgibt. Die ringförmige Einfassung 112 weist einen größeren Umfang auf als die Auslassöffnung 106a.
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Ein Ventil 40 ist mit der ringförmigen Einfassung 112 lösbar verbunden. Wie in den und gezeigt, umfasst das Ventil 40 einen Ventilkörper 42, der sich axial von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt. Der Ventilkörper 42 weist im Allgemeinen eine Zylinderform mit einer Außenfläche 42a und einer Innenfläche 42b auf. Jedoch ist es offensichtlich, dass der Ventilkörper andere Formen, wie beispielsweise eine unrunde Form aufweisen kann. Es ist ebenfalls selbstverständlich, dass der Ventilkörper eine nicht gerade Form, wie beispielsweise eine „L”-Form aufweisen kann. Das erste Ende des Ventilkörpers 42 ist mit der ringförmigen Einfassung 112 durch die Gewinde 116a an der Außenfläche 42a und die Gewinde 116b an der Innenfläche der ringförmigen Einfassung 112 verbunden. Es ist selbstverständlich, dass das Ventil 40 anstatt über eine Gewindeverbindung mit dem Gehäusekopf 103 über andere geeignete Arten, wie beispielsweise einem Schnappverschluss, verbunden sein kann.
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Das Ventil 40 weist eine Öffnung 44 am ersten Ende und eine Öffnung 46 am zweiten Ende auf. Die Öffnungen 44 und 46 sind einander axial zugewandt und stehen in Fluidkommunikation miteinander. Die Öffnung 44 am ersten Ende weist eine im Allgemeinen kreisförmige Form auf und steht in Kommunikation mit der Auslassöffnung 106a, wo das Ventil 40 mit dem Gehäusekopf 103 verbunden ist. Die Öffnung 46 ist im Allgemeinen kreisförmig und hat einen Durchmesser, der geringfügig kleiner ist als der interne Umfang des Ventilkörpers 42. Es ist selbstverständlich, dass die Öffnungen 44 und 46 irgendwelche anderen Formen aufweisen und in andere Richtungen zeigen können, solange Flüssigkeit in den Ventilkörper 42 durch die Öffnung 46 und aus dem Ventilkörper heraus durch die Öffnung 44 fließen kann.
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Der Ventilkörper 42 umfasst weiter mindestens eine radial zugewandte Flüssigkeitsöffnung 48 am Ventilkörper 42 zwischen dem ersten und zweiten Ende. Der beispielhafte Ventilkörper 42 weist drei ringförmig angeordnete Flüssigkeitsöffnungen 48 auf. Es ist selbstverständlich, dass jede andere Anzahl an Flüssigkeitsöffnungen verwendet werden kann und die Flüssigkeitsöffnung 48 in andere Richtungen zeigen kann, solange Flüssigkeit durch die Öffnung 48 in den Ventilkörper 42 fließen kann.
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Unter erneuter Bezugnahme auf die – ist dort eine Kugel 50 durch den Ventilkörper 42 aufgenommen. Die Kugel 50 ist so dimensioniert, dass sie axial innerhalb des Ventilkörpers 42 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich ist. Bei einer Ausführungsform weist die Kugel 50 einen Durchmesser auf, der nahezu dem internen Umfang des Ventilkörpers 42 entspricht, sodass die Kugel 50 axial auf der Innenfläche 42b gleiten kann. Die Kugel 50 weist bei einigen Ausführungsformen eine im Allgemeinen runde Form auf, ist im Allgemeinen hart und kann beispielsweise aus Kunststoff oder einem anderen Material gefertigt sein, das mit dem Kraftstoff oder einer anderen Flüssigkeit kompatibel ist, die gefiltert werden. Es ist selbstverständlich, dass die Kugel jede Form aufweisen kann, solange sie axial innerhalb des Ventilkörpers 42 beweglich ist.
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Ein Halteelement ist zwischen der Flüssigkeitsöffnung 48 und der Öffnung 46 am zweiten Ende des Ventilkörpers 40 angeordnet, wie gezeigt in den und . Das Halteelement umfasst ein Vorspannungselement, wie beispielsweise mindestens einen Federbandstahl 52. Bei einer Ausführungsform erstreckt sich der Federbandstahl 52 axial aufwärts von einem Basisende 52a, das an die Öffnung 46 angrenzt, zu einem freien Ende 52b. Der Federbandstahl 52 ist innerhalb eines Schlitzes 54 angeordnet, welcher ein Ende aufweist, das die Flüssigkeitsöffnung 48 umfasst. Das freie Ende 52b weist einen Vorsprung 52c auf, der radial nach innen hervorragt und der dimensioniert ist, die Kugel 50 an der ersten Position lösbar einzuengen. Der Federbandstahl 52 ist flexibel, wobei das freie Ende 52b radial beweglich ist. Bei einer Kraft, die axial aufwärts zeigt, kann die Kugel 50 der Einengung des Halteelements entkommen und sich aufwärts bewegen.
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Bei einigen Ausführungsformen weist das freie Ende 52b weiter einen Vorsprung 52d auf, der radial nach außen hervorragt. Wenn ein geeignet ausgelegter Filtereinsatz, wie beispielsweise der Filtereinsatz 12, eingebaut ist, dann ist die Innenfläche des zweiten Abschnitts 34b der oberen Endkappe 30 so dimensioniert, dass sie den Vorsprung 52d radial nach innen drückt. Der Federbandstahl 52 ist flexibel, sodass sich das freie Ende 52b radial nach innen bewegen und die Kugel durch den Vorsprung nach innen 52c an der ersten Position festgehalten werden würde.
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Wenn sich die Kugel 50 an der ersten Position befindet, wie gezeigt in , wird die Kugel 50 vom Halteelement zwischen der Öffnung 48 und dem zweiten Ende des Ventilkörpers 42 eingeengt und kann die darin befindliche Öffnung 46 lose blockieren. Der Durchmesser der Kugel 50 ist größer als der von der Öffnung 46, sodass sie die Kugel 50 daran hindert, aus dem Ventilkörper 40 am zweiten Ende zu gleiten.
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Wenn die Kugel 50 sich an der zweiten Position befindet, wie gezeigt in , ist die Kugel 50 so angeordnet, dass sie die Auslassöffnung 106a abdichtet. Die Kugel 50 ist in Bezug auf die Abfasung 114 so dimensioniert, dass eine Flüssigkeitsdichtung darin gebildet wird, wenn die Kugel aufgrund einer Kraft gegen die Abfasung 114 gedrückt wird. Es ist offensichtlich, dass eine ringförmige Dichtung an der Abfasung 114 angebracht sein kann, um die Flüssigkeitsdichtung zu verbessern. Der Umfang der Kugel 50 ist größer als der Umfang der Auslassöffnung 106a, um zu verhindern, dass die Kugel 50 in den Auslass 106 gleitet. Auf diese Weise ist die Kugel 50 axial zwischen der ersten Position und der zweiten Position beweglich, ohne in den Raum 108 zu fallen oder in den Auslass 106 zu gleiten.
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Wie gezeigt in wird nach dem Einbau eines geeignet ausgelegten Filtereinsatzes, wie beispielsweise dem Filtereinsatz 12, das Ventil 40 durch die Aussparung 38 der oberen Endkappe 30 aufgenommen. Die Öffnung 46 am zweiten Ende des Ventilkörpers 42 ist vom Innenraum 22 durch die Dichtung 36a am Bodenverschluss 36 der oberen Kappe 30 abgedichtet. Die Kugel 50 sitzt auf der Dichtung 36a und ist vom Innenraum 22 getrennt.
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Wie oben beschrieben, hält das Halteelement, wie beispielsweise die Federbandstähle 52, die Kugel 50 lösbar am unteren Ende des Ventilkörpers 42. Es ist selbstverständlich, dass die Eigengravitation der Kugel allein nicht ausreichen könnte, um die Kugel 50 in der ersten Position zu halten, sodass das Halteelement eingesetzt werden muss. Es ist auch offensichtlich, dass das Halteelement die Kugel an der ersten Position halten kann, wenn das Ventil anders ausgerichtet ist als in der aufrechten Ausrichtung, die in gezeigt ist. Die gefilterte Flüssigkeit innerhalb des Innenraums 22 kann die Auslassöffnung 106a durch die Perforationen 37 am ringförmigen Verbindungsabschnitt 34c der oberen Endkappe 30 durch die mindestens eine radial zugewandte Flüssigkeitsöffnung 48 des Ventilkörpers 42 erreichen und in den Auslass 106 fließen, wie gezeigt durch die Pfeile in . Daher ist, wenn die Kugel 50 am unteren Ende des Ventilkörpers 42 angeordnet ist, das Ventil 40 geöffnet. Eine Dichtung 84 kann zwischen dem Basisende 33 des mittigen Abschnittes 34 und der Außenseite der ringförmigen Einfassung 112 angeordnet sein, um einen abdichtenden Eingriff der Endkappe 30 mit dem Gehäusekopf 103 und eine Trennung schmutziger Flüssigkeit von gefilterter Flüssigkeit zu erreichen.
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Wie gezeigt in , ist die Öffnung 46 des Ventilkörpers 42 nicht zum Raum 108 abgedichtet und Flüssigkeit kann in die Innenseite des Ventilkörpers 42 durch die Öffnung 46 fließen, wenn kein Filtereinsatz oder ein unsachgemäßer Filtereinsatz eingebaut ist. Wenn die Kugel 50 auf der Öffnung 46 innerhalb des Ventilkörpers 42 sitzt, generiert der Flüssigkeitsfluss einen Flüssigkeitsdruck auf die Kugel 50, der axial aufwärts zeigt. Aufgrund des Flüssigkeitsdrucks überwindet die Kugel 50 die Einengung des Halteelements, wie beispielsweise der Federbandstahl 52, und bewegt sich innerhalb des Ventilkörpers 42 vom zweiten Ende zum ersten Ende axial aufwärts. Am ersten Ende des Ventilkörpers 42 wird die Kugel 50 gegen die Abfasung 114 gedrückt und dichtet die Auslassöffnung 106a ab. Bei einigen Ausführungsformen generiert der Aufbau 100 bei der Verwendung auch einen Unterdruck im Auslass 106 verglichen mit dem Druck von Raum 108 innerhalb des Gehäuses. Die Kugel 50 wird durch den Unterdruck angesaugt, bewegt sich aufwärts und dichtet die darin befindliche Auslassöffnung 106a ab. Es ist selbstverständlich, dass der Flüssigkeitsdruck und der Unterdruck gemeinsam oder separat wirken können, um die Kugel 50 zu betätigen.
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Wie gezeigt in , dichtet der Bodenverschluss 36 des Filtereinsatzes 12 die Öffnung des zweiten Endes 46 des Ventils 40 ab, sodass das Ventil 40 offen ist und gefilterte Flüssigkeit in das Ventil 40 und in den Auslass 106 fließen kann, wenn ein geeignet ausgelegter Filtereinsatz, wie beispielsweise der Filtereinsatz 12, eingebaut ist.
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veranschaulicht eine weitere Ausführungsform eines „Kein Filter, kein Betrieb”-Aufbaus. zeigt einen Aufbau 200, welcher einen Filtereinsatz 212 umfasst, der innerhalb eines Filtergehäuses 214 angeordnet ist. Der Aufbau 200 ähnelt dem Aufbau 100 abgesehen von einigen Modifikationen am Filtereinsatz und dem Gehäusekopf, wie er hier beschrieben wird. Insbesondere ist der Bodenverschluss der oberen Endkappe des Filtereinsatzes im Aufbau 200 geschlossen und weist eine Aussparung auf, um eine Dichtung aufzunehmen; der Gehäusekopf des Aufbaus 200 weist eine Passage auf, um die Auslassöffnung und das Ventil dort zu verbinden, wo die Auslassöffnung modifiziert ist. Es ist offensichtlich, dass der Gehäusekopf 103 im Aufbau 100 im Aufbau 200 verwendet werden kann. Desgleichen kann der Gehäusekopf im Aufbau 200 im Aufbau 100 verwendet werden. Der Filtereinsatz 12 im Aufbau 100 kann im Aufbau 200 verwendet werden. Desgleichen kann der Filtereinsatz im Aufbau 200 im Aufbau 100 verwendet werden.
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Ähnlich dem Aufbau 100 kann der Aufbau 200 beispielsweise in einem Kraftstoffsystem verwendet werden, um Kraftstoff, wie beispielsweise Dieselkraftstoff zu filtern, bevor der Kraftstoff ein geschütztes System, wie beispielsweise eine Kraftstoffeinspritzpumpe oder Einspritzventile, erreicht.
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Unter Bezugnahme auf – umfasst der Filtereinsatz 212 Filtermedium 216, eine obere Endkappe 230 befestigt an einem oberen Ende von Medium 216 und eine untere Endkappe 220 befestigt an einem unteren Ende von Medium 216.
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Wie gezeigt in und umfasst die obere Endkappe 230 einen im Allgemeinen ringförmigen Umfangsabschnitt 232, der am oberen Ende des Filtermediums 216 befestigt ist. Der Umfangsabschnitt 232 weist die Laschen 232a auf, welche mit dem Gehäuse verbunden sind. Es ist selbstverständlich, dass eine geeignete Anzahl an Laschen 232a verwendet werden kann. Beispielsweise werden vier Laschen in und sechs Laschen in verwendet. Ein mittiger Abschnitt 234 erstreckt sich axial vom Umfangsabschnitt 232 zum und in den Innenraum 222 des Filtermediums 16. Der mittige Abschnitt 234 umfasst eine Seitenwand 235 und einen Bodenverschluss 236, der den mittigen Abschnitt 234 schließt.
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Die Seitenwand 235 weist eine im Allgemeinen rohrförmige Form auf und umfasst ein Basisende 233, das mit einem inneren Umfang des ringförmigen Umfangsabschnitts 232 verbunden ist, einen ersten Abschnitt 234a, der sich axial vom Basisende 233 erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 234b, der mit dem ersten Abschnitt 234a koaxial ist und sich axial zum Bodenverschluss 236 erstreckt. Ein ringförmiger Verbindungsabschnitt 234c verbindet radial die Abschnitte 234a und 234b. Der ringförmige Verbindungsabschnitt 234c weist die Perforationen 237 auf, die gefilterten Flüssigkeitsfluss über die Seitenwand 235 zulassen. Es ist selbstverständlich, dass die sich axial erstreckenden Abschnitte 234a und 234b auch Perforationen umfassen können. Der Bodenverschluss 236 definiert eine Aussparung 236b in der Mitte des Bodenverschlusses 236, um eine axial zugewandte kreisförmige Dichtung 236a hermetisch aufzunehmen. Wie gezeigt, ist der Bodenverschluss 236 geschlossen, indem er kontinuierlich und ohne Durchflussöffnungen ist.
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Unter erneuter Bezugnahme auf die – definiert der mittige Abschnitt 234 eine Aussparung 238, die sich in den Innenraum 222 des Filtermediums 16 erstreckt. Die Aussparung 238 weist eine axial zugewandte Öffnung auf, die durch den inneren Umfang des Umfangsabschnitts 232 an einem Ende definiert und vom Innenraum 222 durch den Bodenverschluss 236 am anderen Ende getrennt ist. Die Aussparung 238 befindet sich in Fluidkommunikation mit dem Innenraum 222 durch die Perforationen 237 an der Seitenwand 235.
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Das veranschaulichte Beispiel des Filtergehäuses 214 definiert einen Filtereinsatzraum 308, der ausreichend groß ist, um den Filtereinsatz 212 darin aufzunehmen. Das Gehäuse hat bei der Verwendung ein offenes Ende, das durch einen Gehäusekopf 303 geschlossen wird, der den Raum 308 verschließt.
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Der Gehäusekopf 303 definiert einen Einlass 305 und einen Auslass 306. Der Auslass 306 umfasst eine Auslassöffnung 306a, die radial zugewandt ist und sich in Fluidkommunikation mit dem Innenraum 222 durch eine im Allgemeinen vertikale Passage 313 befindet. Es ist selbstverständlich, dass die Auslassöffnung 306a in andere Richtungen zeigen kann, solange gefilterte Flüssigkeit die Auslassöffnung 306a durch die Passage 313 erreichen kann.
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Eine ringförmige Einfassung 312 erstreckt sich axial nach unten von der Passage 313 und definiert eine axial zugewandte Öffnung 313a in Fluidkommunikation mit der Passage 313.
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Ein Ventil 240 ist mit der ringförmigen Einfassung 312 lösbar verbunden. Ähnlich dem Ventil 40 in den – , und umfasst das Ventil 240 einen Ventilkörper 242, der sich axial von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, wobei das erste Ende mit der ringförmigen Einfassung 312 beispielsweise durch Gewinde verbunden ist. Es ist selbstverständlich, dass das Ventil 240 mit dem Gehäusekopf 303 anstatt mit einem Gewindeanschluss mit anderen geeigneten Arten, wie beispielsweise einem Schnappverschluss, verbunden sein kann.
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Der Ventilkörper 242 weist eine Öffnung 244 am ersten Ende und eine Öffnung 246 am zweiten Ende auf. Die Öffnungen 244 und 246 sind einander axial zugewandt und befinden sich in Kommunikation miteinander. Die Öffnung 244 am ersten Ende befindet sich in Fluidkommunikation mit der Passage 313 durch die Öffnung 313a. Die Öffnung 246 am zweiten Ende lässt Flüssigkeit in den Ventilkörper 242, in die Passage 313 und in den Auslass 306 fließen.
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Ähnlich dem Ventilkörper 42 umfasst der Ventilkörper 242 weiter mindestens eine radial zugewandte Seitenflüssigkeitsöffnung 248, die am Ventilkörper 242 zwischen dem ersten und zweiten Ende ringförmig angeordnet ist. Flüssigkeit kann in den Ventilkörper 242 durch die Öffnung 248 fließen.
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Ein Halteelement 252 ist zwischen der Flüssigkeitsöffnung 248 und der Öffnung 246 am zweiten Ende des Ventilkörpers 240 angeordnet. Das Halteelement kann eine ähnliche Struktur haben wie das in Aufbau 100.
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Eine Kugel 250 ist durch den Ventilkörper 242 aufgenommen. Die Kugel 50 ist so dimensioniert, dass sie axial innerhalb des Ventilkörpers 242 und in die Passage 313 hinein zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich ist.
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Wenn die Kugel 250 sich an der ersten Position befindet, wie gezeigt in , sitzt die Kugel 250 am unteren Ende des Ventilkörpers 242 und kann die darin befindliche Öffnung 246 lose blockieren. Der Durchmesser der Kugel 250 ist größer als der von Öffnung 246. Wenn die Kugel 250 sich an der zweiten Position befindet, wie gezeigt in , ist die Kugel 250 so angeordnet, dass sie die Auslassöffnung 306a abdichtet. Der Umfang der Kugel 250 ist größer als der Umfang der Auslassöffnung 306a, um zu verhindern, dass die Kugel in den Auslass 306 gleitet. Auf diese Weise ist die Kugel axial zwischen der ersten Position und der zweiten Position beweglich, ohne in den Raum 308 zu fallen oder in den Auslass 306 zu gleiten.
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Wie gezeigt in wird nach dem Einbau eines geeignet ausgelegten Filtereinsatzes, wie beispielsweise der Filtereinsatz 212, das Ventil 240 durch die Aussparung 238 der oberen Endkappe 230 aufgenommen. Die Öffnung 246 am zweiten Ende des Ventilkörpers 242 ist zum Innenraum 222 durch die Dichtung 236a am Bodenverschluss 236 der oberen Kappe 230 zwischen der Kugel 250 und der Aussparung 236b abgedichtet. Wie in gezeigt, befindet sich die Dichtung 236a am Bodenverschluss 236. Die Kugel 250 sitzt auf der Dichtung 236a und wird vom Halteelement des Ventils 240 am unteren Ende des Ventils 240 gehalten. Die gefilterte Flüssigkeit innerhalb des Innenraums 222 kann, wie gezeigt durch die Pfeile, die Auslassöffnung 306a durch die Perforationen 237 an der Seitenwand 235 der oberen Endkappe 230, durch die mindestens eine radial zugewandte Flüssigkeitsöffnung 248 des Ventilkörpers 42, in die Passage 313 und in den Auslass 306 erreichen. Deshalb ist das Ventil 240 geöffnet, wenn die Kugel 250 vom Halteelement am unteren Ende des Ventilkörpers 242 festgehalten wird.
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Wie gezeigt in ist die Öffnung 246 des Ventilkörpers 242 nicht zum Raum 308 des Gehäuses abgedichtet und Flüssigkeit kann in den Ventilkörper 242 durch die Öffnung 246 fließen, wenn kein Filtereinsatz oder ein unsachgemäßer Filtereinsatz eingebaut ist. Wenn die Kugel 250 auf der Öffnung 246 innerhalb des Ventilkörpers 242 sitzt, generiert der Flüssigkeitsfluss einen Flüssigkeitsdruck auf die Kugel 250, der während des Betriebs axial aufwärts zeigt. Aufgrund des Flüssigkeitsdrucks überwindet die Kugel 250 die Einengung des Halteelements 252 und bewegt sich innerhalb des Ventilkörpers 242 axial aufwärts und in die Passage 313. Die Kugel 250 wird fest gegen die Auslassöffnung 306a gedrückt und dichtet die Auslassöffnung 306a ab. Es ist selbstverständlich, dass eine Dichtung, wie beispielsweise eine ringförmige Dichtung, an der Auslassöffnung 36a angebracht sein kann, um eine enge Verbindung mit der Kugel 250 herzustellen und die Dichtung zu verbessern. Es ist ebenfalls selbstverständlich, dass der Unterdruck innerhalb des Auslasses 306 auch die Kugel 250 betätigen kann.
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Die Erfindung kann in anderen Formen ausgeführt werden, ohne von deren Sinn oder neuartigen Eigenschaften abzuweichen. Die in dieser Anmeldung offenbarten Ausführungsformen sollen in jeglicher Hinsicht als veranschaulichend und nicht einschränkend betrachtet werden. Der Umfang der Erfindung ist vielmehr durch die angehängten Ansprüche angegeben, als durch die vorstehende Beschreibung; und alle Änderungen, die die Bedeutung und der Gleichwertigkeitsbereich der Ansprüche mit sich bringen, sind als darin aufgenommen anzusehen.