Filterelement, Filterelementeinheit und Filter

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Filterelement, das in ein Filtergehäuse eines Filters einbringbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Filterelementeinheit mit einem solchen Filterelement und einem im oder am Filterelement angeordneten Ablaufstopfen. Die Erfindung betrifft schließlich den Filter mit der zumindest teilweise im Filtergehäuse aufgenommenen Filterelementeinheit.

Stand der Technik

Die WO 2015/153006 A1 , die WO 2016/105963 A1 , die WO 2017/053377 A1 , die DE 10 2016 221 686 A1 und die WO 2019/032440 A1 offenbaren jeweils einen Filter mit einem auswechselbaren Filterelement. Der Filter weist dabei einen unterseitigen Ablauf auf.

Aus der DE 1 1 2008 001 517 B4, der DE 10 2010 063 822 A1 , der DE 10 2014 216 637 A1 und der WO 2017/058984 A2 ist ein Filter mit einem Filterelement bekannt geworden, das in ein Filtergehäuse eingesetzt ist. Ein Ablaufstopfen des Filters dichtet dabei jeweils unmittelbar gegenüber dem Filtergehäuse ab.

Da das Filtergehäuse im Servicefall typischerweise nicht ersetzt, jedoch manchmal unsachgemäß gehandhabt wird, kann eine unmittelbare Abdichtung des Ablaufstopfens gegenüber dem Filtergehäuse über die Lebensdauer des Filters zu einer Leckage führen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein besonders leckagefreies Filterelement für einen Filter mit einem durch einen Ablaufstopfen verschlossenen Filtergehäuse bereit zu stellen. Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Filterelementeinheit und einen entsprechenden Filter bereit zu stellen. Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch ein Filterelement mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, einer Filterelementeinheit gemäß Anspruch 1 1 sowie einem Filter gemäß Anspruch 17 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben.

Erfindungsgemäß ist ein Filterelement zur Einbringung in ein Filtergehäuse eines Filters vorgesehen. Das Filterelement weist Folgendes auf:

- Einen Filtermediumkörper, der um einen inneren Hohlraum des Filterelements angeordnet ist;

- eine erste Endscheibe an einem ersten axialen Ende des Filtermediumkörpers;

- einen axialen Vorsprung an der ersten Endscheibe, der einen mit dem Hohlraum fluidisch verbundenen, insbesondere axial verlaufendem Kanal umfänglich umschließt;

- eine, insbesondere radial ausgebildete, Öffnungsstruktur in einer Wand des Vorsprungs, die die Außenseite des Vorsprungs fluidisch mit dem insbesondere axial verlaufenden, Kanal verbindet;

- eine äußere Dichtung am Vorsprung, die das Filterelement im installierten Zustand des Filterelementes an dem Filtergehäuse zur äußeren Umgebung hin abdichtet;

- eine Befestigungsstruktur am Vorsprung, über die ein Ablaufstopfen am Filterelement befestigbar ist;

- zumindest einen Bestandteil einer inneren Dichtung, die das Filterelement gegenüber dem Ablaufstopfen abdichtet.

Das erfindungsgemäße Filterelement ermöglicht die indirekte Anordnung des Ablaufstopfens am Filtergehäuse. Im Servicefall wird sowohl das Filterelement als auch der Ablaufstopfen ersetzt, sodass über die Lebensdauer des Filters Leckagen signifikant vermindert werden.

Ein Ablaufstopfen verschließt im eingebauten Zustand einen, insbesondere axial verlaufenden, Kanal an einem axialen Vorsprung an einer ersten Endscheibe zur äußeren Umgebung hin. Eine, insbesondere radial ausgebildete, Öffnungsstruktur verbindet einen, insbesondere axial verlaufenden, Kanal fluidisch mit der Rohseite des Filterelementes.

Der, insbesondere axial verlaufende, Kanal ist im bestimmungsgemäßen Betriebszustand von einem inneren Hohlraum des Filterelementes, insbesondere dem Reinfluid, fluidisch getrennt, um im Filtrationsbetrieb einen Übertritt von Rohfluid in inneren Hohlraum des Filterelements zu verhindern.

Die äußere Dichtung und/oder der Bestandteil der inneren Dichtung kann/können dabei jeweils in Form einer Dichtfläche ausgebildet sein oder ein Dichtelement umfassen.

Der Begriff „Dichtung“ impliziert insofern - wenn nicht anderweitig explizit definiert - nicht das Vorliegen eines Dichtelements, sondern ist breiter im Sinne von „Bestandteil einer Dichteinrichtung“ aufzufassen. Mit anderen Worten kann/können daher die innere Dichtung und/oder die äußere Dichtung auch als „Bestandteil einer inneren und/oder äußeren Dichteinrichtung“ bezeichnet werden.

Der Vorsprung kann eine zylindrische Außenmantelfläche umfassen, an der insbesondere die äußere Dichtung vorliegt. Hierdurch wird eine bestmögliche Abdichtung des Filterelements gegenüber dem Filtergehäuse an der äußeren Dichtung ermöglicht.

Vorzugsweise weist die Öffnungsstruktur zumindest eine umfänglich geschlossene Öffnung (ein Fenster) bzw. mehrere umfänglich geschlossene Öffnungen (Fenster) auf. Die zumindest eine umfänglich geschlossene Öffnung bzw. die mehreren geschlossenen Öffnungen können vorzugsweise in Form eines sich radial nach außen erstreckendem Kanal bzw. in Form von mehreren sich radial nach außen erstreckenden Kanälen ausgebildet sein.

Weiter bevorzugt weist das Filterelement eine der ersten Endscheibe axial gegenüberliegende zweite Endscheibe auf.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Filtermediumkörper in Form eines, insbesondere sternförmig, gefalteten Filtermediums ausgebildet sein. In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist das Filterelement ein Bypassventil auf. Das Bypassventil ist vorzugsweise an der Unterseite des Filterelements, insbesondere an der ersten Endscheibe, angeordnet. Über das Bypassventil kann Rohfluid bei zu hohem Rohfluiddruck ungefiltert auf die Reinseite des Filterelements strömen. In dem Betriebszustand eines hohen Rohfluiddrucks besteht bei geöffnetem Bypassventil somit eine fluidische Verbindung von dem, insbesondere axial verlaufenden, Kanal in den inneren Hohlraum des Filterelements. Im geschlossenen Zustand dichtet das Bypassventil vorzugsweise gegen die erste Endscheibe des Filtermediumkörpers.

Das erste axiale Ende des Filtermediumkörpers bildet im montierten Zustand des Filterelements einen Teil der Unterseite des Filterelements. Mit anderen Worten ist das erste axiale Ende des Filtermediumkörpers vorzugsweise nach unten hin orientiert. Hierdurch können Fluide im Servicefall leicht aus dem Filter bzw. dem Filterelement abfließen.

Das Filterelement kann konstruktiv besonders vorteilhaft ausgebildet werden, wenn die äußere Dichtung weiter von der ersten Endscheibe beabstandet ist als die Öffnungsstruk- tur. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Öffnungsstruktur nahe der ersten Endscheibe ausgebildet sein.

Die Befestigungsstruktur kann sich, insbesondere radial erstreckend, an einer inneren Wandung des Vorsprungs befinden. Die Befestigungsstruktur ist dabei vorzugsweise in Form eines Innengewindes und/oder eines Teils eines Bajonettverschlusses ausgebildet.

Der Bestandteil der inneren Dichtung ist, sich insbesondere radial erstreckend, vorzugsweise an einer inneren Wandung des Vorsprungs vorgesehen. Der Bestandteil der inneren Dichtung ist oder umfasst insbesondere eine Dichtfläche.

Ein Innendurchmesser des axialen Vorsprungs kann insbesondere in einem Bereich, in dem die Befestigungsstruktur vorliegt größer sein als in einem Bereich, in dem der Bestandteil der inneren Dichtung vorliegt.

Die äußere Dichtung kann ein radiales Dichtelement, insbesondere in Form eines O- Rings, aufweisen, das in einer Dichtnut der äußeren Dichtung angeordnet ist. Die Dichtnut kann an der äußeren Wandung des Vorsprungs ausgebildet sein. In konstruktiv weiter bevorzugter Ausgestaltung kann die Befestigungsstruktur einen größeren Abstand zur ersten Endscheibe aufweisen als die äußere Dichtung. Die Befestigungsstruktur kann sich nahe des freien Endes des Vorsprungs befinden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine hier beschriebene Filterelementeinheit mit einem hier beschriebenen Filterelement und dem am Filterelement befestigten Ablaufstopfen.

Der Bestandteil der inneren Dichtung kann ein radiales Dichtelement, insbesondere in Form eines O-Rings, aufweisen. Der Ablaufstopfen kann eine äußere Wandung aufweisen, in der eine Dichtnut ausgebildet ist. Das Dichtelement kann in die Dichtnut eingelegt sein.

Im Hinblick auf geringstmögliche Leckage hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn das Dichtelement der äußeren Dichtung einen größeren Querschnitt aufweist als das Dichtelement der inneren Dichtung.

Der Ablaufstopfen weist vorzugsweise eine zur Befestigungsstruktur des Filterelements korrespondierende Befestigungsstruktur auf, insbesondere in Form eines Außengewindes und/oder in Form eines Teils eines Bajonettverschlusses.

Die Befestigungsstruktur des Ablaufstopfens kann einen größeren Abstand zur ersten Endscheibe aufweisen als die innere Dichtung.

Ferner kann der Bestandteil der inneren Dichtung einen größeren Abstand zur ersten Endscheibe aufweisen als die äußere Dichtung.

Der Ablaufstopfen kann zumindest abschnittsweise bombiert ausgebildet sein, um hohen Fluiddrücken gut standhalten zu können.

In besonders bevorzugter Ausgestaltung der Filterelementeinheit ist der Ablaufstopfen mit dem Bypassventil verbunden. Durch Entnahme des Ablaufstopfens im Servicefall wird dadurch das Bypassventil mit entfernt. Hierdurch kann beim Entfernen des Ablaufstopfens gleichzeitig Rohfluid und Reinfluid beim Austausch des Filterelements durch Entfernen des Ablaufstopfens vollständig abgelassen werden.

Der Ablaufstopfen kann formschlüssig, insbesondere über eine Rastverbindung, am Bypassventil befestigt sein. Die Ablaufstopfen ist vorzugsweise werkzeugfrei unlösbar mit dem Bypassventil verbunden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird schließlich gelöst durch den Filter mit der zumindest teilweise in das Filtergehäuse eingesetzten, hier beschriebenen Filterelementeinheit.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, aus den Patentansprüchen sowie anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigen. Die zuvor genannten und noch weiter ausgeführten Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen, zweckmäßigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein. Die in der Zeichnung gezeigten Merkmale sind derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Filters;

Fig. 2 den Filter aus Fig. 1 in einer Schnittansicht gemäß der Ebene A-A aus

Fig. 1 ;

Fig. 3 eine Detailansicht des Filters aus Fig. 2.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 zeigt einen Filter 10. Der Filter 10 ist hier in Form eines Flüssigkeitsfilters, vorzugsweise in Form eines Ölfilters und/oder Kraftstofffilters, ausgebildet.

Fig. 2 zeigt den Filter 10 in einer Schnittansicht. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der Filter 10 ein Filtergehäuse 12 aufweist, in dem ein Filterelement 14 auswechselbar angeordnet ist. Das Filtergehäuse 12 weist einen reversibel lösbaren Deckel 16, hier in Form eines abschraubbaren bzw. aufschraubbaren Deckels, auf.

Das Filterelement 14 weist einen Filtermediumkörper 18, hier aus einem sternförmig gefalteten Filtermedium, auf. Der Filtermediumkörper 18 ist axial unterenends von einer ersten Endscheibe 20 und axial oberenends von einer zweiten Endscheibe 22 gefasst.

Der Filtermediumkörper 18 umschließt einen sich axial erstreckenden Hohlraum 24. Am unteren Ende des Filtermediumkörpers 18 weist das Filterelement 14 ein Bypassventil 26 auf. Das Bypassventil 26 öffnet sich durch Überdruck auf der Rohseite 28 gegenüber der Reinseite 30.

Fig. 3 zeigt das untere Ende des Filters 10 gemäß Fig. 2 in einer vergrößerten Ansicht. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die erste Endscheibe 20 einen axialen Vorsprung 32 aufweist, in dem eine, hier sich radial erstreckende, Öffnungsstruktur 34 ausgebildet ist. Der Vorsprung 32 umschließt einen Kanal 35, der mit dem Hohlraum 24 über das Bypassventil 26 fluidisch verbunden ist. Die Öffnungsstruktur 34 verbindet den Kanal 35 fluidisch mit der Rohseite 28.

Im Filterelement 14, hier im Vorsprung 32, ist ein Ablaufstopfen 36 über eine Befestigungsstruktur 38 des Filterelements 14 bzw. eine korrespondierende Befestigungsstruktur 40 des Ablaufstopfens 36 befestigt. Die Befestigungsstruktur 38 ist hier als Innengewinde und die Befestigungsstruktur 40 als passendes Außengewinde ausgebildet.

Das Filterelement 14 ist gegenüber dem Filtergehäuse 12 durch eine äußere Dichtung 42 abgedichtet. Gegenüber dem Ablaufstopfen 36 ist das Filterelement 14 durch eine innere Dichtung 44 abgedichtet. Mithin ist der Ablaufstopfen 36 lediglich mittelbar gegenüber dem Filtergehäuses 12 abgedichtet. Hierdurch wird die Herstellung des Filters 10 signifikant erleichtert.

Die äußere Dichtung 42 weist eine Dichtnut 46, die innere Dichtung 44 eine Dichtnut 48 auf. In den Dichtnuten 46, 48 ist jeweils ein Dichtelement 50, 52, hier jeweils in Form eines O-Rings, angeordnet. Der Ablaufstopfen 36 ist am Bypassventil 26 befestigt, hier durch eine Rastverbindung 54. Filterelement 14 und Ablaufstopfen 36 bilden zusammen eine Filterelementeinheit 56.

Der axiale Vorsprung 32 des Filterelements 14 ist in einer Öffnung des Filtergehäuses 12 aufgenommen. Bei der Öffnung des Filtergehäuses 12 handelt es sich insbesondere um eine Öffnung, die in einem bestimmungsgemäßen Montagezustand in Schwererichtung unten liegt. Die Öffnung des Filtergehäuses 12 weist einen Innenumfang auf, der eine Gegendichtfläche zu der äußere Dichtung 42 des Filterelements 14 bereit stellt. Die Öffnung des Filtergehäuses 12 ist insbesondere frei von Eingriffselementen bzw. Verbindungselementen beschaffen. Insbesondere ist die Öffnung des Filtergehäuses frei von Hinterschnitten. Insbesondere weist die Öffnung des Filtergehäuses eine zylindrische Form auf.

Hierdurch wird erreicht, dass der Ablaufstopfen 36 nur in bestimmungsgemäßer Weise mit dem Filterelement 14 verbunden werden kann und nicht direkt mit dem Filtergehäuse 12 verbindbar ist. Hierdurch lässt sich der Einbau technisch nicht geeigneter Filterelemente in das Filtergehäuse unterbinden.

Unter Vornahme einer Zusammenschau aller Figuren der Zeichnung betrifft die Erfindung ein Filterelement 14. Das Filterelement 14 ist in einem Filtergehäuse 12 eines Filters 10 aufnehmbar und zur Aufnahme eines Ablaufstopfens 36 eingerichtet. Das Filterelement 14 weist eine innere Dichtung 44 zur Abdichtung gegenüber dem Ablaufstopfen 36 auf. Weiterhin weist das Filterelement 14 eine äußere Dichtung 42 zur Abdichtung gegenüber dem Filtergehäuse 12 auf, sodass der Ablaufstopfen 36 lediglich mittelbar gegenüber dem Filtergehäuse 12 abgedichtet ist. Das Filterelement 14 weist dabei insbesondere unterenends einen axialen Vorsprung 32 mit einer Öffnungsstruktur 34 auf. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Filterelementeinheit 56 mit dem Filterelement 14 und dem Ablaufstopfen 36 sowie den Filter 10 mit der Filterelementeinheit 56 und dem Filtergehäuse 12. Bezugszeichenliste

10 Filter

12 Filtergehäuse

14 Filterelement

16 Deckel

18 Filtermediumkörper

20 erste Endscheibe

22 zweite Endscheibe

24 Hohlraum

26 Bypassventil

28 Rohseite

30 Reinseite

32 Vorsprung

34 Öffnungsstruktur

35 Kanal

36 Ablaufstopfen

38 Befestigungsstruktur des Filterelements 14

40 Befestigungsstruktur des Ablaufstopfens 36

42 äußere Dichtung

44 innere Dichtung

46 Dichtnut der äußeren Dichtung 42

48 Dichtnut der inneren Dichtung 44

50 Dichtelement der äußeren Dichtung 42

52 Dichtelement der inneren Dichtung 44

54 Rastverbindung

56 Filterelementeinheit