用于液体过滤器的过滤器元件以及液体过滤器 技术领域 本发明涉及一种根据权利要求 1 或者 7 的前序部分所述的用于液体过滤器的过滤 器元件及一种液体过滤器， 特别用于内燃机的油或者燃料。
背景技术 根据文献 WO2007/003517A2， 用于像油或者燃料的粘性媒质的液体过滤的过滤器 元件传统上主要是由起褶的过滤器媒介 (Filtermedien) 优选以圆柱的形状生产。在此该 过滤器元件可以是不含金属的， 而设有由箔、 纸板、 塑料 ( 例如 PA) 或者类似物体组成的端 盘 (Endscheiben)。但是采用金属端盘和金属中央管的设计也是可能的。其中过滤器元件 的折叠部经常嵌入到端盘中 ( 例如胶粘、 焊接或者泡沫化 ) 而直接连接这些元件。
但为了避免过滤壳体在未滤方向 (Rohrichtung) 上排空 (Leerlaufen)， 通常也使 用在壳体中永久装入的弹簧负载的阀。该止回阀以单独的安装步骤插入到壳体中。该止回 阀通常由弹簧预压的阀盘、 阀头和阀座构成。该阀被粘接、 螺纹连接或者压接在壳体中， 其 中通常的缺点就是组件需要复杂的安装。
发明内容
本发明的任务在于， 提出一种用于液体过滤器的过滤器元件以及一种过滤器， 它 们可以以简单的方式安装和低成本地生产。该任务通过权利要求 1 和 7 的特征得以解决。
根据本发明的过滤器元件应结合具有可打开的过滤器壳体的过滤器， 特别用于液 体。该过滤器元件包含环状闭合的过滤媒质， 该过滤媒质设计由带状的纸或者无纺物折叠 或者缠绕而成。此外该过滤媒质还可以由块状的压制材料构成。在端面上， 该过滤媒质密 封地连接在上端盘和下端盘上。这种设计为不可拆卸的连接例如可以通过焊接、 粘结或者 泡沫化形成。在其中一个端盘上设置有止回膜， 该止回膜由不透水的、 弹性的、 耐受过滤液 体的材料构成， 特别是人造橡胶如丙烯 - 四氟乙烯橡胶 (FPM)， 氢化丁腈橡胶 (HNBR)， 丙烯 酸脂橡胶 (ACM)。 在此， 该止回膜这样设计， 即其覆盖过滤器壳体中的入口， 其中该止回膜由 待净化的液体流揭下 (abheben)。 该止回膜包含环形表面， 它放置在接触过滤器壳体的环形 表面上。 当没有流量通过液体过滤器时， 止回膜的合上的环形表面将入口闭合， 从而液体不 能从过滤器壳体流回， 而过滤器壳体不能被排空。 这是有优势的， 因为当过滤过程重新开始 时， 此壳体已经充满而不需要再填充， 以便例如当重新启动内燃机时快速地达到需要的油 压。因此， 净化后的液体可以明显更快地使用。
有利地， 止回膜这样设计， 即其在未滤侧 (Rohseite) 和洁净侧 (Reonseite) 之间 起密封作用。 为此， 止回膜具有密封轮廓， 该轮廓在过滤器壳体内形成未滤侧和洁净侧之间 的紧密密封的分隔。该密封轮廓例如设计为径向朝内的凸起， 该凸起径向支撑在形成洁净 而且支撑在环形支 出口的管路上。 可选择地， 止回膜的密封轮廓也可以设计为轴向密封的， 撑面上。
根据本发明的止回膜包括额外的密封表面， 该密封表面作为进一步的功能而关闭设置在过滤器壳体中的泄流口当过滤器元件必须要更换的时候， 该泄流口用于过滤器壳体的排空。由于密封表面设置在止回膜上， 在安装过滤器元件时不需要 额外的工作步骤就能实现泄流口的闭合。 进一步的优点在于， 不需要额外的组件， 因此密封 表面可成本划算地在现有的止回膜上成形， 不需要额外的材料。
额外的密封表面可以设计为轴向密封表面或者径向密封表面。 在设计为轴向密封 表面时， 在泄流口区域中过滤器壳体的平坦底部就足以产生稳定的轴向密封作用。在此， 轴向密封表面只是轴向地放置在该区域上。该轴向密封表面可以设计为一个部分， 它在交 叉部分必须设计得比泄流口略大一点， 从而能够完全紧密密封地覆盖住泄流口。借助于一 定的预应力 ( 该预应力例如由螺旋形弹簧传递到过滤器元件上 ) 就可以实现稳定的密封作 用。 在径向密封作用时设置这样的几何轮廓， 即它径向地以线形的形状支撑在圆周墙上。 在 此， 径向密封例如可以成型在柱形销上， 该柱形销可以插入到设计为柱形的排流孔中。 这在 过滤器元件受到震动时是有优势的， 因为在该设计中避免了意外地从泄流口中揭下。
根据本发明的有利的实施例， 额外的密封表面设计为环形表面。 因此， 过滤器元件 可以以任意的径向位置插入到过滤器壳体中。 在插入过滤器壳体时， 除了轴向运动， 过滤器 元件还可以进行转动， 在泄流口区域不存在泄漏的危险。因此， 与分块设计的密封表面相 比， 此安装明显简化。 将 止 回 膜 铸 模 在 下 方 端 盘 是 有 优 势 的， 其中所有的密封表面都由原型技术 (Urformtechnik) 生产。这可快速和廉价地生产出止回膜。此外， 不需要安装步骤。进一步 的优势在于， 止回膜密封和不可拆卸地连接在端盘上， 因而以这种方法避免了端盘之间的 泄漏或者端盘的意外松脱。
根据本发明的液体过滤器包含 ： 过滤器元件 ； 可打开的的过滤器壳体， 其具有用 于待净化液体的入口 ； 出口， 用于净化后的液体 ； 泄流口， 用来使包含在过滤器壳体中的液 体实现无压力的泄流， 用于在过滤器元件更换期间防止液体的溢出。过滤器元件可以轴向 地插入到过滤器壳体中。过滤器元件依照上述设计进行设计。在此， 止回膜相对于未滤侧 将清洁端密封起来。此外， 止回膜实现了用于入口的止回功能。作为进一步的功能， 止回膜 采用额外的密封表面将泄流口密封起来。因此， 几个功能 ( 特别是密封功能 ) 集成在单一 的组件上。止回膜可以简单地生产和安装。因为密封功能直接配置在止回膜上， 止回膜与 过滤器元件相连， 所以就不需要额外的安装步骤， 如在弹簧负载的单独安装的止回阀中所 必须的一样。此外， 通过将密封功能集成在止回膜上， 可节省昂贵的阀门。
为了确保过滤器外壳的完全排空， 在过滤器外壳的低点设置泄流口， 是有优势的。
在本发明的特殊设计中， 泄流孔设置在环形凹槽中。止回膜上的额外密封表面也 设计为具有环状外形， 而且可以以密封的方式插入到凹槽中。 在此， 当密封表面设计为径向 密封， 是有优势的。因此， 过滤器元件可以任意转动地插入到过滤器外壳中。在此， 径向密 封在径向上形成了额外的定位辅助。
有利的是， 过滤器外壳包含接触肩 (Anlageschulter)， 用来实现过滤器元件的轴 向定位。 该接触肩可以设计为径向圆周形扩展的边缘或者在圆周上部分分散的边缘。 在此， 过滤器元件在其下方端盘上有相应的匹配轮廓， 该轮廓支撑在此边缘上。在边缘在过滤器 外壳上径向圆周扩展的情况下， 匹配的轮廓设计为分割的形状。如果边缘是在圆周上部分 分散的情况， 则匹配的轮廓是连续的。以这种方式， 在轴向上实现可靠的定位， 并且没有大
的公差浮动。
根据有优势的设计， 设置了夹紧器件 ( 例如螺旋形弹簧、 箝位支架或者整体铸模 叶片 )， 止回膜的额外密封表面借助此夹紧器件可以压在泄流口上。以这种方式， 密封表面 即使在遭受震动时也不会从泄流口上揭下。因而， 可避免液体意外地流出。 附图说明
本发明将在下面借助于设计实例进行详细说明。其中 ： 图 1 显示了液体过滤器的截面图 ； 图 2 显示了可选设计的液体过滤器的截面 ； 图 3 显示了可选设计的液体过滤器的截面图 ； 图 4 显示了根据图 3 的液体过滤器的变形截面 ； 并且 图 5 显示了根据图 4 的过滤器壳体的俯视图。具体实施方式
在图 1 中显示的是液体过滤器的截面图。 该液体过滤器包含壳体底端部分 10 和壳 体顶端部分 11。壳体部分 10， 11 由热塑性的塑料组成， 例如聚酰胺 (PA) 或者聚丙烯 (PP)， 且有优势地通过喷射模塑技术生产。作为备选， 壳体部分 10， 11 也可以通过铝 - 压铸方式 生产。材料合成也是可能的， 其中壳体 10 或者 11 中的一个由塑料组成， 而壳体 10 或者 11 中的另一个由金属组成。壳体底端部分 10 具有向上敞开且在内壁上包含内螺纹 13 的杯罩 12。壳体顶端部分 11 的外螺纹 14 啮合在此内螺纹 13 中， 因而壳体部分 10， 11 可拆卸地连 接在一起。为了实现壳体部分 10， 11 之间的密封， 设有 O 型环 15。在壳体底端部分 10 的内 部设置有进口 16、 出口 17 和排泄口 18。在此， 壳体底端部分 10 具有插入物 19， 该插入物 不可拆卸地和密封地连接在壳体底端部分 10 上。借助于插入物 19， 一方面实现了单个出 口 16， 17， 18 之间的分隔， 另一方面该插入物这样设计， 即构成密封表面 20， 用于安置在壳 体 10， 11 内的过滤器元件 21。在其它的设计实例中， 也可以去除插入物 19， 而将它的几何 形状一体地成型在壳体底端部分 10 上。
过滤器元件 21 包含之字形褶皱且环状闭合的过滤器媒介 22。 在其端面上， 过滤器 媒介 22 通过密封粘合的方式与上端盘 23 和下端盘 24 连接在一起。下端盘 24 与中心管一 起设计为一体， 该中心管 25 支撑过滤器媒介 22， 过滤器媒介 22 对于待净化的液体是可穿 透的。在下端盘 24 上设置有向下突起的、 连续的环形凸起 26， 止回膜 27 整体地铸模在该 突起 26 上。止回膜 27 具有环形扩展的密封边缘 28， 该密封边缘 28 支撑在壳体底端部分 10 的表面 29 上。表面 29 环绕着环形空隙 30， 入口 16 通到此空隙 30 中并被插入物 19 向 内划界。而且， 止回膜 27 包含轴向密封表面 31， 该轴向密封表面 31 密封地支撑在密封表 面 20 上。由此， 未滤侧 32 与洁净侧 33 之间实现了密封的隔离。未滤侧 32 成形在过滤器 元件 21 与壳体部分 10， 11 之间， 此壳体部分 10， 11 与入口 16 相连。洁净侧 33 被过滤器元 件 21 包围， 而与用于净化后液体的出口 17 相通。作为第三个功能， 止回膜 27 轴向地密封 了泄流口 18。为了使轴向密封表面 31 在密封表面 20 上产生足够的挤压压力， 设有螺旋形 弹簧 34， 该弹簧夹在壳体顶端部分 11 与过滤器元件 21 的上端盘 23 之间。由此， 避免了意 外地从轴向密封表面 31 上揭下。由于过滤器媒介的污染或者液体粘性太低的缘故， 穿过过滤器元件 21 的流量可 能会减少， 从而未滤侧 32 与洁净侧 33 之间的压差超过了定值。过滤器元件 21 包含旁流阀 35， 该旁流阀从一定的压差起就打开。
在液体过滤器的正常运行中， 待净化液体流过入口 16 进入过滤器壳体 10， 11 的环 形空隙 30 中 ( 点线箭头 )， 而将密封边缘 28 从表面 29 上揭下。液体由外朝内流过过滤媒 质 22， 而且也穿过中心管 25。净化后的液体从洁净侧 33 通过出口 17 从液体过滤器 ( 点线 箭头 ) 流出。
在没有流体的状态下， 没有液体通过入口 16 进入。密封边缘 28 密封地位于表面 29 上， 并防止液体从未滤侧 32 流回到入口 16 中。 由此， 通过止回膜 27 防止过滤器壳体 10， 11 的排空， 从而当重新启动时液体立即可用。
为了更换过滤器元件 21， 壳体顶端部分 11 从壳体底端部分 10 拆下， 并轴向往上取 下。由此， 减小了螺旋形弹簧 34 在过滤器元件 21 上的预压。借助壳体顶端部分 11 上的卡 钩 36， 轴向向上地拉动旁通阀 35。过滤器元件 21 是卡钩连接到旁通阀 35 上的， 从而也轴 向向上地拉动过滤器元件 21。 通过此轴向位移， 释放了泄流口 18， 包含在过滤器壳体 10， 11 中的液体可以无压力地排放。直到壳体顶端部分 11 被完全移开， 液位下落到杯罩 12 的边 缘之下， 从而没有液体会流出。过滤器元件 21 以箭头 37 的方向轴向地从壳体部分 10 中移 出， 释放掉与旁通阀 35 的卡钩连接， 从而拿掉过滤器元件 21。特别地首先将新的过滤器元 件 21 与旁通阀 35 卡钩连接， 随后以与箭头相反的方向插入， 并通过壳体顶端部分 11 的安 放和螺纹旋接密封地压在密封表面 20 上。由此， 未滤侧 32 相对于洁净侧 33 的新密封和泄 流口 18 的密封就实现了。而且， 止回膜 27 覆盖了环形空隙 30。 图 2 显示了可选设计的液体过滤器的截面。对应图 1 的那些组件具有相同或相似 的附图标记。对比图 1， 壳体底端部分 10’ 这样设计， 即所有的表面和轮廓都直接成形， 而根 据图 1 的插入物 19 被去掉。出口 17 安置在轴向向上突起的套筒 (Dom)38 上。套筒 38 具 有表面 39， 密封凸起 40 紧密地贴靠在此表面 39 上， 从而实现了未滤侧 32 与洁净侧 33 之间 的分隔。此密封作用通过径向作用的密封形成。在该设计中， 止回膜 27’ 的三个密封功能 分布到三个空间上彼此分离的密封区域上。 由此， 一旦一个密封位置有泄露， 也可以保证了 其它密封位置的密封功能。与图一所示的设计相比， 进一步的区别在于， 环形凸起 26’ 具有 缺口 41， 该缺口以止回膜 27’ 的材料填充。由此， 实现了端盘 24 与止回膜 27’ 之间的更好 连接， 这可以吸收更多的机械负荷， 例如当建立或者释放密封凸起 40 和表面 39 之间的径向 密封作用时产生的一样。
图 3 在截面图中显示了可选设计的、 带有径向作用的密封表面的液体过滤器。对 应图 1 或 2 中的那些组件具有相同或相似的附图标记。与前述的图 1 和 2 相比， 过滤器元 件 21 具有泡沫的端盘 23， 24， 该端盘密封地围绕过滤媒质 22。在下端盘 24 上配置有热塑 性塑料制造的端板 42， 其上成型有止回膜 27” 。除了由密封边缘 28 和密封表面 29 形成的、 轴向作用的密封， 止回膜 27” 还有两个径向作用的密封件， 用于未滤侧 32 与清洁侧 33 之间 的分隔以及用于泄流口 18 的密封。在图 4 中的放大图中示出了此密封方案。
端板 42 在其圆周上具有齿形区域 43， 该齿形区域 43 包含环形延伸的凹处和凸处。 借助于这种齿形区域 43， 端板 42 可支撑在环形侧翼 44 上， 该环形侧翼 44 安置在壳体底端 部分 10 上。由此， 过滤器单元 21 的精确轴向位置可以定位在壳体底端部分 10 中， 从而止
回膜 27” 以总是相同的预压力压在表面 29 上， 从而避免了太强压力引起的损害。这种定位 只有微小的公差波动， 因为公差影响的过滤器元件 21 的轴向长度对于定位不是必需的。待 净化的液体的流向符合图 1 所述的流向。唯一的偏差就是， 待净化的液体会在环形侧翼 44 与齿形区域 43 的凹处之间流过。过滤器元件 21 的更换同样也是以图 1 和 2 所述的方式实 现。
图 4 在截面图中示出了一个根据图 3 的液体过滤器的变形截面。对应图 1 到 3 中 的那些组件具有相同或相似的附图标记。相对于图 3， 壳体底端部分 10 设计为没有插入物 19。壳体底端部分 10 具有环形槽 45， 其中设有泄流口 18。在环形槽 45 的侧壁和径向密封 表面 49 之间产生径向密封体 46。出于该目的， 环形圆周扩展的球根状的密封凸缘 47 凸入 环形槽 45 中。相比于图 3， 下端盘 24 由形状稳定的热塑性塑料构成， 其中端板 42 的功能转 移到下端盘 24 上。
图 5 显示的是根据图 4 的过滤器壳体的俯视图。对应图 4 中的那些组件具有相同 或相似的附图标记。在该图中， 可以清楚地看到环形构造。出口 17 安置在中央并被套筒 38 包围。邻接的是带有泄流口 18 的环形槽 45。环形槽 45 通过环形支柱 48 与环形间隙 30 分 开， 其中入口 16 安置在环形间隙 30 中。表面 29 圆环形地环绕着环形间隙 30。借助于安置 在中央的区域， 旋转对称的过滤器元件 21 可以插入到任何的径向位置中。