(57)【要約】  カップ形状のフィルタハウジング１を有するフィルタ装置であって、フィルタハウジング内に収容可能で少なくとも１つの終端キャップ２１を有するフィルタエレメント１３と、フィルタエレメント１３をその縦軸線３に沿って取外し可能に固定するために用いられる保持装置であって、フィルタハウジング１の内側とフィルタエレメント１３とに形成されて互いに協働する螺合要素３３、４１を有する保持装置と、フィルタハウジング１の端部側を画成するハウジング閉鎖部分５とフィルタエレメント１３との間を密閉するシール装置３８とを有するフィルタ装置は、ハウジング閉鎖部分５が、縦軸線３に対して同心の、内側の螺合要素４１を有する流体通路４３を備えたエレメント収容部を形成し、流体通路内へ、終端キャップ２１の接続スリーブ３１が外側の螺合要素３３によって螺合可能であること、及びシール装置が、シール部材３８を有しており、シール部材が終端キャップ２１と合体してつながり合った構成要素を形成するとともに、終端キャップ２１と、接続スリーブ３１に設けられた螺合要素３３のねじ山巻回部３９の隣接する始端との間の移行部に形成された座３７内に収容されていることを特徴としている。
2012502786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップ形状のフィルタハウジング（１）を有するフィルタ装置であって、
前記フィルタハウジング内に収容可能で少なくとも１つの終端キャップ（２１）を有するフィルタエレメント（１３）と、
フィルタエレメント（１３）をその縦軸線（３）に沿って取外し可能に固定するために用いられる保持装置であって、フィルタハウジング（１）の内側とフィルタエレメント（１３）とに形成されて互いに協働する螺合要素（３３、４１）を有する保持装置と、
フィルタハウジング（１）の端部側を画成するハウジング閉鎖部分（５）とフィルタエレメント（１３）との間を密閉するシール装置（３８）と、
を有するフィルタ装置において、
ハウジング閉鎖部分（５）が、縦軸線（３）に対して同心の、内側の螺合要素（４１）を有する流体通路（４３）を備えたエレメント収容部を形成し、前記流体通路内へ、終端キャップ（２１）の接続スリーブ（３１）が外側の螺合要素（３３）によって螺合可能であること、及び
前記シール装置がシール部材（３８）を有しており、前記シール部材が、終端キャップ（２１）と合体してつながり合った構成要素を形成するとともに、終端キャップ（２１）と、接続スリーブ（３１）に設けられた螺合要素（３３）のねじ山巻回部（３９）の隣接する始端との間の移行部に形成された座（３７）内に収容されていることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
フィルタハウジング（１）の底部分（５）としてのハウジング閉鎖部分が、フィルタエレメント（１３）の、ハウジング底に配備された終端キャップ（２１）用のエレメント収容部を形成することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項３】
底部分（５）の流体通路（４３）が、ハウジング（１）の内部へ突出する環状端縁（４７）によって画成されており、前記環状端縁（４７）が、螺合要素（３３、４１）の保持力に起因して当接する終端キャップ（２１）のための当接面（４９）を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ装置。
【請求項４】
底部分（５）の流体通路（４３）が、環状端縁（４７）に隣接する終端部分に、内径を環状端縁（４７）へ向けて拡大する斜面（５１）を有しており、前記斜面（５１）が、終端キャップ（２１）の接続スリーブ（３１）に固定されたシール部材（３８）と協働するためのシール面を形成することを特徴とする請求項３に記載のフィルタ装置。
【請求項５】
シール部材が、シールリング（３８）であり好ましくはＯリングであって、終端キャップ（２１）の、半径方向平面内に延びる平坦な下方の終端面（３５）と、接続スリーブ（３１）の螺合要素（３３）の第１のねじ山巻回部（３９）との間の座（３７）内で、接続スリーブ（３１）に保持されていることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ装置。
【請求項６】
接続スリーブ（３１）に設けられたねじ山巻回部（３９）が、丸ねじとして形成されていることを特徴とする請求項５に記載のフィルタ装置。
【請求項７】
底部分（５）が、環状端縁（４７）に設けられた平坦な当接面（４９）に隣接する半径方向のリブ（５５）を有しており、前記リブの軸方向の高さが、底部分（５）の周面領域（５３）へ向かうにつれて減少していることを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項８】
特に請求項１から７のいずれか１項に記載のフィルタ装置内に使用するための、フィルタエレメントであって、フィルタエレメント（１３）の少なくとも１つの端部に終端キャップ（２１）が取り付けられており、前記終端キャップがフィルタエレメント（１３）とは反対側にシール装置（３８）を有しており、前記シール装置が、フィルタエレメント（１３）とフィルタハウジング（１）の端部側を画成するハウジング閉鎖部分（５）との間を密閉しており、フィルタエレメント（１３）をその縦軸線（３）に沿って取外し可能に固定するために、保持装置が設けられており、前記保持装置が、フィルタハウジング（１）の内側とフィルタエレメント（１３）とに形成された、互いに協働する螺合要素（３３、４１）を有しており、かつシール装置がシール部材（３８）を有しており、前記シール部材が、終端キャップ（２１）と合体されてつながり合った構成要素を形成するとともに、終端キャップに形成された螺合要素（３３）への移行部において終端キャップ（２１）に形成された座（３７）内に収容されている、フィルタエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカップ形状のフィルタハウジングを有するフィルタ装置であって、前記フィルタハウジング内に収容可能で少なくとも１つの終端キャップを有するフィルタエレメントと、フィルタエレメントをその縦軸線に沿って取外し可能に固定するために用いられる保持装置にして、フィルタハウジングの内側とフィルタエレメントとに形成されて互いに協働する螺合要素を有する保持装置と、フィルタハウジングの端部側を画成するハウジング閉鎖部分とフィルタエレメントとの間を密閉するシール装置と、を有するフィルタ装置に関するものである。本発明は、さらにフィルタ装置用に準備されるフィルタエレメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フィルタエレメントを収容するためのフィルタ装置は、多数の実施形態において市場で入手できる。この種のフィルタ装置においては、製造コストのかなりの割合が、関係するハウジングの内部にフィルタエレメントを取外し可能に固定するための保持装置の形成と、フィルタエレメントの内部をフィルタハウジングに対して密閉するためのシール装置とに割り当てられる。
【０００３】
国際公開第２００５／１２３２１６号パンフレットに記載された、冒頭で挙げた種類のフィルタ装置において、製造コストを特に低く抑える努力において、シール装置は、フィルタエレメントの関係する終端キャップの一体的な構成要素として形成され、すなわち終端キャップと同一の材料から形成されている。この構造は、フィルタエレメントとハウジング終端部分との間に延びる、従来の別体のシール装置を省くことができる限りにおいて、製造を安価にし、かつ簡略化する。別体のシール装置の取扱いに注意する必要がないので組立てプロセスも単純化される。他方で、形成された密閉の品質に関して制限が生じる。というのは、終端キャップの形成に適していて一般的なプラスチック材料は、全部が適切なシール材料と見なされないからである。それによって終端キャップを形成する場合の材料選択に制限が生じる。さらに、シール装置が終端キャップに一体的に形成される場合に、確実な密閉を保証するためには、終端キャップの製造において厳しい許容誤差が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術から出発して、本発明の課題は、利点、すなわち組立ての取扱いが簡単で製造コストが安いことを維持しながら、フィルタエレメントとフィルタハウジングとの間の特により確実な密閉を特徴とするフィルタ装置を提供することである。さらに、本発明の課題は、このフィルタ装置に適したフィルタエレメントを提供することである。これらの課題は、全体として請求項１の特徴を有するフィルタ装置と、請求項８の特徴を有するフィルタエレメントが解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の特徴部分によれば、本発明の本質的な特殊性は、フィルタエレメントに対する密閉が形成されるべきハウジング閉鎖部分が、フィルタエレメントの縦軸線に対して同心の、内側の螺合要素を備えた流体通路を有するフィルタエレメントのエレメント収容部として形成されており、その場合にハウジング閉鎖部分の流体通路内へ、外側の螺合要素を有する終端キャップの接続スリーブがねじ締結可能であり、かつその場合にシール装置がシール部材を有し、前記シール部材が、終端キャップに設けられた座内に、シール部材が終端キャップと合体してつながり合った構成要素となるように収容されていることにある。その場合に配置は、シール部材の座が、終端キャップと、終端キャップの接続スリーブに設けられた螺合要素のねじ山巻回部の隣接する始端との間の移行部に位置するようになっている。
【０００６】
シール部材をこのように位置決めする場合に、ねじ締結を締め付けること、すなわち終端キャップの接続スリーブをハウジング閉鎖部分の流体通路内へねじ締結することが、終端キャップとそれに接触するシール部材とハウジング閉鎖部分内の流体通路の対応する端部との間に力による締結をもたらすので、螺合要素の保持力が、同時に、シール部材に作用するシール力を発生させる。シール部材が終端キャップと共につながり合った構成要素を形成することによって、同時に組立てプロセスが簡単かつ確実に構成される。同時に、関係するプラスチックがシール材料として適しているか否かにかかわらず、終端キャップを適切なプラスチックから加圧成形することができるので、材料選択に関して何ら制限が与えられない。シール部材の材料の選択に関しても同様に何ら制限は生じない。むしろ、それぞれの要請に関して、適切な材料、たとえばエラストマー、特にゴム材料を任意にたとえばＯリングの形状で選択することができる。
【０００７】
好ましくは、配置は、フィルタハウジングの底部分としてのハウジング閉鎖部分が、フィルタエレメントの、ハウジング底に配備された終端キャップのためのエレメント収容部を形成するように行うことができる。通常のようにフィルタエレメントがその外側から内側のフィルタ中空室へ貫流される場合に、終端キャップの接続スリーブによって、浄化された流体は、直接ハウジング底の流体通路を介して下方へ向かって、縦軸線に沿って延びる、流れ抵抗の少ない流れ方向で流出することができる。
【０００８】
特に好ましい実施例において、底部分の流体通路は、ハウジングの内部へ突出する環状端縁によって画成されており、前記環状端縁は、螺合要素の保持力に起因して接触する終端キャップのための当接面を形成する。それによって、ねじ締結がきつく締め付けられるときに、シール部材を圧縮する定められたシール力が生じ、前記シール力は、終端キャップが流体通路の環状端縁に形状決定的に当接することによって制限される。
【０００９】
特に好ましくは、配置は、底部分の流体通路が、環状端縁に隣接する終端部分に、環状端縁へ向けて内径を拡大する斜面を有しており、前記斜面が、終端キャップの接続スリーブに固定されたシール部材と協働するためのシール面を形成するように、行うことができる。それによって特に確実な密閉が保証される。というのは、シール部材は、斜めのシール面と協働して螺合要素の保持力によって軸方向にも半径方向にも圧縮されるからである。
【００１０】
好ましい実施例において、シール部材は、シールリングで好ましくはＯリングであってよく、それは、終端キャップの、半径方向平面内に延びる平坦な下方の終端面と接続スリーブの螺合要素の第１のねじ山巻回部との間の座内で、接続スリーブに保持されている。
【００１１】
終端キャップの接続スリーブに設けられたねじ山巻回部は、丸ねじとして形成することができ、それは、加圧成形による終端キャップの効率的形成を促進する。
【００１２】
特に好ましい実施例において、配置は、底部分が、環状端縁に設けられた平坦な当接面に隣接する半径方向のリブを有し、その軸方向の高さが底部分の周面領域へ向かうにつれて減少するように、行うことができる。それによって、わずかな材料消費で底部分の高い構造強度が得られる。同時に、リブの寸法の厳しい許容誤差は不要である。というのは、リブの傾斜した推移によって、環状端縁に設けられた当接面のみが終端キャップと協働するからである。
【００１３】
以下、図面に示す実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例に基づくフィルタ装置の下方の底側部分のみを、破断し、かつ切断して著しく図式的に簡略化して示す斜視図である。
【図２】図１に示す、実施例の下方の部分を示す縦断面図である。
【図３】図２にIIIで示す領域を、図２に比較して拡大して示す部分断面図である。
【図４】実施例のフィルタエレメントの終端キャップのみを示す縦断面図である。
【図５】実施例のフィルタエレメントの終端キャップのみを示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１と図２は、その輪郭が、縦軸線３に対して回転対称のカップの形状であるフィルタハウジング１のうち、下方の、底側の終端部分のみを示しており、その終端部分においてハウジング１が底部分５によって閉鎖されている。底部分５は、金属のダイカスト部品またはプラスチックから加圧成形された構成要素によって形成することができる。底部分５の外周面が、上方へ延びるハウジング壁とフランジ領域７において結合されており、その場合にフランジ領域７において、底部分５の周面の環状溝内にシール装置９が挿入されている。フィルタハウジング１は、図面には示されていない上方の部分において、ハウジングカバーによって閉鎖されており、前記ハウジングカバーは、通常の構造で形成することができ、かつ（図示されない）流体供給部を有しており、それを介して浄化すべき流体が外側の流体室１１へ供給可能であって、前記流体室１１は、フィルタカートリッジの形式のフィルタエレメント１３の外側に設けられている。作動中に、浄化すべき流体が外側の室１１からフィルタエレメント１３のフィルタ材料１５を通って内側のフィルタ室１７内へ流入し、前記内側のフィルタ室１７は、濾過工程におけるクリーン側を形成し、かつ流体を透過する支持パイプ１９の内部に配置されており、前記支持パイプ１９がフィルタ材料１５によって包囲されている。支持パイプ１９は、底部分５へ向いた下方の端部において、フィルタエレメント１３の終端キャップ２１と結合されており、この終端キャップ２１は、フィルタ材料１５の向き合う終端縁のためのフレームも形成している。終端キャップ２１は支持パイプ１９と共にプラスチックから一体的に加圧成形されるか、又は図２と図３に示されるように、終端キャップ２１に接合される別体の構成要素を形成することができる。
【００１６】
図２と図３から明らかなように、底部分５は、ハウジング閉鎖部分を形成しており、前記ハウジング閉鎖部分は、フィルタハウジング１の内部にフィルタエレメント１３を固定するために、関係する終端キャップ２１と協働するエレメント収容部を形成しており、前記エレメント収容部において同時にフィルタエレメント１３とフィルタハウジング１との間で密閉が行われる。フィルタエレメント１３の終端キャップ２１は、特に図３〜図５から明らかであって、そのうちの図４と図５が終端キャップ２１を個別表示で示している。この終端キャップは、軸線３に対して同心の中央の中空本体２３を有する回転体である。前記本体２３は、その一方の端部２５の領域において、半径方向に延びる環状体２７によって包囲されており、前記環状体２７は端部２５の側へ向かって開放した環状空間２９を画成し、前記環状空間２９が、その中に収容されるフィルタエレメント１３のフィルタ材料１５の端部のためのフレームを形成する。前記本体２３は、環状体２７から生じて軸方向に延びる接続スリーブ３１を形成しており、前記接続スリーブ３１の外側に、丸ねじとして形成された雄ねじの形式の螺合要素３３が設けられている。環状体２７の、端部２５とは反対側の、平坦な下方の終端面３５に連続して、接続スリーブ３１の外周面に環状溝状の座３７が設けられており、その中でシールリング３８の形式のシール部材が、終端面３５と第１のねじ山巻回部３９と間に収容されて位置固定されて、シールリング３８が終端キャップ２１と共につながり合った構成要素を形成するようになっている。表現を変えると、終端キャップ２１及び従ってそれが属するフィルタエレメント１３は、密閉に必要なシール部材を、予め組み込まれた構成要素として、関係するフィルタエレメントの作動開始前に収容しておくことができる。
【００１７】
図４と図５から最もはっきりと明らかなように、シールリング３８は、負荷のかからない状態においては、螺合要素３３を越える半径方向の突出を形成している。この構造に基づいて、接続スリーブ３１に設けられた螺合要素３３が底部分５に設けられた対応する複数の螺合要素４１と螺合することによって有効になる、フィルタエレメント１３を底部分５によって形成されるエレメント収容部内に固定する保持力が有効になった場合に、図２及び図３の特に図３に示される、底部分５の配備されたシール面との密閉係合がもたらされる。底部分５に設けられたこれらの螺合要素４１は、底部分５の内部の同心の流体通路４３内に半径方向内側へ突出する複数の斜めリブによって形成されており、前記斜めリブは、図１にそのうちの１つだけが示されており、かつねじ山巻回部の個々の部分の一部として、すなわち終端キャップ２１の接続スリーブ３１に設けられた、丸ねじとして形成されたねじ山巻回部３９と協働する丸ねじ螺合部の一部として機能する。図２と図３が示すように、底部分５の流体通路４３は、外側の下方の端部においてパイプスリーブ４５によって延長されており、前記パイプスリーブ４５に、浄化された流体を搬出するための（図示されない）接続結合が形成される。流体通路４３は、下方のパイプスリーブ４５とは反対側の内側の端部において、軸方向に突出する環状端縁４７を形成しており、前記環状端縁４７の端部が、半径方向平面内に延びる平坦な環状面を形成し、前記環状面が、形成されたエレメント収容部内に収容されたフィルタエレメント１３の平坦な下方の終端面３５のための当接面４９として用いられる。流体通路４３の開口端縁の、当接面４９へ向かって延びる終端部分内で、この流体通路４３は、当接面４９へ向かって流体通路４９の直径を拡大する斜面５１を形成している。この斜面が、シールリング３８と協働して、終端キャップ２１と底部分５との間の密閉のための底側のシール面を形成する。
【００１８】
図３から特に明らかなように、シールリング３８は、ねじ締結がきつく締め付けられて、終端キャップ２１の終端面３５が当接面４９に当接した場合に、座３７と斜面５１との間で螺合の保持力によって半径方向にも軸方向にも圧縮される。従ってフィルタエレメント１３が装着されて、底部分５によって形成されるフィルタ収容部内に位置固定された場合に、室１１（濾過プロセスにおける汚れ側）と室１７（クリーン側）の間の密閉が行われ、その場合にフィルタエレメント１３の終端面３５の、底部分５の環状端縁４７の当接面４９に対する形状決定的な当接がストッパ装置を形成し、それが、ねじ締結をきつく締め付けて固定する場合の保持力を、ねじ締結の締め付けモーメントに関係なく、ある値に、すなわちシールリング３８が、斜面５１において且つ座３７内で、シールリング３８の材料にとって最適な強さをシール力が有するように圧接される値に、制限する。
【００１９】
底部分５は、環状端縁４７と周面領域５３との間の上方または内側の縦方向区域内で中実体を形成しないが、星状に配置されて半径方向に延びる一連のリブ５５を有している。それによってわずかな材料消費で、底部分５の高い構造強度、特に良好な圧縮強度が得られる。リブ５５の上面５７は、環状端縁４７から周面領域５３へ向かって下降するように延びており、そのことが、当接する終端キャップ２１の終端面３５に対する距離を半径方向外側へ向かうにつれて拡大する。それによって、底部分５を加圧成形する場合にリブ５５に関して厳しい許容誤差を維持する必要なしに、終端キャップ２１の位置固定が環状端縁４７の当接面４９のみにおいて行われることが保証される。
【００２０】
なお、丸ねじを形成する、図示の螺合要素３３の代わりに、他の螺合要素、たとえば通常のメトリックなねじを設けることもできる。底部分５とフィルタハウジング１の上方へ延びる壁との間の、フランジ領域７の形成による図示の結合の代わりに、底部分５は、螺合されたハウジングカバーによって、あるいは連続するハウジング壁と一体的に形成され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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