"Kühlmittel-Pflege-Einheϊt mit Rücklaufsperrventil"
Die Erfindung betrifft eine Kühlmittel-Pflege-Einheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs i.
Derartige Kühlmittel-Pflege-Einheiten sind aus der Praxis be¬ kannt. Sie bieten einerseits diel Möglichkeit, durch Filtrierung des Kühlmittels dessen Einsatzdauer zu verlängern. Zudem ist bei derartigen Pflegeeinheiten üblicherweise vorgesehen, beim Wechsel des Filtereinsatzes eine Kartusche mit Pflegemittel zu verwenden, die beim Einsatz des Filtereinsatzes in das Gehäuse automatisch geöffnet wird und Pflegezusätze in den Kühlmittel¬ kreislauf einführt, beispielsweise sogenannte „Inhibitoren", wel¬ che beispielsweise als Frost- und Korrosionsschutz dienen kön¬ nen.
Häufig erfolgt der so genannte Filterwechsel bei derartigen Kühlmittel-Pflege-Einheiten, also der Wechsel des Filtereinsat¬ zes, wenn das Küh^Irnittel noch eine vergleichsweise hohe Tem¬ peratur aufweist uήd das Kühlmittelsystem unter Druck steht.
Der Erfindung liegt die Aufgajbe zugrunde, eine gattungsgemäße Kühlmittel-Pflege-Einheit dahingehend zu verbessern, dass die¬ se einen gefahrlosen Wechsel des Filtereinsatzes und insbe¬ sondere ein gefahrloses Öffnen des Kühlmittelfilters ermöglicht.
Diese Aufgabe Wird durch eine Kühlmittel-Pflege-Einheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, den Innenraum des Filtergehäuses gegenüber dem übrigen Kühlmittelkreislauf abzusperren, so dass im Kühlmittelkreislauf herrschender Über¬ druck nicht dazu führen kann, dass heißes Kühlmittel aus dem Filtergehäuse austritt bzw. jierausspritzt, wenn der Deckel vom Gehäuse abgenommen wird. Der im Filtergehäuse selbst herr- sehende Druck wird dadurch abgebaut, dass der Deckel abge¬ nommen wird und sich währenddessen das im Filtergehäuse be¬ findliche Kühlmittel entspannen kann, bevor der Deckel vollstän¬ dig abgenommen und der Dichtungsverbund zwischen Deckel und Gehäuse aufgehoben ist.
Die Absperrung gegenüber dem übrigen Kühlmittelkreislauf er¬ folgt an zwei Stellen, nämlich am Kühlmittelzufluss wie auch am Kühlmittelrückfluss. In diesem Rückfluss kann ein Rückschlag¬ ventil vorgesehen sein, so dass, durch die Kühlmittelpumpe an- getrieben, während des normalen Betriebs auf der Reinsejte des
Kühlmittelfilters ein größerer Druck herrscht als im übrigen Kühlmittelkreislaι|f, wobei als „übriger Kühlmittelkreislauf" die Stellen des Kühlmittelkreislaμf jm Rahmen des vorliegenden Vorschlags verständen werden, die unmittelbar an die erwähn- ten, vorschlagsgemäß vorgesehenen Ventile anschließen. Auf¬ grund der Druckdifferenz öffnet das Rückschlagventil während des normalen Betriebs. Bei einem Filterwechsel oder wenn aus anderen Gründen der Kühlmittelfilter geöffnet wird und im Filter¬ inneren der Druck entspannt wird, herrscht dort ein geringerer Druck als im übrigen Kühlmittelkreislauf, so dass das erwähnte
Rückschlagventil im Rücklauf sperrt.
Im Zulauf ist ein Sperrventil vorgesehen, welches nicht druckbe¬ tätigt, sondern wegbetätigt öffnet bzw. schließt. Durch den Fil¬ tereinsatz wird der bewegliche Ventilkörper dieses Sperrventils in seine Offenstellung gedrängt. Wird der Deckel vom Gehäuse abgenommen, so wird dabei gleichzeitig auch der Filtereinsatz bewegt, der mit dem Deckel verbunden ist, beispielsweise durph eine Clipsverbindung. Durch diese Bewegung des Filtereinsat¬ zes wird auch die Beaufschlagung, mit der der Filtereinsatz auf den Ventilkörper des Sperrventils einwirkt, verringert und der
Ventilkörper kann beispielsweise federbelastet in seine Schlie߬ stellung geführt werden, je weiter der Deckel vom Gehäuse des Filters abgenommen und der Filtereinsatz dementsprechend ebenfalls bewegt wird. An Stelle der vorerwähnten Feder kann eine Bewegung des Ventilkörpers auch ausschließlich aufgrund des Drucks vorgesehen sein, der im übrigen Kühlmittelkreislauf herrscht, so dass bei Entfernung des Filtereinsatzes vom Ventil¬ körper das Sperrventil nicht weiterhin zwangsweise geöffnet verbleibt, sondern dem Druck im Kühlmittelkreislauf folgend in seine Schließstellung gedrückt werden kann.
Vorteilhaft kann der Filtereinsatz in an sich bekannter Weise als etwa zylindrischer Einsatz ausgestaltet sein mit einer oberen Endscheibe, welche beispielsweise die Rastmittel zur Verbin- düng mit dem Deckel aufweist und mit einer unteren Endschei¬ be, welche als Druckplatte dem Ventilkörper anliegt bzw. mittel¬ bar oder unmittelbar auf den Ventilkörper einwirkt und diesen in seine Offenstellung drängt, wenn sich der Filtereinsatz in seiner Betriebsstellung befindet.
Vorteilhaft kann ein Stößel vorgesehen sein, der an den Ventil¬ körper anschließt und sich bis zur Endscheibe des Filterein¬ satzes erstreckt. Auf diese Weise kann problemlos eine Anord¬ nung des Ventilkörpers und der zugehörigen Dichtfläche des Sperrventils an einer geeigneteniStellung vorgesehen sein, die möglicherweise von der Endscheibe des Filtereinsatzes entfernt
ist, wobei der Stößel diese Entfernung überbrückt und die Be¬ aufschlagung des Ventilkörpers durch die Endscheibe ermög¬ licht.
Die vorerwähnte Endscheibe kann vorzugsweise in dem Bereich verstärkt sein, welcher auf das Sperrventil einwirkt. Auf diese Weise kann die Endscheibe grundsätzlich materialsparend aus¬ gestaltet sein, während sie lediglich in dem erforderlichen Be¬ reich ausgesteift ist, welcher auf das Sperrventil einwirkt, so dass eine zuverlässige Betätigung des Sperrventils sichergestellt ist und Verformungen der Endscheibe, wie sie unter den im Be¬ trieb auftretenden Temperaturen und Drücken auftreten könn¬ ten, ausgeschlossen sind.
Diese vorgenannte Verstärkung der Endscheibe kann beispiels¬ weise durch eine umlaufende Wulst bewirkt werden.
Vorteilhaft kann ein zunächst aus konstruktiven Gründen unnötig großes Maß an Überlappung zwischen dem Deckel und dem Gehäuse des Filters vorgesehen sein. Eine Dichtung stellt unter den üblichen Betriebsbedingungen die zuverlässige Dichtheit zwischen Deckel und Gehäuse sicher. Durch den großen Über¬ lappungsbereich wird diese Dichtheit auch dann noch sicherge¬ stellt, wenn der Deckel bereits teilweise vom Gehäuse entfernt ist. Auf diese Weise wird ein Bewegungsspielraum für den
Deckel geschaffen, der benutzt werden kann, um während die¬ ser Bewegung das Sperrventil zu schließen und gleichzeitig nach außen hin, also zum Anwender hin, das Innere des Filters zu-verlässig abzudichten, so dass der Anwender vor austreten- dem Kühlmittel zuverlässig geschützt ist. Erst nach einer
Wegstrecke, die zuverlässig zum Schließen des Sperrventils ge¬ führt hat, kommt der Deckel von dem Gehäuse so weit frei, dass auch die Dichtung nicht mehr zwischen Deckel und Gehäuse wirksam ist. In dieser Stellung des Deckels ist jedoch dadurch, dass das Sperrventil und das druckabhängig betätigte Rück¬ schlagventil den Filterinnenraum gegenüber dem übrigen Kühl-
mittelkreislauf abgesperrt haben, kein unerwartetes Austreten von unter Druck stehendem Kühlmittel aus dem Filterinnenraum mehr möglich, so dass nun eine sichere Entnahme des Filterein¬ satzes möglich ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der rein schematischeh Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Dapei zeigen die
Fig. 1 insgesamt einen Querschnitt durch eine Kühlmit¬ tel-Pflege-Einheit eines ersten Ausführungsbei¬ spiels, Fig. 2 den Bereich des Sperrventils der Einheit von
Fig. 1 in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maß- stab, die
Fig. 3 und 4 Ansichten ähnlich den Fig. 1 und 2, jedoch von einem zweiten Ausführungsbeispiel, und die Fig. 5 und 6 Ansichten ähnlich den Fig. 1 und 3, jedoch von einem dritten Ausführungsbeispiel, mit zwei unterschiedlich weit aufgeschraubten Stellungen des Deckels.
In den Fig. 1 und 3 ist jeweils mit 1 insgesamt eine, Kühlmittel- Pflege-Einheit bezeichnet. Diese weist ein becherartiges Gehäu- se 2 auf sowie einen Deckel 3, der als Schraubdeckel ausgestal¬ tet ist und mit defn Gehäuse 2 verschraubt ist. Zwischen Deckel 3 und Gehäuse 2 ist eine umlaufende O-Ringdichtung 4 vorge¬ sehen. Der Deckel 3 weist einen Verdrängungskörper 5 auf, welcher verhindert, dass der Innenraum des Gehäuses 2 voll- ständig mit Kühlmittel gefüllt werden kann. Bei Entnahme des
Deckels 3 vom Gehäuse 2 wird daher der Flüssigkeitsspiegel im Inneren des Gehäuses automatisch abgesenkt, so dass auch bei Schrägstelluηgen des Gehäuses 2 in einem im Betrieb üb¬ lichen Ausmaß sichergestellt ist, dass kein Kühlmittel über die Oberkante des Gehäuses 2 abfließen kann, sondern zuverlässig innerhalb des Gehäuses 2 verbleibt.
Mit dem Deckel 3 ist ein Filtereinsatz 6 verbunden, und zwar über eine Rastverbindung 7, die an einer oberen Endscheibe 8 des insgesamt im Wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Filter- einsatzes 6 vorgesehen ist. Der Filtereinsatz 6 weist ein Filter- f ! I medium 9 in Form beispielsweise eines Papierfaltenfilters auf sowie einen inneren Stützdom 10, welcher Durchtrittsöffnungen 11 aufweist. An seinem unteren Ende weist der Filtereinsatz 6 eine untere Endscheibe 12 auf.
Das Kühlmittel strömt durch einen Zulauf 14 radial außerhalb des Filtereinsatzes 6 in das Gehäuse 2 ein. Es gelangt nach Durchtritt durch das Filterhnedium 9 in das Innere des Filterein¬ satzes 6 und strömt dort durch einen Rücklauf 15 zurück. Im Rücklauf 15 ist ein Rucksphlagvent.il 16 vorgesehen, mit einem als Kugel 17 ausgebildeten; Ventilkörper. Das Rückschlagventil
16 ist als sogenanntes Schwimmerventil ausgebildet. Die Kugel
17 liegt bei dem in der Zeichnung dargestellten Betriebszustand einem unteren Anschlag 18 an. Sie kann durch die Wirkung ihres Auftriebs und durch den im übrigen Kühlmittelkreislauf herrschenden Druck angehoben und gegen ihren Ventilsitz ge- presst werden, wenn der im Inneren des Gehäuses 2 und insbe¬ sondere im Inneren, auf der Reinseite des Filtereinsatzes 6 herr¬ schende Druck entsprechend niedrig gegenüber dem Druck im übrigen Kühlmittelkreislauf unterhalb der Kugel 17 ist.
Im Zulauf 14 ist ein insbesondere aus den Fig. 2 und 4 näher er¬ sichtliches Sperrventil 19 vorgesehen. Dieses weist einen be¬ weglichen Ventilkörper 20 auf sowie einen kragenförmigen Ven- tilsitz 21. Der Ventilkörper 20 ist mit einem Stößel 22 verbunden, gegen den die untere Endscheibe 12 anliegt. Die untere End¬ scheibe 12 ist bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ent¬ lang ihrem äußeren Umfang durch eine untere umlaufende Wulst 23 verstärkt und auf diese Weise ausgesteift, so dass sie sich nicht unter dem Druck des Stößels 22 verformt und eine unzulässige Schließbewegung des Sperrventils 19 ermöglicht.
Zudem bildet die Wulst 23 eine Führungsnut 25 aus, in welcher das obere Ende des Stößels 22 geführt ist.
Die Schließbewegung des Sperrventils 19 wird ermöglicht, wenn der Deckel 3 aus dem Gehäuse 2 herausgeschraubt wird. In diesem Fall bewegt sich aμch der Filtereinsatz 6 mitsamt dem Deckel 3 bei der in der Zeichnung vorgesehenen Ausrichtung des Gehäuses 2 nach oben. Bei einer entsprechenden Vor¬ spannung des Sperrventils 19 kann der Stößel 22 und damit der Ventilkörper 20 dieser Bewegung folgen, so dass der Ventilkör¬ per 20 umso näher an den Ventilsitz 21 gerät, je weiter der Deckel 3 von dem Gehäuse 2 gelöst wird.
Die erwähnte Vorspannung des Sperrventils 19 kann entweder durch eine Feder 24 bewirkt sein, wobei der Ventilkörper 20 ge¬ gen die Wirkung dieser Feder 24 durch den Filtereinsatz 6 in seiner Offenstellung gehalten wird, oder die erwähnte Vorspan¬ nung kann durch den im übrigen Kühlmittelkreislauf herrschen¬ den Druck verwirklicht sein, welcher größer ist als der im Gehäu- se 2 herrschende Druck, insbesondere, wenn das wirksame
Innenvolumen des Gehäuses 2 vergrößert wird, indem der Deckel 3 abgeschraubt wird.
Aufgrund dieser Druckdifferenz wird der Ventilkörper 20, selbst wenn die dargestellte Feder 24 nicht vorhanden wäre, in seine
Sch'ließstßllung gedrückt, ßollte jedoch das Gehäuse 2 bei kal¬ tem und ihsofern drucklosem Kühlmittel geöffnet werden, so würde das Sperrventil 19 nicht geschlossen werden, wenn der Ventilkörper 20 ausschließlich aufgrund des Innendrucks im Kühlmittelkreislauf in seine Schließstellung gedrängt würde. In einem derartigen Fall wäre jedoch auch das plötzliche Austreten heißen Kühlmittels nicht zu befürchten, so dass eine automati¬ sche, temperaturabhängige und selbstregelnde Funktion des Sperrventils 19 gegeben wäre.
Unabhängig davon, ob die in der Zeichnung vorgesehene Feder 24 vorhanden ist oder nicht, handelt es sich bei dem Sperrventil 19 um ein wegbetätigtes Ventil, denn die Öffnungsstellung des Ventilkörpers 20 wird in jedem Fall wegabhängig von der Po- sitiop des Filtereinsatzes erzwungen.
Die Anordnung der am Deckel 3 vorgesehenen Dichtung 4 ist so weit von der Oberkante des Gehäuses 2 beabstandet vorgese¬ hen, dass dieser Abstand größer ist als der Weg, welchen der Ventilkörper 20 aus seiner dargestellten Offenstellung bis in sei¬ ne Schließstellung zurücklegen muss. Es ist daher sichergestellt, dass das Sperrventil 19 geschlossen ist, wenn während der Ab¬ nahme des Deckels 3 vom Gehäuse 2 die Dichtung 4 nach wie vor abdichtend wirksam ist. Erst im weiteren Verlauf dieser Ab- nahmebewegung des Deckels 3 gelangt die Dichtung 4 an die
Oberkante des Gehäuses 2 und verliert ihre Wirksamkeit. In die¬ sem Fall sind jedoch die Rückschlag- und Sperrventile 16 und 19 geschlossen und aufgrund des Verdrängungskörpers 5 ist auch zuverlässig sichergestellt, dass in dem Inneren des Ge- häüses 2 kurz bjsvor die Qichtung 4 ihre Wirksamkeit verliert, kein Überdruck mehr herrscht, der zu einem plötzlichen Austre¬ ten heißen Kühlmittels führen könnte.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 sind gleiche bzw. gleichwirkende Bauelemente mit denselben Bezugsziffern ver¬ sehen wie bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 - 4. Nach¬ folgend wird lediglich auf die Merkmale Bezug genommen, in denen sich dieses dritte Ausführungsbeispiel von den beiden anderen Ausführungsbeispielen unterscheidet, so dass auch nur die im Zusammenhang damit relevanten Baugruppen bzw. Bau¬ teile erwähnt und in den Zeichnungen mit Bezugsziffern ver¬ sehen sind.
Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel im betriebsbereiten Zustand, also mit vollständig in das Gehäuse 2 eingeschraubtem
Deckel 3. Dabei ist der Verdrängerkörper 5 nicht radial außer-
halb des Filtereinsatzes 6 vorgesehen, sondern ausschließlich oberhalb der oberen Endscheibe 8 des Filtereinsatzes 6. Hier¬ durch kann der radiale Bauraum innerhalb des Gehäuses 2 op¬ timal genutzt werden, so dass entweder ein Filtereinsatz 6 mit sehr breiten Falten verwendet werden kann oder der Durchmes¬ ser des Gehäuses 2 vergleichsweise gering gehalten werden kann und auch unter räumlich beengten Verhältnissen noch an einer optimalen Stelle angeordnet werden kann. Die axiale Erstreckung der Kühlmittel-Pflege-Einheit 1 wird durch die Vef- lagerung des Verdrängungskörpers 5 axial vor den Filtereinsatz
6 zwar größer, jedoch ist in dieser Richtung üblicherweise aus¬ reichend Freiraum vorhanden, da ohnehin für Wartungsarbeiten in dieser Richtμng eine Zugänglichkeit zum Deckel 3 vorgesehen ist.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 ist eine Entlüftungs¬ leitung 26 im Deckel 3 verwirklicht, die zu einer entsprechenden Entlüftungsbohrμng 27 in der oberen Endscheibe 8 des Filter¬ einsatzes 6 führt. Die Entlüftungsleitung 26 ist produktionstech- nisch vorteilhaft nicht durch eine Bohrung verwirklicht, sondern durch eine oder mehrere Rippen an der Unterseite des Deckels 3, wo der Deckel 3 den Verdrängerkörper 5 bildet. Alternativ könnten derartige Entlüftungsleitungen durch Aussparungen, al¬ so Rillen in der Unterkante des Deckels 3 verwirklicht sein, oder auch durch entsprechende Rippen oder Rillen in der Oberfläche der oberen Endscheibe 8. Jedenfalls stellt die Entlüftungsleitung 26 einen Kurzschluss dar, also eine Umgehung des Filtereinsat¬ zes 6, so dass ungereinigtes Kühlmittel unter Umgehung des Fil¬ tereinsatzes 6 durch die Entlüftungsbohrung 27 auf die Reinseite des Filters gelangen kann. Da der Filter jedoch ohnehin lediglich als Nebenstromfjlter ausgelegt: ist und lediglich einen Teil des insgesamt umgepumpten Kühlmittelfilters, stellt diese Um¬ gehung des Filtereinsatzes 6 keine relevante Beeinträchtigung der Filterfunktion dar.
Links von der Entlüftungsleitung 26 ist in den Fig. 5 und 6 jeweils eine Bohrung 29 ersichtlich, welche sich durch den Deckel 3 er¬ streckt. Sie ermöglicht zusammen mit der Entlüftungsleitung 26 und der Entlüftungsbohriing 27 die Entlüftung des Gehäuses 2, wenn der Filtereinsatz 6 in das Gehäμse 2 eingesetzt wird und daJDei die zunächst im Gehäuse 2 befindliche Luft verdrängt wird, Durch die Bohrung 29 kann die aus dem Gehäuse 2 ver¬ drängte Luft solange entweichen, bis die Dichtung 4 gegen das Gehäuse 2 gerät und ihm abdichtend anliegt.
Das Sperrventil 19 ist bei cjem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 lediglich beispielsweise links vom Rücklauf-Sperrventil 16 dargestellt, also auf der im Vergleich zu den anderen Ausfüh¬ rungsbeispielen gegenüberliegenden Seite.
Der Ventilkörper 20 des Sperrventils 19 ist durch Rippen 28 in axialer Richtung geführt, wobei diese Rippen im Gehäuse 2 an¬ geformt sind, so dass auf technisch einfache und wirtschaftlich vorteilhafte Weise die Führung des Ventilkörpers 20 sicherge- stellt wird.
Die Länge des Gewindes zwischen Gehäuse 2 und Deckel 3 und die Lage der Dichtung 4 sind - wie insbesondere aus dem Vergleich zwischen den Fig. 5 und 6 hervorgeht - so aufeinan- der abgestimmt, dass das die Innen- und Außengewinde des
Gehäuses 2 und des Deckels 3 miteinander kämmen, bevor der Dichtungsring an seiner im Gehäuse 2 vorgesehenen Dichtflä¬ che anliegt. Auf diese Weise wird die Dichtung 4 beim Ein¬ schrauben des Deckels 3 in das Gehäuse 2 ebenfalls in das Gehäuse 2 eingezogen. Dies erleichtert einerseits die Handha¬ bung beim Einschrauben des Deckels 3 und stellt zudem sicher, dass durch das Gewinde eine Art Zentrierung des Deckels 3 er¬ folgt, so dass eiηe möglichst gleichmäßige Anlage der Dichtung 4 ringsum an der zugeordneten Dichtfläche des Gehäuses 2 er- folgt und eine übermäßige, einseitige Belastung der Dichtung 4
vermieden wird, die gegebenenfalls zu einer Beschädigung der Dichtung führen könnte.