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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Hohlfilterelement eines Flüssigkeitsfilters eines Filtersystems zur Filtrierung von Flüssigkeit, wobei der Flüssigkeitsfilter zur austauschbaren Montage an einem Filterkopf des Filtersystems vorgesehen ist, das Hohlfilterelement wenigstens einen Filterbalg umfasst mit wenigstens einem Filtermedium, welches einen Elementinnenraum bezüglich einer Elementachse umfangsmäßig wenigstens teilweise umgibt, und das Hohlfilterelement zum austauschbaren Einbau in einen Gehäusetopf des Flüssigkeitsfilters ausgestaltet ist.
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Die Erfindung betrifft ferner einen Flüssigkeitsfilter eines Filtersystems zur Filtrierung von Flüssigkeit, der austauschbar an einem Filterkopf befestigt ist oder werden kann und fluidtechnisch mit diesem verbunden ist oder werden kann, wobei der Flüssigkeitsfilter wenigstens einen Gehäusetopf und wenigstens ein Hohlfilterelement umfasst, das wenigstens eine Hohlfilterelement austauschbar in dem wenigstens einen Gehäusetopf angeordnet ist oder werden kann und das wenigstens eine Hohlfilterelement wenigstens ein Filtermedium aufweist, welches einen Elementinnenraum des Hohlfilterelements bezüglich einer Elementachse umfangsmäßig wenigstens teilweise umgibt.
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Die Erfindung betrifft außerdem ein Filtersystem zur Filtrierung von Flüssigkeit, das wenigstens einen Filterkopf mit Flüssigkeitsleitungen und wenigstens einen Flüssigkeitsfilter aufweist, wobei wenigstens ein Flüssigkeitsfilter austauschbar an einem Filterkopf befestigt und fluidtechnisch mit diesem verbunden ist, der wenigstens eine Flüssigkeitsfilter wenigstens einen Gehäusetopf und wenigstens ein Hohlfilterelement umfasst, das wenigstens eine Hohlfilterelement austauschbar in dem wenigstens einen Gehäusetopf angeordnet ist, das wenigstens eine Hohlfilterelement wenigstens ein Filtermedium aufweist, welches einen Elementinnenraum des Hohlfilterelements bezüglich einer Elementachse umfangsmäßig wenigstens teilweise umgibt.
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Die Erfindung betrifft im Übrigen ein Adapterelement eines Hohlfilterelements eines Flüssigkeitsfilters eines Filtersystems zur Filtrierung von Flüssigkeit, wobei der Flüssigkeitsfilter zur austauschbaren Montage an einem Filterkopf des Filtersystems vorgesehen ist und das Hohlfilterelement wenigstens einen Filterbalg umfasst mit wenigstens einem Filtermedium, welches einen Elementinnenraum des Hohlfilterelements bezüglich einer Elementachse umfangsmäßig wenigstens teilweise umgibt.
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Stand der Technik
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Aus der
US 20090127198 A1 ist eine Endkappe bekannt, die ein erstes Scheibenteil aufweist, welches einen radial inneren Abschnitt und einen radial äußeren Abschnitt umfasst und die eine Längsachse festlegt. Die Endkappe umfasst des Weiteren einen Flansch, der zwischen dem radial inneren und dem radial äußeren Abschnitt des ersten Scheibenteils angeordnet ist und sich axial entlang der Längsachse in einer ersten Richtung erstreckt. Die Endkappe umfasst des Weiteren ein erstes Dichtungsteil, das benachbart zu dem Flansch angeordnet ist. Die erste Dichtung umfasst einen ersten Abschnitt, der mit einer axialen Stirnfläche des ersten Scheibenteils in Kontakt steht, und einen zweiten Abschnitt, der mit einer radialen Stirnseite des Flansches in Kontakt steht. Die Endkappe weist des Weiteren ein zweites Scheibenteil auf, das radial außerhalb des radial äußeren Abschnitts angeordnet ist und ein zweites Dichtungsteil, das benachbart zum zweiten Scheibenteil angeordnet ist, wobei wenigstens ein Abschnitt davon axial beabstandet von der axialen Stirnfläche des ersten Scheibenteils in einer zweiten Richtung entlang der Längsachse entgegen der ersten Richtung beabstandet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hohlfilterelement, einen Flüssigkeitsfilter, ein Filtersystem und ein Adapterelement der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen Flüssigkeitsfilter und Hohlfilterelemente unterschiedlicher Bauformen und/oder Bauarten an Filterköpfen gleicher oder ähnlicher Bauart montiert werden können.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an einer Stirnseite des Hohlfilterelements ein Adapterelement angeordnet ist, welches wenigstens einen bezüglich der Elementachse nach radial außen dichtfähigen ringförmigen Radialdichtungsabschnitt und/oder wenigstens eine Radialdichtungsaufnahme für wenigstens einen derartigen Radialdichtungsabschnitt aufweist und welches wenigstens einen von dem wenigstens einen Filtermedium bezüglich der Elementachse axial weg dichtfähigen ringförmigen Axialdichtungsabschnitt zur Abdichtung gegen einen Filterkopf und/oder wenigstens eine Axialdichtungsaufnahme für wenigstens einen derartigen Axialdichtungsabschnitt aufweist, wobei gegebenenfalls ein Außendurchmesser des wenigstens einen Radialdichtungsabschnitts zumindest in betriebsgemäß komprimiertem Dichtzustand und/oder gegebenenfalls ein Außendurchmesser des Adapterelements wenigstens im benachbarten Bereich der wenigstens einen Radialdichtungsaufnahme kleiner ist als ein Innendurchmesser des Gehäusetopfs des Flüssigkeitsfilters zumindest im Bereich einer Einbauöffnung für das Hohlfilterelement.
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Erfindungsgemäß ist ein Adapterelement vorgesehen, welches an einer Stirnseite des Hohlfilterelements angeordnet ist. Mit dem Adapterelement können Dichtungs- und/oder Verbindungsstrukturen auf Seiten des Flüssigkeitsfilters an Dichtungs- und/oder Verbindungsstrukturen auf Seiten des Filterkopfs angepasst werden. Auf diese Weise können unterschiedliche Hohlfilterelemente und/oder unterschiedliche Flüssigkeitsfilter mit Filterköpfen gleicher oder ähnlicher Bauart mithilfe des Adapterelements kombiniert werden. Das Adapterelement ermöglicht des Weiteren auch die Verbindung eines so genannten Gehäusefilters, bei dem das Hohlfilterelement austauschbar in einem Gehäusetopf angeordnet werden kann, mit einem Filterkopf, welcher auch zur Verwendung von so genannten Wechselfiltern ausgestaltet ist.
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Das Hohlfilterelement kann austauschbar in dem Gehäusetopf angeordnet werden. Der Gehäusetopf kann gemeinsam mit dem Filterkopf ein zweigeteiltes Gehäuse bilden. Die Einbauöffnung des Gehäusetopfs kann mit dem Gehäusekopf verschlossen werden. Durch die Einbauöffnung des zweigeteilten Gehäuses kann das Hohlfilterelement entnommen und ausgetauscht werden. Das austauschbare Hohlfilterelement kann auf diese Weise mit dem Filterkopf kombiniert werden, der außerdem auch für eine sogenannte Wechselfilterlösung vorgesehen sein kann. Der Filterkopf kann auf diese Weise als Gleichteil sowohl für Wechselfilter als auch für Gehäusefilter verwendet werden. So können ein Herstellungsaufwand und damit ein Kostenaufwand reduziert werden. Zusätzlich ist es möglich, ein bereits vorhandenes Filtersystem, das für einen Wechselfilter ausgestaltet ist, mit einem Gehäusefilter mit austauschbaren Hohlfilterelement nach- oder umzurüsten.
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Wechselfilter können insbesondere als sogenannte Spin-On-Filter realisiert sein. Bei Wechselfiltern ist das Hohlfilterelement nicht zerstörungsfrei austauschbar in einem Filtergehäuse angeordnet. Der Wechselfilter wird komplett von dem Filterkopf entfernt und ausgetauscht. Wohingegen bei einem so genannten Gehäusefilter das Hohlfilterelement aus dem Gehäusetopf entnommen und ausgetauscht werden kann. Der Gehäusetopf des Gehäusefilters kann wieder verwendet werden.
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Wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und/oder wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt können direkt oder indirekt an dem Adapterelement angeordnet sein. So können der wenigstens eine Radialdichtungsabschnitt und der wenigstens eine Axialdichtungsabschnitt gemeinsam mit dem Adapterelement gefertigt, montiert und/oder bei Bedarf ausgetauscht werden. Das Adapterelement kann außerdem gemeinsam mit dem Hohlfilterelement gefertigt, montiert und/oder bei Bedarf ausgetauscht werden. So kann wenigstens ein Dichtungsabschnitt einfach, bevorzugt automatisch, beim Austauschen eines Hohlfilterelements ersetzt werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und/oder wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt in wenigstens einer entsprechenden Dichtungsaufnahme des Adapterelements austauschbar oder nicht zerstörungsfrei trennbar angeordnet sein oder werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Axialdichtungsaufnahme und/oder wenigstens eine Radialdichtungsaufnahme als Dichtungsnut realisiert sein. In eine(r) Dichtungsnut kann einfach ein entsprechender Dichtungsabschnitt, insbesondere eine Ringdichtung, eingebracht, positioniert und/oder gehalten werden. Das Adapterelement und/oder das Hohlfilterelement mit dem Adapterelement können ohne den wenigstens einen entsprechenden Dichtungsabschnitt vorgefertigt werden. Der wenigstens eine Dichtungsabschnitt kann zu einem späteren Zeitpunkt in der entsprechenden Dichtungsaufnahme angeordnet werden.
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Wenigstens eine Radialdichtungsaufnahme, insbesondere eine Radialdichtungsnut, für wenigstens einen Radialdichtungsabschnitt kann an einer radial äußeren Umfangsseite des wenigstens einen Adapterelements bezüglich der Elementachse umfangsmäßig verlaufen. Wenigstens eine Axialdichtungsaufnahme, insbesondere eine Axialdichtungsnut, für wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt kann an einer bezüglich der Elementachse axialen Stirnseite des wenigstens einen Adapterelements umfangsmäßig verlaufen.
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Wenigstens ein Dichtungsabschnitt und/oder wenigstens eine Dichtungsaufnahme können umfangsmäßig zusammenhängend sein. Auf diese Weise kann umfangsmäßig zusammenhängend abgedichtet werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und/oder wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt fest mit dem Adapterelement verbunden sein. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Radialdichtungsabschnitt und/oder Axialdichtungsabschnitt verliersicher an dem Adapterelement befestigt sein. Wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und/oder wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt kann vorteilhafterweise als Zweikomponentenbauteil mit dem Adapterelement realisiert sein. So können bei dem Adapterelement dichtende Eigenschaften, insbesondere Elastizität, im Bereich der Dichtabschnitte mit formgebenden, formhaltenden und/oder kraftübertragenden Eigenschaften außerhalb der Dichtabschnitte kombiniert werden.
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Wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und/oder wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt kann auch in anderer Weise lösbar oder nicht zerstörungsfrei lösbar mit dem Adapterelement mittels einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung verbunden sein oder werden.
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Das Adapterelement kann vorteilhafterweise an der Stirnseite des Hohlfilterelements angeordnet sein, welche sich auf der Seite der Einbauöffnung des Gehäusetopfs befindet. Die Stirnseite des Hohlfilterelements mit dem Adapterelement kann so dem Filterkopf zugewandt werden. Sie kann als Anschlussseite dienen. Mit wenigstens einem Radialdichtungsabschnitt kann das Adapterelement und damit die Stirnseite des Hohlfilterelements nach radial außen gegen eine radial innere Umfangswand, insbesondere gegen eine dortige Radialdichtungsfläche, des Gehäusetopfs abgedichtet werden. Mit dem wenigstens einen Radialdichtungsabschnitt kann wenigstens ein fluidführender Bereich zwischen dem Hohlfilterelement und dem Gehäusetopf zur Umgebung hin und/oder zum Filterkopf hin abgedichtet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Außendurchmesser des wenigstens einen Radialdichtungsabschnitts in komprimiertem Dichtzustand kleiner als ein Innendurchmesser des Gehäusetopfs zumindest im Bereich der Einbauöffnung für das Hohlfilterelement. Auf diese Weise kann das Adapterelement mit dem wenigstens einen Radialdichtungsabschnitt dort in den Gehäusetopf eingesteckt werden. Ein Außendurchmesser wenigstens einer etwaigen Dichtungsaufnahme für wenigstens einen Radialdichtungsabschnitt ist bevorzugt kleiner als ein Innendurchmesser des Gehäusetopfs dort.
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Wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt ist bezüglich der Elementachse axial von dem wenigstens einen Filtermedium weg dichtfähig. Mit dem wenigstens einen Axialdichtungsabschnitt kann das Adapterelement und somit die Stirnseite des Hohlfilterelements gegen eine entsprechende insbesondere ringförmige Dichtfläche aufseiten des Filterkopfs abgedichtet werden. Mit dem wenigstens einen Axialdichtungsabschnitt kann wenigstens ein fluidführender Bereich zwischen dem Hohlfilterelement und dem Filterkopf zur Umgebung hin und/oder zum Gehäusetopf hin abgedichtet werden.
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Eine zur Erzeugung der Axialdichtung mittels des wenigstens einen Axialdichtungsabschnitts erforderliche Dichtungskraft kann vorteilhafterweise durch wenigstens eine Befestigungseinrichtung erzeugt werden. Die wenigstens eine Befestigungseinrichtung kann so ausgestaltet sein oder werden, dass mit ihr der Flüssigkeitsfilter an dem Filterkopf befestigt sein oder werden kann. Die wenigstens eine Befestigungseinrichtung kann so realisiert sein, dass mit ihr das Hohlfilterelement und/oder der Gehäusetopf bezüglich der Elementachse axial gegen den Filterkopf gepresst werden kann. Wenigstens eine Befestigungseinrichtung kann lösbar sein. Auf diese Weise kann sie zu Wartungszwecken, insbesondere für einen Austausch des Flüssigkeitsfilters, insbesondere Hohlfilterelements, gelöst werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Adapterelement als Ringkörper ausgestaltet sein.
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Vorteilhafterweise kann ein Außendurchmesser des wenigstens einen Adapterelements größer sein als ein Außendurchmesser des wenigstens einen Filterbalgs. So kann das wenigstens eine Adapterelement zusätzlich als Abstandshalter zwischen der radial inneren Umfangsseite der Umfangswand des Gehäusetopfs und der radial äußeren Umfangsseite des Filterbalgs dienen. Der so realisierte Ringraum kann als Einlassringraum oder Auslassringraum für die Flüssigkeit dienen.
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Vorteilhafterweise kann das insbesondere ringförmige Adapterelement an seiner radial äußeren Umfangsseite wenigstens eine Stufe aufweisen. Ein querschnittsverjüngter Abschnitt des Adapterelements mit geringerem Außendurchmesser auf einer Axialseite der Stufe kann innerhalb des Gehäusetopfs angeordnet sein oder werden. Ein querschnittserweiterte Abschnitt des Adapterelements mit größerem Außendurchmesser kann auf den Rand des Gehäusetopfs aufgesetzt werden, welcher die Einbauöffnung für das Hohlfilterelement umgibt. Insgesamt kann so ein Außendurchmesser des gesamten Flüssigkeitsfilters mit Gehäusetopf und Hohlfilterelement verringert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein querschnittserweiterter Abschnitt des Adapterelements mit größerem Außendurchmesser einen Gehäuseabschnitt des Gehäuses des Flüssigkeitsfilters zumindest im Einbauzustand wenigstens mit bilden. Der wenigstens eine querschnittserweiterte Abschnitt des Adapterelements kann axial zwischen dem Gehäusetopf und dem Gehäusekopf angeordnet werden.
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Vorteilhafterweise kann bei montiertem Filtersystem die Elementachse mit einer Gehäuseachse des Gehäusetopfs und/oder einer Verbindungsachse des Hohlfilterelements mit dem Gehäusetopf und/oder des Flüssigkeitsfilters mit dem Filterkopf zusammenfallen.
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Das Hohlfilterelement und der Gehäusetopf, das Hohlfilterelement und der Gehäusekopf und/oder der Gehäusetopf und der Gehäusekopf können vorteilhafterweise mit der gleichen oder unterschiedlichen entsprechenden Dreh- und/oder Steckverbindungen miteinander verbunden werden. Dreh- und/oder Steckverbindungen können einfach geschlossen und gelöst werden. Derartige Verbindungen sind in geschlossenem Zustand insbesondere in Richtung der Verbindungsachse besonders belastbar. Bei Dreh- und/oder Steckverbindungen kann es sich um kombinierte Dreh-/Steckverbindungen handeln, bei denen zum Schließen der Verbindung Drehbewegungen und Steckbewegungen und zum Öffnen der Verbindung Drehbewegungen und Zugbewegungen kombiniert werden. Es kann sich auch um reine Drehverbindungen oder reine Steckverbindungen handeln. Es können vorteilhafterweise Schraubverbindungen und/oder eine bajonettartige Verbindungen vorgesehen sein.
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Ein Hohlfilterelement zeichnet sich durch wenigstens einen Elementinnenraum aus, welcher von einem Filterbalg mit Filtermedium umgeben wird. Das Filtermedium kann von der zu reinigenden Flüssigkeit von außen nach innen zum Elementinnenraum durchströmt werden oder umgekehrt. Der Elementinnenraum verfügt über einen Flüssigkeitsdurchlass nach außen, durch den, je nach Strömungsrichtung, die gereinigte Flüssigkeit den Elementinnenraum verlassen oder zu reinigende Flüssigkeit in diesen gelangen kann. Das Filtermedium kann den Elementinnenraum bezüglich der Elementachse umfangsmäßig umgeben. An wenigstens einer bezüglich der Elementachse axialen Stirnseite kann das Filtermedium mit einem Endkörper, insbesondere einer Endscheibe, verbunden sein. Wenigstens ein Endkörper kann wenigstens eine Durchlassöffnung für den Elementinnenraum aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Endkörper an einer Stirnseite des Hohlfilterelements mit dem wenigstens einen Filtermedium verbunden sein. Auf diese Weise kann er zur Formgebung und/oder Stabilisierung des Hohlfilterelements beitragen.
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Wenigstens ein Endkörper kann vorteilhafterweise dicht an der Stirnseite mit dem wenigstens einen Filtermedium verbunden sein. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Endkörper das Hohlfilterelement an der entsprechenden Stirnseite abdichten.
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Bei wenigstens einem Endkörper kann es sich vorteilhafterweise um eine sogenannte Endscheibe handeln.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Endkörper wenigstens einen Durchlass für die Flüssigkeit aufweisen. Durch den wenigstens einen Durchlass kann Flüssigkeit in den Elementinnenraum oder aus diesem heraus gelangen. Ferner kann durch den wenigstens einen Durchlass wenigstens ein Funktionsbauteil, insbesondere ein Befestigungselement und/oder Verbindungselement, vom Elementinnenraum kommend aus dem Hohlfilterelement heraus oder von dem Filterkopf kommend in den Elementinnenraum hinein geführt werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Endkörper einen zentralen Durchlass für die Flüssigkeit und/oder ein Funktionsbauteil aufweisen. Wenigstens ein Endkörper kann als Ringkörper, insbesondere Ringscheibe, ausgestaltet sein. Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens ein Endkörper wenigstens einen exzentrischen Durchlass für Flüssigkeit und/oder wenigstens ein Funktionsbauteil aufweisen.
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Bei dem Hohlfilterelement kann es sich vorteilhafterweise um ein Rundfilterelement mit einem runden Querschnitt, ein ovales Rundfilterelement mit einem ovalen Querschnitt, ein flach-ovales Rundfilterelement mit einem abgeflachten ovalen Querschnitt, ein konisches Rundfilterelement, bei dem sich der runde Querschnitt in axialer Richtung zu einer Hauptachse verjüngt, ein konisch-ovales Rundfilterelement, bei dem sich der ovale Querschnitt in axialer Richtung zumindest in Richtung einer Querachse verjüngt, ein konisches flach-ovales Rundfilterelement, bei dem sich der flach-ovale Querschnitt in axialer Richtung zumindest in Richtung einer Querachse verjüngt, oder ein Hohlfilterelement mit einem andersartigen, insbesondere einem eckigen, Querschnitt und/oder einem andersartigen axialen Querschnittsverlauf in Richtung einer Elementachse, handeln.
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Das Filtermedium kann vorteilhafterweise bezüglich der Elementachse umfangsmäßig geschlossen oder offen sein. Das Filtermedium kann insbesondere sternförmig, bevorzugt zickzackförmig oder wellenförmig, gefaltet oder gebogen sein. Das Filtermedium kann auch ungefaltet oder ungebogen sein.
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Vorteilhafterweise kann das Filtersystem, insbesondere der Flüssigkeitsfilter und/oder das Hohlfilterelement, wenigstens eine Vorabscheideeinrichtung und/oder wenigstens eine Nachabscheideeinrichtung oder zumindest Teile davon aufweisen. Wenigstens eine Vorabscheideeinrichtung kann vorteilhafterweise wenigstens einen Vorfilter, insbesondere für Wasser oder dergleichen, aufweisen. Wenigstens eine Vorabscheideeinrichtung kann vorteilhafterweise eine zur Abscheidung von Wasser aus Kraftstoff oder Öl geeignete Einrichtung, insbesondere ein Koaleszenzmedium oder eine Art Zentrifuge, aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann der Filterkopf Metall, insbesondere Aluminium, und/oder Kunststoff aufweisen oder daraus bestehen. Vorteilhafterweise kann der Filterkopf nach einem Formverfahren, insbesondere einem Gussverfahren, Druckgussverfahren oder Spritzgussverfahren, realisiert sein.
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Vorteilhafterweise kann der Filterkopf wenigstens einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung an einer Wand, einem Motorblock, einem Fahrgestell oder dergleichen, aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann der Filterkopf über wenigstens eine Zuleitung und/oder wenigstens eine Ableitung für Flüssigkeit verfügen. Wenigstens eine Zuleitung und/oder wenigstens eine Ableitung kann strömungstechnisch auf einer Seite ausgestaltet sein zum Anschluss des Flüssigkeitsfilter. Auf der strömungstechnisch anderen Seite kann wenigstens eine Zuleitung und/oder wenigstens eine Ableitung wenigstens einen Anschluss für wenigstens eine entsprechende Flüssigkeitszuleitung und/oder Flüssigkeitsableitung des Flüssigkeitssystems, insbesondere eines Kraftstoffsystems oder eines Motorölkreislaufs, aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann der Filterkopf wenigstens einen Verbindungsabschnitt umfassen. Mit dem wenigstens einen Verbindungsabschnitt kann der Flüssigkeitsfilter verbunden werden. Wenigstens ein Verbindungsabschnitt kann wenigstens einen entsprechenden Leitungsabschnitt wenigstens einer Zuleitung und/oder Ableitung für Flüssigkeit und/oder wenigstens eine Axialdichtfläche für wenigstens einen Axialdichtungsabschnitt und/oder wenigstens ein Befestigungs- und/oder Halterungselement zum Befestigen des Flüssigkeitsfilters aufweisen.
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Das Hohlfilterelement kann vorteilhafterweise Teil eines Motorölfilters insbesondere eines Motorölkreislaufs einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sein. Der Motorölfilter kann zur Reinigung von Motoröl dienen, welche der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Alternativ kann das Hohlfilterelement Teil eines Kraftstofffilters insbesondere eines Kraftstoffkreislaufs einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs sein. Der Kraftstofffilter kann zur Reinigung von Kraftstoff, insbesondere Benzin oder Dieselkraftstoff, dienen, welche der Brennkraftmaschine zur Verbrennung zugeführt wird.
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Die Erfindung ist jedoch nicht beschränkt auf einen Motorölfilter oder einen Kraftstofffilter einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs. Vielmehr kann sie auch bei andersartigen Flüssigkeitssystemen, insbesondere Hydrauliksystemen, Kühlsystemen, Harnstoff-Wassersystemen oder dergleichen, von Kraftfahrzeugen, Maschinen, insbesondere Landmaschinen oder Baumaschinen, oder Nutzmaschinen und/oder -fahrzeugen verwendet werden. Der Flüssigkeitsfilter kann auch außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik, insbesondere bei Industriemotoren, eingesetzt werden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Adapterelement mehrstückig oder einstückig mit dem Filterbalg und/oder gegebenenfalls einem Endkörper des Hohlfilterelements verbunden sein.
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Vorteilhafterweise kann das Adapterelement vorteilhafterweise mehrstückig mit dem Filterbalg und/oder gegebenenfalls dem Endkörper des Hohlfilterelements verbunden sein. Auf diese Weise kann das Adapterelement separat gefertigt werden. Es kann bedarfsgerecht mit anderen Bauteilen des Hohlfilterelements verbunden werden. So kann ein standardisiertes Adapterelement verwendet werden. Das Adapterelement kann zum Anschluss unterschiedlicher Hohlfilterelemente an Filterköpfe der der gleichen oder ähnlichen Bauart verwendet werden. Das Adapterelement kann zur Verbindung mit Gehäusetöpfen der gleichen oder ähnlichen Bauart verwendet werden.
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Vorteilhafterweise kann das Adapterelement mittels wenigstens einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung, insbesondere einer Passung, einer Steckverbindung, einer Klebeverbindung, einer Schweißverbindung, einer Lötverbindung, einer Klemmverbindung, einer Rastverbindung, einer Dreh-/Steckverbindung, insbesondere einer Schraubverbindung und/oder einer bajonettartigen Verbindung, oder dergleichen oder einer Kombination aus mehreren Verbindungsarten, mittelbar oder unmittelbar mit dem Filterbalg und/oder gegebenenfalls dem Endkörper verbunden sein. Die Materialien und/oder Strukturen des Adapterelements einerseits und des Filterbalgs und/oder gegebenenfalls des Endkörpers andererseits können sich zur Verbindung auch gegenseitig durchdringen. Vorteilhafterweise kann eines der Bauteile wenigstens teilweise in das Material des anderen Bauteils eingebettet, insbesondere eingespritzt und/oder eingegossen, oder von diesem ummantelt sein.
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Alternativ kann das Adapterelement einstückig mit wenigstens einem Endkörper des Hohlfilterelements verbunden sein. Auf diese Weise kann das Adapterelement gemeinsam mit dem Endkörper hergestellt und mit dem Filterbalg verbunden werden.
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Alternativ kann das Adapterelement als Teil des wenigstens einen Endkörpers realisiert sein oder umgekehrt. Das Adapterelement kann insbesondere die Funktion eines Endkörpers übernehmen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt mehrstückig realisiert sein und/oder wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt können einstückig realisiert sein.
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Vorteilhafterweise können wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt mehrstückig realisiert sein. Die Dichtungsabschnitte können auf diese Weise getrennt voneinander hergestellt und montiert werden. Der wenigstens eine Radialdichtungsabschnitt und der wenigstens eine Axialdichtungsabschnitt können zueinander beabstandet angeordnet werden. Der wenigstens einen Radialdichtungsabschnitt und der wenigstens eine Axialdichtungsabschnitt können vorteilhafterweise aus demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien sein. Mehrstückig realisierte Dichtungsabschnitte können insgesamt unabhängig voneinander jeweils für ihre Funktion optimiert werden.
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Alternativ oder zusätzlich können vorteilhafterweise wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt einstückig realisiert sein. Auf diese Weise kann ein Fertigungs- und Montageaufwand verringert werden. Ferner kann so ein Bauteilaufwand verringert werden.
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Vorteilhafterweise können wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt versetzt zueinander angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann sich der Axialdichtungsabschnitt in Richtung der Elementachse betrachtet radial innerhalb der Projektion des Radialdichtungsabschnitts befinden. So kann der wenigstens eine Radialdichtungsabschnitt in einem weiter außen gelegenen Bereich gegen die Umfangswand des Gehäusetopfs abdichten. Der wenigstens eine Axialdichtungsabschnitt kann in einem radial weiter innen liegenden Bereich unabhängig von dem wenigstens einen Radialdichtungsabschnitt gegen den Filterkopf abdichten.
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Vorteilhafterweise können wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt unterschiedliche oder gleiche Dichtungsarten aufweisen. Vorteilhafterweise können die Dichtungsabschnitte als Profildichtungen, Ringdichtungen, insbesondere O-Ring Dichtungen, Flachdichtungen und/oder Lippendichtungen oder dergleichen oder als Kombination derartiger Dichtungen ausgestaltet sein.
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Wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt und/oder wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt kann vorteilhafterweise elastisches Material, insbesondere Kunststoff, und/oder aus unelastisches Material, insbesondere Kunststoff, aufweisen oder daraus bestehen. Elastische Materialien können einen Toleranzausgleich verbessern. Ferner können sie eine Schwingungsdämpfung und/oder Schalldämpfung verbessern. Unelastische Materialien können eine Formstabilität der Dichtungsabschnitte verbessern. Bei Materialkombination können die jeweiligen Vorteile von unelastischen und elastischen Materialien vereint werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Hohlfilterelement wenigstens eine Durchführung für wenigstens ein insbesondere stabförmiges Zugelement zur Halterung des Hohlfilterelements und/oder des Gehäusetopfs an dem Filterkopf des Filtersystems aufweisen, wobei sich die wenigstens eine Durchführung parallel oder koaxial zur Elementachse wenigstens teilweise durch den Elementinnenraum erstrecken und zu wenigstens einer Stirnseite des Hohlfilterelements offen sein kann.
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Durch die wenigstens eine Durchführung kann das wenigstens eine insbesondere stabförmige Zugelement in Richtung der Elementachse durch das Hohlfilterelement geführt werden.
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Das wenigstens eine Zugelement kann mit einem Ende mittelbar oder unmittelbar am Filterkopf befestigt werden. Mit dem gegenüberliegenden freien Ende kann das wenigstens eine Zugelement an dem Hohlfilterelement und/oder dem Gehäusetopf kraftübertragend angreifen.
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Das wenigstens eine Zugelement kann von außen durch die wenigstens eine Durchführung durch den Gehäusetopf und/oder das Hohlfilterelement geführt und am Filterkopf befestigt werden. Das wenigstens eine Zugelement kann so eine Zugkraft auf das Hohlfilterelement und/oder den Gehäusetopf ausüben. Die Zugkraft kann eine Druckkraft zwischen dem Hohlfilterelement und/oder dem Gehäusetopf einerseits und dem Filterkopf andererseits bewirken. Mit der Druckkraft kann eine Dichtkraft auf wenigstens einen Axialdichtungsabschnitt vergrößert werden.
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Das wenigstens eine Zugelement kann vorteilhafterweise an der geschlossenen Stirnseite des Gehäusetopfs angreifen. So kann die Zugkraft des Zugelements direkt zwischen dem Filterkopf und dem Gehäusetopf übertragen werden. Das Hohlfilterelement kann so zumindest in Bezug auf die Haltekräfte des Flüssigkeitsfilters am Filterkopf kraftmäßig entlastet werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Zugelement durch eine entsprechende zentrale Öffnung durch die geschlossene Stirnseite des Gehäusetopfs hindurchgeführt werden. So kann es von außerhalb des Gehäusetopfs betätigt werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Zugelement mittels wenigstens einer Dreh- und/oder Steckverbindung, insbesondere einer Schraubverbindung oder bajonettartigen Verbindung, mittelbar oder unmittelbar mit dem Filterkopf und/oder dem Gehäusetopf verbunden werden. Alternativ kann das wenigstens eine Zugelement fest mit dem Gehäusetopf verbunden sein. So kann das wenigstens eine Zugelement durch eine entsprechende Dreh- und/oder Steckbewegung des Gehäusetopfs relativ zum Filterkopf mit dem Filterkopf verbunden werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Zugelement an seinem dem Filterkopf zugewandten freien Ende ein Außengewinde oder ein Außenteil einer bajonettartigen Verbindung aufweisen, mit dem es in ein entsprechendes Innengewinde oder ein Innenteil der bajonettartigen Verbindung aufseiten des Filterkopfs in Verbindung gebracht, insbesondere eingeschraubt, werden kann. Alternativ kann das wenigstens eine Zugelement das Innengewinde oder Innenteil aufweisen. Stattdessen kann aufseiten des Filterkopfs das entsprechende Außengewinde oder Außenteil angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Zugelement auf dem der Verbindung zum Filterkopf gegenüberliegenden freien Ende eine Angriffsmöglichkeit für ein Werkzeug oder eine Handbetätigung, insbesondere einen geeigneten, insbesondere standardisierten oder genormten, Schraubenkopf, aufweisen. So kann das wenigstens eine Zugelement einfacher und besser betätigt werden.
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Alternativ kann das wenigstens eine Zugelement an seinem freien Ende ein Außengewinde aufweisen, auf welches eine Gewindemutter oder eine Flügelmutter oder dergleichen aufgeschraubt werden kann, oder ein bajonettverschlussartiges Verbindungsteil auf das ein entsprechendes bajonettverschlussartiges Verbindungselement aufgesetzt werden kann.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zugelement als Zuganker, Befestigungsbolzen, Stehbolzen insbesondere mit Gewinde oder dergleichen ausgestaltet sein.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Durchführung koaxial zur Elementachse verlaufen. Falls die Elementachse mit der Gehäuseachse und der Verbindungsachse zusammenfällt, können so das Zugelement und/oder das Hohlfilterelement und/oder der Gehäusetopf mittels einer entsprechenden Dreh- und/oder Steckbewegung um die Elementachse/Verbindungsachse/Gehäuseachse mit dem Filterkopf in Verbindung gebracht werden.
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Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Durchführung wenigstens teilweise in/an wenigstens einem Adapterelement realisiert sein und/oder von diesem mitgebildet werden. Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Durchführung zumindest in der axialen Projektion innerhalb eines als Ringkörper realisierten wenigstens einen Adapterelements verlaufen.
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In einer Ausführungsform sind am Adapterelement und/oder am Endkörper Durchtrittsöffnungen vorgesehen, die zwischen dem Adapterelement dem anschlussseitigen Endkörper von radial innen nach radial außen führen. Durch diese kann Flüssigkeit aus dem Bereich innerhalb des Axialdichtungsabschnittes in einen Einlassringraum gelangen, der insbesondere ringförmig außen um das Hohlfilterelement herum angeordnet ist. Bevorzugt treten diese Durchtrittsöffnungen auf der dem Axialdichtungsabschnitt abgewandten Seite des Radialdichtungsabschnittes nach außen.
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Zur Realisierung der Durchtrittsöffnungen können beispielsweise an einer dem anschlussseitigen Endkörper zugewandten Stirnseite des Adapterelements eine Vielzahl von Distanzstegen umfangsmäßig verteilt angeordnet sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Hohlfilterelement auf der Stirnseite mit dem wenigstens einen Adapterelement wenigstens eine Aufnahme für wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement aufweisen, welches an dem Filterkopf angeordnet sein oder werden kann und mit dem ein dortiges Ende eines Zugelements bezüglich der Elementachse axial kraftübertragend verbunden werden kann. Über das Zugkraft-Übertragungselement kann das Zugelement mittelbar oder unmittelbar mit dem Filterkopf verbunden werden. In der wenigstens einen Aufnahme kann das wenigstens eine Zugkraft-Übertragungselement platzsparend angeordnet sein.
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Wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement kann vorteilhafterweise mehrstückig oder einstückig mit dem Filterkopf verbunden sein.
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Bei einer mehrstückigen Verbindung kann das wenigstens eine Zugkraft-Übertragungselement optional mit dem Filterkopf verbunden werden. So können Zugkraft-Übertragungselemente unterschiedlicher Bauart verwendet und mit entsprechenden unterschiedlichen Zugelementen oder Hohlfilterelementen kombiniert werden. Bei Bedarf, insbesondere bei Verwendung eines Wechselfilters, kann das wenigstens eine Zugkraft-Übertragungselement entfernt werden. Der Flüssigkeitsfilter, insbesondere der Wechselfilter, kann dann direkt mit dem Filterkopf verbunden werden. Das wenigstens eine Zugkraft-Übertragungselement kann als eine Art Adapter wirken, mit dem am Filterkopf vorhandene Verbindungselemente, insbesondere Verbindungsstutzen, an die jeweils verwendeten filterseitigen Verbindungselemente angepasst werden können.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement lösbar oder nicht zerstörungsfrei lösbar mit dem Filterkopf verbunden sein oder werden. Wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement kann mittels einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem Filterkopf verbunden sein oder werden.
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Wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement kann vorteilhafterweise mittels einer Dreh- und/oder Steckverbindung, insbesondere einer Schraubverbindung, einer Rastverbindung, bajonettartigen Verbindung oder einer kombinierten Verbindung, mit dem Filterkopf verbunden werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement wenigstens einen Teil einer Flüssigkeitsleitung, insbesondere einer Reinflüssigkeitsleitung oder einer Rohflüssigkeitsleitung, des Filterkopfs realisieren.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement als eine Art Hülse realisiert sein. Das wenigstens eine Zugkraft-Übertragungselement kann vorteilhafterweise in seinen Umfangsseiten entsprechende Durchströmöffnungen für die Flüssigkeit aufweisen. Mit den Durchströmöffnungen kann ein flüssigkeitsführender Bereich, der das Zugkraft-Übertragungselement umgeben kann, mit dem Inneren des Zugkraft-Übertragungselements verbunden werden. Ein Innenraum des wenigstens einen Zugkraft-Übertragungselement kann mit einer entsprechenden Flüssigkeitsleitung für die Flüssigkeit aufseiten des Filterkopfs verbunden sein oder werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement an einer dem Filterkopf abgewandten Stirnseite wenigstens eine Verbindungsöffnung für wenigstens ein Zugelement aufweisen. In die Verbindungsöffnung kann das entsprechende Ende des wenigstens einen Zugelements mittels einer Dreh- und/oder Steckbewegung eingebracht werden. Das wenigstens eine Zugelement kann im Bereich der Verbindungsöffnung ein Innengewinde oder ein Innenteil einer bajonettartigen Verbindung aufweisen.
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Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement mit seiner dem Filterkopf abgewandten Stirnseite in eine entsprechende Verbindungsöffnung am Ende des Zugelements eingebracht werden. Die Verbindung kann dort mittels einer der oben bereits aufgezählten Dreh- und/oder Steckverbindungen realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement auf seiner dem Filterkopf zugewandten Seite ein Innengewinde oder ein Innenteil einer bajonettartigen Verbindung aufweisen. Das Innengewinde oder das Innenteil kann mit einem entsprechenden Außengewinde oder einem entsprechenden Außenteil der bajonettartigen Verbindung aufseiten des Filterkopfs in Verbindung gebracht werden.
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Vorteilhafterweise kann der Filterkopf einen Verbindungsstutzen aufweisen. Der Verbindungsstutzen kann das Außengewinde oder das entsprechenden Außenteil der bajonettartigen Verbindung oder ein Innengewinde oder ein Innenteil der bajonettartigen Verbindung aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der Verbindungsstutzen einen Flüssigkeitsleitungsabschnitt aufweisen, der mit einer Flüssigkeitsleitung des Filterkopfs verbunden ist oder diese mitbildet.
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Statt mehrstückig kann wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement einstückig mit dem Filterkopf verbunden sein. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Zugkraft-Übertragungselement mit weniger Herstellungsschritten gemeinsam mit dem Filterkopf hergestellt werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Zugkraft-Übertragungselement an oder in Verbindung mit einem Verbindungsstutzen des Filterkopfs realisiert sein.
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Mittels dem wenigstens einen Adapterelement in Kombination mit dem optionalen Zugkraft-Übertragungselement kann ein Filterkopf, welcher ansonsten für herkömmliche Wechselfilter vorgesehen ist, dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter mit einem austauschbaren Hohlfilterelement verwendet werden.
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Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner durch den Flüssigkeitsfilter, dadurch gelöst, dass an einer Stirnseite des Hohlfilterelements ein Adapterelement angeordnet ist, welches wenigstens einen bezüglich der Elementachse nach radial außen dichtenden ringförmigen Radialdichtungsabschnitt aufweist und welches wenigstens einen von dem wenigstens einen Filtermedium bezüglich der Elementachse axial weg dichtfähigen ringförmigen Axialdichtungsabschnitt zur Abdichtung gegen einen Filterkopf und/oder wenigstens eine Axialdichtungsaufnahme für wenigstens einen derartigen Axialdichtungsabschnitt aufweist, wobei wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt an einer bezüglich der Elementachse nach radial innen gerichtete Radialdichtfläche des Gehäusetopfs im Bereich einer Einbauöffnung für das Hohlfilterelement radial dichtend anliegt.
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Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß außerdem durch das Filtersystem, dadurch gelöst, dass an einer Stirnseite des Hohlfilterelements ein Adapterelement angeordnet ist, welches wenigstens einen bezüglich der Elementachse nach radial außen dichtenden ringförmigen Radialdichtungsabschnitt aufweist und welches wenigstens einen von dem wenigstens einen Filtermedium bezüglich der Elementachse axial weg dichtenden ringförmigen Axialdichtungsabschnitt aufweist, wobei wenigstens ein Radialdichtungsabschnitt gegen eine bezüglich der Elementachse nach radial innen gerichtete Radialdichtfläche des Gehäusetopfs im Bereich einer Einbauöffnung für das Hohlfilterelement radial dichtend anliegt und wenigstens ein Axialdichtungsabschnitt gegen eine axial gerichtete Axialdichtfläche des Filterkopfs axial dichtend anliegt.
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Die technische Aufgabe wird im Übrigen durch das Adapterelement dadurch gelöst, dass das Adapterelement wenigstens einen bezüglich der Elementachse nach radial außen dichtfähigen ringförmigen Radialdichtungsabschnitt und/oder wenigstens eine Radialdichtungsaufnahme für wenigstens einen derartigen Radialdichtungsabschnitt aufweist und welches wenigstens einen von dem wenigstens einen Filtermedium bezüglich der Elementachse axial weg dichtfähigen ringförmigen Axialdichtungsabschnitt zur Abdichtung gegen einen Filterkopf und/oder wenigstens eine Axialdichtungsaufnahme für wenigstens einen derartigen Axialdichtungsabschnitt aufweist, wobei gegebenenfalls ein Außendurchmesser des wenigstens einen Radialdichtungsabschnitts zumindest in betriebsgemäß komprimiertem Dichtzustand und/oder gegebenenfalls ein Außendurchmesser des Adapterelements wenigstens im benachbarten Bereich der wenigstens einen Radialdichtungsaufnahme kleiner ist als ein Innendurchmesser des Gehäusetopfs des Flüssigkeitsfilters zumindest im Bereich einer Einbauöffnung für das Hohlfilterelement.
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Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Hohlfilterelement, dem erfindungsgemäßen Flüssigkeitsfilter, dem erfindungsgemäßen Filtersystem und dem erfindungsgemäßen Adapterelement und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert wird. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
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1 eine isometrische Darstellung eines Filtersystems zur Filtrierung von Flüssigkeit einer Brennkraftmaschine, mit einem Filterkopf, einem Flüssigkeitsfilter mit einem Gehäusetopf, in dem austauschbar ein Filterelement angeordnet ist;
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2 einen ersten Längsschnitt des Filtersystems aus der 1;
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3 eine Detailansicht des Längsschnitts aus der 2 im Bereich einer Verbindung des Flüssigkeitsfilters mit dem Filterkopf;
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4 einen zweiten Längsschnitt des Filtersystems aus der 1 in einer anderen Schnittebene;
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5 einen Längsschnitt des Filterelements des Flüssigkeitsfilters aus den 1 bis 4;
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6 eine Schrägansicht des Filterelements;
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7 eine weitere Schrägansicht des Filterelements.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In den 1 bis 7 ist ein Filtersystem 10 zur Filtrierung von Flüssigkeit und dessen Bauteile in unterschiedlichen Perspektiven und Schnitten gezeigt. Das Filtersystem 10 kann zur Filtrierung der Flüssigkeit in einem nicht weiter gezeigten Flüssigkeitssystem angeordnet werden. Mit dem Filtersystem 10 können beispielsweise Betriebsstoffe einer Brennkraftmaschine, zum Beispiel Kraftstoff, Öl, Wasser oder Harnstoffwasserlösung, gereinigt werden. Das Filtersystem 10 kann in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden.
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Das Filtersystem 10 umfasst einen Filterkopf 12, in den 1 bis 4 oben. Im betriebsbereiten Zustand, wie er in den 1 bis 4 gezeigt ist, ist ein Flüssigkeitsfilter 14, unten, trennbar mit dem Filterkopf 12 verbunden.
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Der Filterkopf 12 umfasst einen Befestigungsabschnitt 16, mit dem er an dem Rahmen oder einem anderen Bauteil, beispielsweise der Brennkraftmaschine verbunden werden kann.
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Der Filterkopf 12 weist eine Eintrittsleitung 18 für die zugeführte zu reinigende Flüssigkeit auf. An der Außenseite des Filterkopfs 12 verfügt die Eintrittsleitung 18 über einen entsprechenden Leitungsanschluss zur Verbindung mit einer entsprechenden zuleitenden Flüssigkeitsleitung des Flüssigkeitssystems.
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Ferner weist der Filterkopf 12 eine Austrittsleitung 20 auf, durch die gereinigte Flüssigkeit aus dem Filtersystem 10 in eine entsprechende ableitende Flüssigkeitsleitung des Flüssigkeitssystems gelangen kann. Die Austrittsleitung 20 verfügt auf gegenüberliegenden Seiten über zwei Leitungsanschlüsse, von denen wahlweise einer mit der entsprechenden ableitenden Flüssigkeitsleitung verbunden werden kann.
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Die Eintrittsleitung 18 und die Austrittsleitung 20 führen jeweils in einen Verbindungsabschnitt 22 des Filterkopfs 12, welcher der Verbindung mit dem Flüssigkeitsfilter 14 dient.
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Die Austrittsleitung 20 führt mit einem strömungstechnisch vorderen Abschnitt koaxial zu einer Achse 24 durch den Verbindungsabschnitt 22.
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Die Eintrittsleitung 18 führt mit einem entsprechenden strömungstechnisch hinteren Abschnitt exzentrisch zur Achse 24 radial außerhalb des vorderen Abschnitts der Austrittsleitung 20 aus dem Verbindungsabschnitt 22 heraus.
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Die Achse 24 fällt in dem Ausführungsbeispiel zusammen mit einer Gehäuseachse eines Gehäusetopfs 42, einer Einbau-/Ausbauachse eines Filterelements 44 in den Gehäusetopf 42 und einer Elementachse des Filterelements 44. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind im Folgenden die Elementachse, die Gehäuseachse und die Einbau-/Ausbauachse mit den gleichen Bezugszeichen 24 versehen und werden kurz als Achse 24 bezeichnet. Es versteht sich, dass bei ausgebautem Filterelement 44, je nach Kontext, die Gehäuseachse, die Elementachse und/oder die Einbau-/Ausbauachse gemeint ist. Wenn im Folgenden von „radial”, „koaxial”, „axial”, „umfangsmäßig” oder dergleichen die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders erwähnt, auf die Achse 24.
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Der vordere Abschnitt der Eintrittsleitung 18 und der hintere Abschnitt der Austrittsleitung 20 weisen zu der Verbindungsseite des Verbindungsabschnitts 22, welche dem Flüssigkeitsfilter 14 zugewandt ist, jeweils eine Öffnung auf.
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Auf der Verbindungsseite verfügt der Verbindungsabschnitt 22 außerdem über eine kopfseitige Axialdichtfläche 26. Die Axialdichtfläche 26 ist ringförmig. Sie ist koaxial zur Achse 24 angeordnet. Sie befindet sich radial außen. Die Ebene der Axialdichtfläche 26 verläuft senkrecht zur Achse 24. Die Axialdichtfläche 26 ist bezüglich der Achse 24 axial gerichtet. Die Axialdichtfläche 26 umgibt die jeweiligen Öffnungen des hinteren Abschnitts der Eintrittsleitung 18 und des vorderen Abschnitts der Austrittsleitung 20 radial außen umfangsmäßig zusammenhängend.
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Der vordere Abschnitt der Austrittsleitung 20 ist auf der Verbindungsseite von einem koaxialen Verbindungsstutzen 28 gebildet. Der Verbindungsstutzen 28 zeigt von der Verbindungsseite des Filterkopfs 12 zum Flüssigkeitsfilter 14. Der Verbindungsstutzen 28 hat die Form eines runden Hohlzylinders. Der Verbindungsstutzen 28 ist einstückig mit dem Verbindungsabschnitt 22 verbunden. Im Bereich seines freien Endes weist die radial äußere Umfangsseite des Verbindungsstutzens 28 ein Außengewinde 30 auf.
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Ferner ist an dem Filterkopf 12 eine in der 1 gezeigte hier nicht weiter interessierende Flüssigkeitspumpe 32 montiert.
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Auf den Verbindungsstutzen 28 ist ein hülsenartiges Zugkraft-Übertragungselement 34 geschraubt. Der Innenraum des Zugkraft-Übertragungselements 34 ist flüssigkeitstechnisch mit dem Innenraum des Verbindungsstutzens 28 und damit mit der Austrittsleitung 20 verbunden.
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Das Zugkraft-Übertragungselement 34 weist an seinem dem Verbindungsstutzen 28 zugewandten Ende auf seiner radial inneren Umfangsseite ein zu dem Außengewinde 30 passendes erstes Innengewinde 36 auf zur Realisierung einer Schraubverbindung mit dem Verbindungsstutzen 28.
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Die Umfangswand des Zugkraft-Übertragungselements 34 ist einfach abgestuft. Sein Durchmesser in einem querschnittserweiterten Abschnitt, in dem es auf den Verbindungsstutzen 28 geschraubt ist, ist größer als sein Durchmesser in einem querschnittsverjüngten Abschnitt, der sich axial außerhalb des Verbindungsstutzens 28 befindet.
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An der radial inneren Umfangsseite des querschnittsverjüngten Abschnitts weist das Zugkraft-Übertragungselement 34 ein zweites Innengewinde 38 auf. Das zweite Innengewinde 38 hat einen kleineren Durchmesser als das erste Innengewinde 36.
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Im querschnittsverjüngten Abschnitt axial zwischen der Stufe und dem zweiten Innengewinde 38 führen zwei durchgängige Durchlasslöcher 40 durch die Umfangswand des Zugkraft-Übertragungselements 34. Die Durchlasslöcher 40 befinden sich auf bezüglich der Achse 24 radial gegenüberliegenden Seiten.
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Der Gehäusetopf 42 des Flüssigkeitsfilters 14 weist auf seiner dem Filterkopf 12 zugewandten Seite eine Einbauöffnung für das Filterelement 44 auf. Der Gehäusetopf 42 hat einen runden Querschnitt. Sein Rand, welcher die Einbauöffnung umfangsmäßig umgibt, ist nach radial außen umgebogen.
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Axial neben dem Rand verfügt die radial innere Umfangsseite des Gehäusetopfs 42 über eine topfseitige Radialdichtfläche 46. Die Radialdichtfläche 46 ist nach radial innen gerichtet. Sie umgibt die Einbauöffnung bezüglich der Achse 24 koaxial und umfangsmäßig zusammenhängend.
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An einer geschlossenen Stirnseite des Gehäusetopfs 42, die der Einbauöffnung axial gegenüberliegt, in den 1 bis 4 unten, ist außen eine Anschlusseinheit 48 angeordnet. Die Anschlusseinheit 48 verfügt über eine Führungshülse 50. Die Führungshülse 50 erstreckt sich koaxial durch die geschlossene Stirnseite des Gehäusetopfs 42.
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Die Führungshülse 50 ist zur Innenseite des Gehäusetopfs 42 und zur Außenseite offen. Innerhalb des Gehäusetopfs 42 weist die Führungshülse 50 an ihrer radial äußeren Umfangsseite einen schraubenartig verlaufenden Gewindesteg 52 auf.
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Im Bereich der geschlossenen Stirnseite ist der Gehäusetopf 42 als Sammelraum für Abscheideflüssigkeit ausgestaltet, welche von der zu reinigenden Flüssigkeit abgeschieden werden kann. Bei der Abscheideflüssigkeit kann es sich beispielsweise um Wasser handeln, welche von zu reinigendem Öl oder Kraftstoff mithilfe einer hier nicht weiter interessierenden Abscheideeinrichtung, beispielsweise einem Koaleszenzmedium, abgeschieden werden kann.
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Die Anschlusseinheit 48 trägt des Weiteren einen hier nicht weiter interessierenden Flüssigkeitsstandsensor 54, beispielsweise ein Wasserstandsensor, und eine Ablassschraube 56 zum Ablassen der Abscheideflüssigkeit aus dem Sammelraum. Der Flüssigkeitsstandsensor 42 und die Ablassschraube 56 führen durch die Anschlusseinheit 48 und die geschlossene Stirnseite des Gehäusetopfs 42 in den Sammelraum.
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Das Filterelement 44 ist im Detail in den 5 bis 7 gezeigt. Das Filterelement 44 ist als sogenanntes Rundfilterelement ausgestaltet. Es verfügt über ein Filtermedium 58, welches umfangsmäßig zusammenhängend zu einem etwa hohlzylindrischen zur Achse 24 koaxialen Filterbalg 60 geformt ist. Das Filtermedium 58 ist zur Filtrierung der Flüssigkeit geeignet. Es besteht beispielsweise aus Filterpapier. Das Filtermedium 58 umgibt einen koaxialen Elementinnenraum 62 des Filterbalgs 60 umfangsmäßig geschlossen.
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An seinen Stirnseiten weist das Filterelement 44 auf der dem Filterkopf 12 zugewandten Seite eine anschlussseitige Endscheibe 64 auf. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite verfügt das Filterelement 44 über eine innere Endscheibe 66. Die innere Endscheibe 66 befindet sich bei eingebautem Filterelement 44 innerhalb des Gehäusetopfs 42. Die Endscheiben 64 und 66 sind jeweils mit dem Filtermedium 58 dicht verbunden.
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Zwischen den Endscheiben 64 und 66 erstreckt sich im Elementinnenraum 62 koaxial ein kreiszylindrisches Stützgitter 68. An der radial äußeren Umfangsseite des Stützgitters 68 kann sich der Filterbalg 60 mit seiner radial inneren Umfangsseite abstützen.
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Das Stützgitter 68 ist jeweils an der entsprechenden Innenseite der Endscheiben 64 und 66 befestigt. Das Stützgitter 68 selbst ist an beiden Stirnseiten offen.
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Die innere Endscheibe 66 weist eine koaxiale Gegenführungshülse 70 auf. Die Gegenführungshülse 70 ist einstückig mit der Inneren Endscheibe 66 verbunden. Die Gegenführungshülse 70 erstreckt sich an der Außenseite der inneren Endscheibe 66 axial von dem Elementinnenraum 62 weg. Die Gegenführungshülse 70 ist auf ihrer dem Elementinnenraum 62 abgewandten Stirnseite offen. Ihr Innendurchmesser entspricht etwa einem Außendurchmesser der Führungshülse 50 des Gehäusetopfs 42 an den radial inneren Seiten des Gewindestegs 52.
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An ihrer radialen inneren Umfangsseite weist die Gegenführungshülse 70 eine zum Gewindesteg 52 passende Gewindenut 72 auf.
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Die innere Endscheibe 66 weist eine koaxiale Durchführöffnung 74 für ein stabförmiges Zugelement 76 auf. Die Durchführöffnung 74 befindet sich zwischen dem Innenraum der Gegenführungshülse 70 und dem Elementinnenraum 62. Die Durchführöffnung 74 verbindet bei nichteingebautem Filterelement 44 den Innenraum der Gegenführungshülse 70 mit dem Elementinnenraum 62. Der Durchmesser der Durchführöffnung 74 entspricht etwa dem Innendurchmesser der Führungshülse 50 des Gehäusetopfs 42. Ein Außendurchmesser des Zugelements 76 entspricht dem Innendurchmesser der Durchführöffnung 74 und dem Innendurchmesser der Führungshülse 50.
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In der Durchführöffnung 74 ist eine koaxiale Ringdichtung angeordnet. Die Ringdichtung dichtet bei eingebautem Filterelement 44 die radial innere Umfangsseite der inneren Endscheibe 66 gegen die radial äußere Umfangsseite des Zugelements 76 ab.
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In der Führungshülse 50 des Gehäusetopfs 42 ist eine weitere koaxiale Ringdichtung angeordnet. Diese Ringdichtung befindet sich auf Höhe der geschlossenen Stirnseite des Gehäusetopfs 44. Sie dichtet bei montiertem Flüssigkeitsfilter 14 die radiale äußere Umfangsseite des Zugelements 76 gegen die Führungshülse 50 ab.
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In eingebautem Zustand ist das Filterelement 44 mit seiner Gegenführungshülse 70 unter Verwendung der Gewindestege 56 und der Gewindenut 72 auf die Führungshülse 50 geschraubt. Der Elementinnenraum 62 ist mittels der inneren Endscheibe 66 von dem Sammelraum des Gehäusetopfs 42 getrennt.
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Die anschlussseitige Endscheibe 64 ist als Ringscheibe ausgelegt. Sie weist eine koaxiale Durchstecköffnung 78 auf. Durch die Durchstecköffnung 78 reicht bei eingebautem Filterelement 44 das Zugkraft-Übertragungselement 34 in den Elementinnenraum 62. Die Durchstecköffnung 78 bildet eine Aufnahme für das Zugkraft-Übertragungselement 34. Die Durchstecköffnung 78 ist von einem koaxialen Kragen umgeben. Der Kragen weist an seiner radial inneren Umfangsseite eine Dichtungsnut mit einer radial inneren Ringdichtung 80 auf.
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Auf die anschlussseitige Endscheibe 64 ist von außen koaxial ein ringförmiges Adapterelement 82 aufgesteckt. Ein Außendurchmesser des Adapterelements 82 ist größer als ein Außendurchmesser des Filterbalgs 60. Ein Innendurchmesser einer koaxialen Öffnung des Adapterelements 82 ist größer als der Innendurchmesser des Filterbalgs 60.
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An seiner radial äußeren Umfangsseite weist das Adapterelement 82 eine Stufe auf. Ein querschnittsverjüngter Abschnitt des Adapterelements 82, in der 5 unten, befindet sich auf der dem Filterbalg 60 axial zugewandten Seite. Ein radial äußerer Querschnitt des querschnittsverjüngten Abschnitts ist kleiner als ein radial innerer Querschnitt der topfseitigen Radialdichtfläche 46 im Bereich der Einbauöffnung des Gehäusetopfs 42.
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Der querschnittsverjüngte Abschnitt weist an seiner radial äußeren Umfangsseite eine koaxiale Radialdichtungsnut 84 auf. In der Radialdichtungsnut 84 ist eine radial wirkende Radialdichtung 86 angeordnet. Die Radialdichtung 86 hat die Form einer O-Ringdichtung.
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Bei eingebautem Filterelement 44 befindet sich der querschnittsverjüngte Abschnitt des Adapterelements 82 innerhalb der Einbauöffnung des Gehäusetopfs 42. Die Radialdichtung 86 wirkt in radialer Richtung dichtend mit der topfseitigen Radialdichtfläche 46 zusammen. Ein radial äußerer Querschnitt der Radialdichtung 86 ist zumindest in komprimiertem Einbauzustand bei eingebautem Filterelement 44 kleiner als der radial innere Querschnitt der topfseitigen Radialdichtfläche 46.
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Ein Außendurchmesser des querschnittserweiterten Abschnitts des Adapterelements 82 ist etwa so groß wie der Außendurchmesser des Gehäusetopfs 42 im Bereich seines Randes. Im eingebauten Zustand liegt der querschnittserweiterte Abschnitt des Adapterelements 82 axial auf dem Rand des Gehäusetopfs 42 auf. Er befindet sich axial zwischen dem Rand des Gehäusetopfs 42 und einer entsprechenden Anlagefläche des Verbindungsabschnitts 22 des Filterkopfs 12. Der querschnittserweiterte Abschnitt des Adapterelements 82 bildet so einen Teil des Gehäuses des Flüssigkeitsfilters 14.
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In der axialen Projektion radial innerhalb der Radialdichtungsnut 84 befindet sich an der dem Filterbalg 60 abgewandten äußeren Stirnseite des Adapterelements 82 eine Axialdichtungsnut 88. Die Axialdichtungsnut 88 ist in axialer Richtung auf ihrer dem Filterbalg 60 axial abgewandten Seite offen. In der Axialdichtungsnut 88 ist eine koaxiale ringförmige Axialdichtung 90 angeordnet. Die Axialdichtung 90 ist als Flachdichtung ausgestaltet. Die Axialdichtung 90 wirkt bei zusammengebautem Filtersystem 10 axial dichtend mit der kopfseitigen Axialdichtfläche 26 zusammen.
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Zur Montage des Filtersystems 10 wird das Filterelement 44 mit der inneren Endscheibe 66 voran durch die Einbauöffnung in den Gehäusetopf 42 gesteckt. Mittels einer Schraubbewegung wird die Gegenführungshülse 70 auf die Führungshülse 50 geschraubt. Das Filterelement 44 wird soweit eingeschraubt, bis der querschnittserweiterte Abschnitt des Adapterelements 82 auf dem Rand des Gehäusetopfs 42 anliegt. In diesem Montagezustand dichtet die Radialdichtung 86 gegen die topfseitige Radialdichtfläche 46 radial ab.
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Der vormontierte Flüssigkeitsfilter 14 wird mit dem Adapterelement 82 voran koaxial auf den Verbindungsabschnitt 22 des Filterkopfs 12 gesteckt. Dabei wird das Zugkraft-Übertragungselement 34 am Filterkopf 12 in die Durchstecköffnung 78 der anschlussseitigen Endscheibe 64 eingeführt. Die Axialdichtung 90 dichtet axial gegen die kopfseitige Axialdichtfläche 26 ab.
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Anschließend wird das Zugelement 76 durch die Führungshülse 50, die Durchführöffnung 74 und den Elementinnenraum 62 bis zu dem Zugkraft-Übertragungselement 34 geschoben. Die Durchführöffnung 74 und der Elementinnenraum 62 dienen als Durchführung des Filterelements 44 für das Zugelement 76. Die Durchführung erstreckt sich also koaxial zur Achse 24 durch den Elementinnenraum 62. Sie ist zur topfseitigen Stirnseite des Filterelements 44 aufseiten der inneren Endscheibe 66 hin offen.
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An seinem dem Zugkraft-Übertragungselement 34 zugewandten Ende weist das Zugelement 76 ein Außengewinde 92 auf. Das Außengewinde 92 passt zu dem zweiten Innengewinde 38 des Zugkraft-Übertragungselements 34.
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Das Zugelement 76 wird in das zweite Innengewinde 38 des Zugkraft-Übertragungselements 34 geschraubt. Dabei wird mittels einer Zugkraft des Zugelements 76 eine axiale Druckkraft zwischen dem Gehäusetopf 42 und dem Filterkopf 12 ausgeübt. Der Gehäusetopf 42 wird gegen den querschnittserweiterten Rand des Adapterelements 42 drückt. Die Axialdichtung 90 wird mit der axialen Druckkraft axial gegen die kopfseitige Axialdichtfläche 26 gepresst. Die Dichtkraft wird über das Zugelement 76, den Gehäusetopf 42 und das Adapterelement 82 übertragen. Das Filterelement 44 bleibt frei von den Montage- und Haltekräften die von dem Zugelement 76 ausgehen.
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Das Zugelement 76 weist an seinem äußeren freien Ende einen Schraubenkopf auf, an dem ein entsprechendes Werkzeug zum Einschrauben und Ausschrauben des Zugelements 76 angesetzt werden kann.
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Das Filterelement 44 ist insgesamt austauschbar in dem Gehäusetopf 42 angeordnet. Zum Austausch des Filterelements 44 wird der Flüssigkeitsfilter 14 in umgekehrter Reihenfolge von dem Filterkopf 12 getrennt. Das Filterelement 44 wird anschließend aus dem Gehäusetopf 42 herausgeschraubt und kann ausgetauscht werden.
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Beim Betrieb des Filtersystems 10 strömt zu reinigende Flüssigkeit aus der zuleitenden Flüssigkeitsleitung durch die Eintrittsleitung 18 in den Filterkopf 12. Von dort gelangt die Flüssigkeit in eine Einlasskammer 96 zwischen der anschlussseitigen Endscheibe 64 und dem Verbindungsabschnitt 22.
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Die Flüssigkeit wird von der Einlasskammer 96 durch entsprechende Durchtrittsöffnungen 98 zwischen dem Adapterelement 82 und der anschlussseitigen Endscheibe 64 nach radial außen geführt und gelangt in einen Einlassringraum 100.
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Zur Realisierung der Durchtrittsöffnungen 98 sind an der der anschlussseitigen Endscheibe 64 zugewandten Stirnseite des Adapterelements 82 eine Vielzahl von Distanzstegen 102 umfangsmäßig verteilt angeordnet. Die Distanzstege 102 sind beispielsweise in den 6 und 7 gezeigt.
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Der Einlassringraum 100 befindet sich zwischen der radial äußeren Umfangsseite des Filterbalgs 60 und der radial inneren Umfangsseite des Gehäusetopfs 42. Der Einlassringraum 100 befindet sich auf der rohseitigen Anströmseite des Filterelements 44.
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Die Flüssigkeit durchströmt das Filtermedium 58 von radial außen nach radial innen und wird filtriert. Die gereinigte Flüssigkeit gelangt durch die Umfangswand des Stützgitters 68 in den Elementinnenraum 62. Die Flüssigkeit strömt durch die Durchlasslöcher 40 in den Innenraum des Zugkraft-Übertragungselements 34. Von dort gelangt sie in die Austrittsleitung 20 und wird durch den entsprechenden angeschlossenen Anschluss aus dem Filtersystem 10 in die ableitende Flüssigkeitsleitung geführt.
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Der Filterkopf 12 kann statt mit dem Flüssigkeitsfilter 14 mit dem austauschbaren Filterelement 44 auch mit einem so genannten Wechselfilter oder Spin-On-Filter ausgestattet werden. Bei dem Wechselfilter oder Spin-On-Filter ist ein entsprechendes Filterelement fest in einem Filtergehäuse angeordnet und wird gemeinsam mit diesem ausgetauscht.
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Zur Verwendung des Wechselfilters wird das Zugkraft-Übertragungselement 34 von dem Verbindungsstutzen 28 des Filterkopfs 12 geschraubt. Anschließend wird der Wechselfilter direkt auf das Außengewinde 30 des Verbindungsstutzens 28 geschraubt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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