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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung mit einem Filtergehäuse mit einem Leerlaufkanal gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer solchen Filtereinrichtung.
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Aus der
DE 10 2009 041 523 A1 ist eine gattungsgemäße Filtereinrichtung mit einem Filtergehäuse mit einem Leerlaufkanal sowie einem in dem Filtergehäuse angeordneten Ringfilterelement mit einem unterhalb des Ringfilterelements angeordneten Wassersammelraum/Schmutztopf bekannt. In dem Wassersammelraum bzw. am Schmutztopf ist ein abstehender, stutzenförmiger Pin vorgesehen, wobei ein Betrieb der Filtereinrichtung ausschließlich dann möglich ist, sofern dieser Pin in den im Filtergehäuse angeordneten Leerlaufkanal eingreift und diesen verschließt. Der Pin ist dabei fest am Schmutztopf fixiert.
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Insbesondere bei komplexen Filtereinrichtungen mit einer großen Anzahl an Dichtstellen zwischen einem Ringfilterelement und einem Filtergehäuse, kann es für eine Drehbewegung des Ringfilterelements, welche bei einem exzentrischen Pin mit einer speziellen Führungskontur, insbesondere einer Rampe, notwendig ist, zu Problemen kommen, da der Reibwert zwischen dem Ringfilterelement und dem Filtergehäuse hoch ist. Wegen des hohen Reibwertes wird bei dieser Art von Ringfilterelementen gerne auch für die Demontage eine feste Verbindung, beispielsweise ein Bajonettverschluss zwischen dem Ringfilterelement und einem Filtergehäusedeckel eingesetzt, um über diesen das Ringfilterelement zuverlässig aus dem Filtergehäuse entfernen zu können. Soll jedoch eine derartige, drehfeste Verbindung zwischen dem Ringfilterelement und dem Filtergehäusedeckel zum Einsatz kommen, kann wiederum eine Fixierung des exzentrischen Pins am Ringfilterelement bzw. an dessen Schmutztopf nicht erfolgen, da dieser dann unter Umständen abgeschert werden würde.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Filtereinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, bei welcher zwischen einem Filtergehäuseteil und einem Ringfilterelement einerseits eine drehfeste Verbindung und andererseits trotzdem ein exzentrischer Pin verwendet werden kann.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einerseits einen Pin zum Verschließen eines Leerlaufkanals vergleichsweise leicht drehbar an einem Ringfilterelement anzuordnen, so dass dieses andererseits über eine drehfeste Verbindung mit einem ersten Filtergehäuseteil, beispielsweise mit einem Filtergehäusedeckel, verbunden werden kann. Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung weist dabei in bekannter Weise ein Filtergehäuse mit einem darin angeordneten Leerlaufkanal sowie einem darin angeordneten Ringfilterelement auf, wobei unterhalb des Ringfilterelements ein Wassersammelraum, insbesondere in der Art eines Schmutztopfes, angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist nun ein Pinträger vorgesehen, der den axial abstehenden und exzentrisch angeordneten Pin aufweist, wobei dieser Pin in montiertem Zustand in den Leerlaufkanal eingreift und diesen verschließt und wobei der Pinträger und darüber auch der Pin drehbar, insbesondere sogar leicht drehbar, am Wassersammelraum gelagert ist. Dies bedeutet, dass der Pinträger und darüber auch der Pin relativ zum Wassersammelraum bzw. zum Schmutztopf und damit auch relativ zum Ringfilterelement verdrehbar ist, so dass das Ringfilterelement seinerseits an einer oberen Endscheibe über eine drehfeste Verbindung, beispielsweise über einen Bajonettverschluss, mit beispielsweise dem Filtergehäusedeckel, verbunden werden kann. Durch die Relativbewegung des Pins zum Ringfilterelement kann somit die Verbindung zwischen dem Ringfilterelement und dem Filtergehäusedeckel bzw. einem ersten Filtergehäuseteil insbesondere drehfest und zwischen dem Ringfilterelement und weiteren Gehäuseteilen mit einem sehr hohen Reibwert gestaltet werden, da über die feste Verbindung zwischen dem Ringfilterelement und dem Filtergehäusedeckel hohe Momente und damit Drehkräfte auf das Ringfilterelement eingebracht werden können. Dies ist insbesondere von großem Vorteil, sofern die Filtereinrichtung eine hohe Anzahl an Dichtstellen zwischen dem Ringfilterelement und anderen Filtergehäusebauteilen aufweist.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Pinträger ringförmig ausgebildet und weist ringförmig angeordnete und nach innen gerichtete Hakenkonturen auf, die in montiertem Zustand in eine Nut am Wassersammelraum eingreifen. Mittels eines derartigen Pinträgers ist sowohl die Montage desselben am Wassersammelraum bzw. am Schmutztopf des Ringfilterelements vergleichsweise einfach möglich, als auch eine besonders leichtgängige Lagerung des Pinträgers am Ringfilterelement darstellbar. Durch den erfindungsgemäß ausgebildeten Pinträger kann darüber hinaus ein Verkanten desselben beim Verdrehen des Ringfilterelements zuverlässig vermieden werden, was unerlässlich ist, sofern vermieden werden soll, dass der Pin bei einem Verdrehen des Ringfilterelements abbricht.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Pinträger als einstückiges Kunststoffspritzgussteil ausgebildet. Hierdurch ist es möglich, den Pinträger nicht nur kostengünstig, sondern zugleich auch qualitativ hochwertig herzustellen.
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Zweckmäßig ist im Filtergehäuse ein Funktionsträger mit einer Rampe angeordnet, auf welcher der Pin bis zum Leerlaufkanal gleitet. Um den Pin zuverlässig in den Leerlaufkanal einführen und damit die Filtereinrichtung in Betrieb nehmen zu können, wird eine bereits aus dem Stand der Technik bekannte Rampe verwendet, wobei im Unterschied zum Stand der Technik ein weiteres Verdrehen des Ringfilterelements über die zwischen diesem und dem Filtergehäusedeckel angeordnete drehfeste Verbindung selbst dann möglich ist, sofern der Pin bereits in den Leerlaufkanal eingreift. Ermöglicht wird dies durch die drehbare Lagerung des Pins relativ zum Ringfilterelement.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Funktionsträger als Kunststoffspritzgussteil, insbesondere als einstückiges Kunststoffspritzgussteil, ausgebildet. Durch eine derartige Ausbildung ist auch die Herstellung des Funktionsträgers vergleichsweise kostengünstig, aber dennoch qualitativ hochwertig möglich.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist der Pinträger eine zum Wassersammelraum/Schmutztopf komplementäre Form auf. Hierdurch wird ermöglicht, dass der Pinträger sich in der Art einer zweiten Haut auf die Außenkontur des Wassersammelraums bzw. des Schmutztopfes legt und dadurch einerseits einen lediglich geringen Bauraumbedarf erfordert, andererseits aufgrund der in diesem Bereich gekrümmten Gestalt jedoch eine vergleichsweise hohe Festigkeit besitzt.
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Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung kann beispielsweise als Kraftstofffilter, als Ölfilter oder als Hydraulikfilter ausgebildet sein, wobei dieses bereits nicht abschließende Aufzählung erahnen lässt, welch mannigfaltige Einsatzgebiete sich für Filtereinrichtungen bieten.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Brennkraftmaschine mit zumindest einer solchen, in den vorherigen Absätzen beschriebenen, Filtereinrichtung auszustatten, wodurch eine solche Filtereinrichtung selbst bei einer großen Anzahl an schwergängigen Dichtstellen vergleichsweise einfach zu warten ist. Hierdurch reduzieren sich selbstverständlich nicht nur der Wartungsaufwand und die Wartungskosten der Filtereinrichtung, sondern indirekt über diese auch der zugehörige Wartungsaufwand bzw. die zugehörigen Wartungskosten der Brennkraftmaschine bzw. eines Kraftfahrzeuges, in welchem diese Brennkraftmaschine eingebaut ist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung,
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2 eine Explosionsdarstellung eines Wassersammelraums bzw. Schmutztopfes, eines Pinträgers und eines Funktionsträgers,
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3 eine Darstellung wie in 2, jedoch in montiertem Zustand.
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Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1, welche beispielsweise als Ölfilter, als Kraftstofffilter oder als Hydraulikfilter ausgebildet sein kann, ein Filtergehäuse 2 mit einem Leerlaufkanal 3 auf. In dem Filtergehäuse 2 ist ein Ringfilterelement 4 angeordnet, wobei unterhalb desselben ein Wassersammelraum 5, insbesondere in der Art eines Schmutztopfes 5 angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist nun ein Pinträger 6 (vgl. auch die 2 und 3) vorgesehen, der einen axial abstehenden und exzentrisch angeordneten Pin 7 aufweist, der in montiertem Zustand in den Leerlaufkanal 3 eingreift und diesen verschließt, wobei dieser Pinträger 6 und damit auch der Pin 7 drehbar am Wassersammelraum 5 bzw. im Schmutztopf 5 gelagert ist. Durch die drehbare Lagerung des Pinträgers 6 und darüber auch des Pins 7 relativ zum Schmutztopf 5 bzw. zum Wassersammelraum 5 des Ringfilterelements 4 ist es möglich, an einer oberen Endscheibe 8 des Ringfilterelementes 4 eine feste bzw. zumindest drehfeste Verbindung 11 mit einem Filtergehäuseteil 9, beispielsweise einem Filtergehäusedeckel 10 vorzusehen, wodurch bei einem Aufschrauben des Filtergehäusedeckels 10 ein Drehmoment auf das Ringfilterelement 4 ausgeübt werden kann, wodurch einzelne Dichtstellen 12 zwischen dem Ringfilterelement 4 bzw. dessen Schmutztopf/Wassersammelraum 5 und dem Filtergehäuse 2 einen relativ hohen Reibbeiwert aufweisen können. Derartige, einen hohen Reibbeiwert aufweisende Dichtstellen 12 sind für eine zuverlässige Dichtfunktion erforderlich.
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Betrachtet man die 1 bis 3, so kann man erkennen, dass der Pinträger 6 ringförmig ausgebildet ist und ringförmig angeordnete und nach innen gerichtete Hakenkonturen 13 aufweist, die in montiertem Zustand in eine Nut 14 am Wassersammelraum 5 bzw. im Schmutztopf 5 eingreifen. Durch die Vielzahl der vorgesehenen Hakenkonturen 13 kann eine besonders leichtgängige Verdrehbarkeit des Pinträgers 6 relativ zum Wassersammelraum 5 erreicht werden, wodurch die Montage vereinfacht wird. Durch die Vielzahl der Hakenkonturen 13 und die zugehörige Nut 14 kann zudem zuverlässig verhindert werden, dass sich bei einem Verdrehen des Ringfilterelementes 4 über den Filtergehäusedeckel 10 der Pinträger 6 relativ zum Ringfilterelement 4 verkantet und dadurch nicht mehr verdreht werden kann. Greift in diesem Fall der Pin 7 des Pinträgers 6 bereits in den Leerlaufkanal 3 ein, könnte dies im schlimmsten Fall zu einem Abscheren des Pins 7 führen. Mit den Hakenkonturen 13 und der zugehörigen Nut 14 kann jedoch ein reibungsarmes und sehr leichtgängiges Verdrehen des Pinträgers 6 relativ zum Ringfilterelement 4 bzw. relativ zum Wassersammelraum 5 gewährleistet werden.
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Der Pinträger 6 ist dabei vorzugsweise als einstückiges Kunststoffspritzgussteil ausgebildet und ist dadurch nicht nur kostengünstig, sondern auch qualitativ hochwertig herstellbar. In gleicher Weise kann auch ein Funktionsträger 15 als Kunststoffspritzgussteil, insbesondere als einstückiges Kunststoffspritzgussteil, hergestellt werden, wodurch auch dieser kostengünstig und qualitativ hochwertig produziert werden kann. Der Funktionsträger 15 ist dabei in montiertem Zustand im Filtergehäuse 2 angeordnet und weist eine Rampe 16 auf, auf welcher der Pin 7 bis zum Leerlaufkanal 3 entlang gleitet. Während des Entlanggleitens des Pins 7 auf der Rampe 16 wird die über den Filtergehäusedeckel 10 ausgeübte Drehkraft noch auf den Pinträger 6 und damit den Pin 7 übertragen. Greift jedoch der Pin 7 in den Leerlaufkanal 3 ein, so wird hierdurch der Pin fixiert, so dass bei einem weiteren Verdrehen des Ringfilterelements 4 eine Relativverdrehung zwischen diesem und dem Pinträger 6 erfolgt.
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Betrachtet man also die 1 und 2, so kann man erkennen, dass der Pinträger 6 eine zum Wassersammelraum 5 bzw. zum Schmutztopf 5 komplementäre Form aufweist, wodurch ein Bauraumbedarf des Pinträgers 6 minimiert werden kann. Durch die gekrümmte Form kann zugleich die Steifigkeit des Pinträgers 6 erhöht werden.
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Eingesetzt wird die erfindungsgemäße Filtereinrichtung 1 in einer Brennkraftmaschine 17, insbesondere in einem Kraftfahrzeug 18.
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Mit der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung 1 ist es erstmals möglich, vergleichsweise hohe Drehkräfte über einen Filtergehäusedeckel 10 und eine Verbindung 11 an ein Ringfilterelement 4 mit einem Pin 7 zu übertragen, ohne dass hierbei befürchtet werden muss, dass der Pin 7 abschert, sobald er in den gehäuseseitigen Leerlaufkanal 3 eingreift. Vielmehr ist der Pin 7 nun erfindungsgemäß an einem Pinträger 6 angeordnet, der über eine Art Rutschkupplung (Hakenkonturen 13 und Nut 14) am Ringfilterelement 4 bzw. dessen Wassersammelraum/Schmutztopf 5 drehbar gelagert ist. Die Montage des Pinträgers 6 am Ringfilterelement 4 erfolgt dabei über ein einfaches Aufschieben, bis die Hakenkonturen 13 in der Wassersammelraum-seitigen Nut 14 verrasten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009041523 A1 [0002]
