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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Baukastensystem für ein Ringfilterelement. Die Erfindung betrifft außerdem ein aus diesem Baukastensystem zusammengebautes Ringfilterelement sowie eine Filtereinrichtung mit einem solchen Ringfilterelement.
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Bei modernen Filtereinrichtungen ist zur Sicherstellung der Verwendung eines autorisierten Ringfilterelements an diesem oftmals ein axial von einer unteren Endscheibe abstehender Pin angeordnet, mittels welchem das Ringfilterelement bei montierter Filtereinrichtung in einen filtergehäusetopfseitigen Leerlaufkanal eingreift und eine Inbetriebnahme der Filtereinrichtung ausschließlich dann ermöglicht, sofern das verwendete Ringfilterelement den erforderlichen Pin an der richtigen Stelle aufweist. Hierdurch können insbesondere die Verwendung von nicht-autorisierten Ringfilterelementen vermieden und dadurch Schäden an beispielsweise einem Verbrennungsmotor verhindert werden.
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In heutigen Kraftfahrzeugen gibt es eine Vielzahl von Filtereinrichtungen, beispielsweise Kraftstofffilter und Ölfilter, deren Filterelement sich jedoch zum Teil nur marginal unterscheiden. Trotzdem sind insbesondere bei Ölfiltern, welche üblicherweise als hängende Filtereinrichtungen ausgebildet sind, und Kraftstofffiltern, welche üblicherweise als stehende Filtereinrichtungen ausgebildet sind, unterschiedliche Filterelemente vorzusehen, die an die jeweilige stehende bzw. hängende Ausführungsform angepasst werden müssen und dadurch individuell herzustellen sind. Hierdurch erhöhen sich nicht nur die Teilevielfalt, sondern verbunden damit auch die Lager- und Logistikkosten.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine flexible und zugleich kostengünstige Fertigung von Ringfilterelementen zu ermöglichen.
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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, ein Baukastensystem für ein Ringfilterelement anzugeben, mittels welchem sowohl beispielsweise stehende Kraftstofffilterelemente als auch beispielsweise hängende Ölfilterelemente vergleichsweise einfach und zudem mit möglichst vielen Gleichteilen herzustellen sind. Selbstverständlich sind dabei auch hängende Kraftstofffilterelemente und stehende Ölfilterelemente denkbar. Das erfindungsgemäße Baukastensystem für das Ringfilterelement weist dabei zumindest zwei Faltensterne aus vorzugsweise unterschiedlichen Filtermaterialien, beispielsweise für eine Kraftstofffiltration und eine Ölfiltration, sowie zumindest eine erste Endscheibe mit einem exzentrisch und axial abstehenden Pin und mit einer ersten Eingriffskontur auf. Darüber hinaus besitzt das erfindungsgemäße Baukastensystem zumindest eine zweite Endscheibe, welche eine zweite Eingriffskontur aufweisen kann, sowie zumindest eine Innenzarge mit zumindest einem radial nach innen von der Innenzarge oder alternativ auch radial nach außen innerhalb der Innenzarge (bezogen auf die Mittelachse) abstehenden Führungselement, welches längsendseitig an der Innenzarge angeordnet ist und mit einem jeweils gegenüber längsendseitig angeordneten ersten und zweiten Eingriffselement, wobei das Ringfilterelement derart zusammenbaubar ist, dass das erste Eingriffselement in die erste Eingriffskontur oder dass das zweite Eingriffselement in die erste Eingriffskontur eingreift, wobei in beiden Fällen der Pin drehwinkelgleich zum Führungselement ausgerichtet ist. Mit dem erfindungsgemäßen Baukastensystem ist es somit möglich, zwei unterschiedliche Ringfilterelemente mit Ausnahme von beispielsweise unterschiedlichen Filtermaterialien aus Gleichteilen herzustellen, wobei das für die Kraftstofffiltration herzustellende Ringfilterelement lediglich eine um 180° gedrehte Innenzarge im Vergleich zu dem für die Ölfiltration vorgesehenen Ringfilterelement aufweist. Das aus dem erfindungsgemäßen Baukastensystem zusammenzubauende Ringfilterelement besitzt die erste Endscheibe, die zweite Endscheibe und die gleiche Innenzarge, wobei letztere lediglich bei einem für die Ölfiltration vorgesehenen Ringfilterelement entgegengesetzt im Vergleich zu einem für die Kraftstofffiltration vorgesehenen Ringfilterelement eingesetzt wird. Die erste und zweite Endscheibe ist je nachdem, ob es sich um eine stehende oder eine hängende Filtereinrichtung handelt unterschiedlich. Mit Ausnahme der zwei vorzugsweise unterschiedlichen Faltensterne besitzen somit sowohl das Ölfilterelement als auch das Kraftstofffilterelement ansonsten gleiche Bauteile, wodurch die Teilevielfalt und damit auch die Lager- und Logistikkosten reduziert werden können. Die jeweils umgekehrte Anordnung der Innenzarge und damit das entweder oben oder unten angeordnete Führungselement ist dabei lediglich einer entsprechenden Führungskontur in einem Filtergehäuse der jeweiligen Filtereinrichtung geschuldet, da beispielsweise bei einem Ölfilter diese Führungskontur an einem freien Ende eines rohrförmigen Doms im oberen Bereich angeordnet ist, während die gleiche Führungskontur beispielsweise bei einem Kraftstofffilter an einem deutlich niedrigeren Dom angeordnet ist. Der höhere Dom dient dabei der Leerlaufsicherheit, welche bei einem Stillstand einer Brennkraftmaschine gewährleisten soll, dass bei einem nachfolgenden Start derselben noch genügend Fluid in der Filtereinrichtung, insbesondere Öl in der Ölfiltereinrichtung, vorhanden ist.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist das Führungselement zugleich als erstes Eingriffselement ausgebildet bzw. bildet einen Teil davon oder umgekehrt. Das erste Eingriffselement und das Führungselement können somit zwei unterschiedliche Elemente sein, die selbstverständlich alternativ auch zusammen ausgebildet und insbesondere einstückig mit der Innenzarge hergestellt werden können. Beide Ausführungsformen lassen sich vergleichsweise einfach durch eine entsprechende Gestaltung eines Kunststoffspritzgusswerkzeugs realisieren.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind/ist das erste Eingriffselement und/oder das zweite Eingriffselement als Zargensteg ausgebildet, wobei die erste und/oder die zweite Eingriffskontur als Axialnut ausgebildet sind/ist, die an einer in einen Innenraum des Ringfilterelements eingreifenden Führungskontur, insbesondere als Hülse, der jeweiligen ersten bzw. zweiten Endscheibe angeordnet ist. Durch die richtige Montage, bei welcher das erste Eingriffselement in die erste Eingriffskontur und das zweite Eingriffselement in die zweite Eingriffskontur oder umgekehrt eingreifen, kann zudem erreicht werden, dass das innenzargenseitige Führungselement winkelrichtig zum Pin an der ersten Endscheibe ausgerichtet ist. Durch das vorsehen einer weiteren Axialnut können auch verschiedene, anwendungsspezifische Winkel zwischen Pin und Führungselement an der Innenzarge möglich sein.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die Führungskontur, insbesondere die Hülse, einstückig mit der jeweiligen Endscheibe ausgebildet. Eine derartige Führungskontur, welche bei zusammengebautem Ringfilterelement von der Innenzarge umgriffen wird, stellt somit eine Führung für die Innenzarge und dadurch auch eine Positionierhilfe dar. Durch die einstückige Ausbildung der Führungskontur mit der jeweiligen Endscheibe kann diese vergleichsweise einfach und kostengünstig in einem gemeinsamen Kunststoffspritzgießvorgang hergestellt werden.
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Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, eine Filtereinrichtung, beispielsweise ein Öl- oder ein Kraftstofffilter, anzugeben, mit einem einen Filtergehäusetopf und einen Filtergehäusedeckel aufweisenden Filtergehäuse, in welchem ein Ringfilterelement, das aus dem zuvor beschriebenen Baukastensystem zusammengesetzt wurde, angeordnet ist. Das Ringfilterelement greift dabei bei montierter Filtereinrichtung mit seinem Pin in einen filtergehäusetopfseitigen Leerlaufkanal ein, wobei am Filtergehäusetopf zusätzlich ein rohrförmiger Dom vorgesehen ist, der bei montierter Filtereinrichtung in einen Innenraum des Ringfilterelements eingreift. An einem freien Ende des rohrförmigen Doms ist dabei eine Führungskontur vorgesehen, die mit dem am Ringfilterelement angeordneten Führungselement zusammenwirkt. Die domseitige Führungskontur besitzt dabei eine Axialnut, zu welcher das Führungselement bei der Montage der Filtereinrichtung durch eine Drehbewegung des Ringfilterelements hingeführt wird und die derart relativ zum Pin angeordnet ist, dass dieser in den filtergehäusetopfseitigen Leerlaufkanal einführbar ist, sofern das Führungselement in die Axialnut eintritt. Mittels des erfindungsgemäß aus dem Baukastensystem zusammengesetzten Ringfilterelements können somit Filtereinrichtungen mit unterschiedlich bezüglich der Höhe angeordneten Führungskonturen vergleichsweise einfach mit einem jeweils passenden Ringfilterelement ausgestattet werden, so zum Beispiel hängende Filtereinrichtungen mit einer weiter unten angeordneten Führungskontur, bei welcher das ringfilterelementseitige Führungselement ebenfalls nahe der unteren Endscheibe, d.h. nahe der ersten Endscheibe, angeordnet ist, während es bei einer stehenden Filtereinrichtung, bei welcher die domseitige Führungskontur deutlich höher angeordnet ist, nahe der oberen Endscheibe, d.h. nahe der zweiten Endscheibe angeordnet ist. So lässt sich mit dem erfindungsgemäßen Baukastensystem vergleichsweise einfach ein Ringfilterelement für eine hängende Filtereinrichtung und für eine stehende Filtereinrichtung mit hoher Anzahl an Gleichteilen realisieren, wobei lediglich die Innenzarge umgedreht werden muss.
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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 ein erfindungsgemäßes Baukastensystem für ein Ringfilterelement,
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2 eine Schnittdarstellung durch einen als hängende Filtereinrichtung ausgebildeten Ölfilter,
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3 eine Alternative zu der gemäß der 2 dargestellten Filtereinrichtung bei einem stehend angeordneten Ringfilterelement,
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4 eine Schnittdarstellung durch eine ähnliche Filtereinrichtung wie in 1 mit erfindungsgemäßem Filterelement,
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5 eine Schnittdarstellung durch eine Innenzarge und eine Endscheibe im Bereich einer oberen Endscheibe,
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6 eine Darstellung wie in 5, jedoch im Bereich einer unteren Endscheibe.
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Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßes Baukastensystem 1 für ein Ringfilterelement 2 (vgl. die 2 bis 4) zumindest zwei Faltensterne 3 aus insbesondere unterschiedlichen Filtermaterialien sowie zumindest eine erste Endscheibe 4 mit einem exzentrisch und axial abstehenden Pin 5 und einer ersten Eingriffskontur 6 (vgl. auch die 6) auf. Darüber hinaus umfasst das erfindungsgemäße Baukastensystem 1 zumindest eine zweite Endscheibe 7, die eine zweite Eingriffskontur 8 aufweisen kann (vgl. 5) sowie zumindest eine Innenzarge 9 mit zumindest einem radial nach innen von der Innenzarge 9 abstehenden Führungselement 10 (vgl. auch die 2 bis 6), welches jeweils längsendseitig an der Innenzarge 9 angeordnet ist. Ebenfalls weist die erfindungsgemäße Innenzarge 9 jeweils ein erstes Eingriffselement 11 sowie ein gegenüber längsendseitig angeordnetes zweites Eingriffselement 12 auf, wobei das Ringfilterelement 2 derart aus dem Baukastensystem 1 zusammenbaubar ist, dass das erste Eingriffselement 11 oder das zweite Eingriffselement 12 in die erste Eingriffskontur 6 eingreift, wobei in beiden Fällen der Pin 5 drehwinkelgleich zum Führungselement 10 ausgerichtet ist. Mit dem erfindungsgemäßen Baukastensystem 1 lassen sich somit mit Ausnahme unterschiedlicher Faltensterne 3 nahezu gleiche Ringfilterelemente 2 herstellen, wobei zum Einsatz in einem Ölfilter 13 (vgl. die 2 und 4) oder einem Einsatz in einem Kraftstofffilter 14 lediglich die Innenzarge 9 um 180° gedreht werden muss, so dass im einen Fall das Führungselement 10 weiter unten, d.h. näher bei der ersten Endscheibe 4, und im zweiten Fall, d.h. beispielsweise bei einem Kraftstofffilter, näher an der oberen Endscheibe, d.h. an der zweiten Endscheibe 7, angeordnet ist.
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Betrachtet man die gemäß den 2 und 4 dargestellten Filtereinrichtungen 15, so kann man erkennen, dass diese als hängende Filtereinrichtungen, beispielsweise als Ölfilter 13, ausgebildet sind, während die gemäß der 3 dargestellte Filtereinrichtung 15 als stehende Filtereinrichtung und demzufolge beispielsweise als Kraftstofffilter 14 ausgebildet ist. Die Filtereinrichtung 15 besitzt dabei ein, einen Filtergehäusetopf 16 und einen damit verschraubbaren Filtergehäusedeckel 17 aufweisendes Filtergehäuse 18 auf, in welchem das Ringfilterelement 2, welches aus dem Baukastensystem 1 gemäß der 1 zusammenbaubar ist, angeordnet ist. Das Ringfilterelement 2 greift dabei bei montierter Filtereinrichtung 15 in einen filtergehäusetopfseitigen Leerlaufkanal 19 ein, wobei dieser Leerlaufkanal 19 lediglich in der Schnittdarstellung gemäß der 2 dargestellt ist, ebenso wie der Pin 5, während diese Elemente bei den Darstellungen gemäß den 3 und 4 oberhalb der Blattebene angeordnet und damit nicht zeichnerisch dargestellt sind.
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Am Filtergehäusetopf 16 ist ein rohrförmiger Dom 20 vorgesehen, der bei montierter Filtereinrichtung 15 in einen Innenraum des Ringfilterelements 2 eingreift. Dieser Dom 20 kann einstückig bzw. einteilig mit dem Filtergehäusetopf ausgebildet sein, muss dies aber nicht. An einem freien Ende des rohrförmigen Doms 20 ist dabei eine Führungskontur 21 vorgesehen, die mit dem am Ringfilterelement 2 angeordneten Führungselement 10 zusammenwirkt. Die domseitige Führungskontur 21 besitzt darüber hinaus eine Axialnut 22, zu welcher das Führungselement 10 bei der Montage der Filtereinrichtung 15 durch eine Drehbewegung des Ringfilterelements 2 hingeführt wird und die derart relativ zum Pin 5 angeordnet ist, dass dieser in den filtergehäusetopfseitigen Leerlaufkanal 19 einführbar ist, sofern das Führungselement 10 in die Axialnut 22 eintritt.
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Betrachtet man die Darstellung der Innenzarge 9 gemäß der 5, so kann man erkennen, dass das Führungselement 10 zugleich als zweites Eingriffselement 12 ausgebildet ist und in diesem Fall in eine zugehörige zweite Eingriffskontur 8 an der oberen Endscheibe, d.h. an der zweiten Endscheibe 7, eingreift. Das erste und/oder zweite Eingriffselement 11, 12 können/kann als Führungselement 10 ausgebildet sein, muss es aber nicht.
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Das erste Eingriffselement 11 und/oder das zweite Eingriffselement 12 können selbstverständlich auch als Zargensteg 23 ausgebildet sein, wie dies beispielsweise gemäß der 6 dargestellt ist. Die erste und/oder die zweite Eingriffskontur 6, 8 sind üblicherweise als Axialnut ausgebildet, die an einer in einen Innenraum des Ringfilterelements 2 eingreifenden Führungskontur 24, beispielsweise einer Hülse, der jeweiligen Endscheibe 7, 4 angeordnet ist. Diese Führungskontur 24 ist dabei vorzugsweise einstückig mit der jeweiligen Endscheibe 7, 4 ausgebildet und dadurch vergleichsweise einfach und kostengünstig zusammen mit dieser in einem gemeinsamen Kunststoffspritzgussvorgang herstellbar. Die Führungskontur 24 greift bei in der Filtereinrichtung 15 montiertem Ringfilterelement 2 in dessen Innenzarge 9 ein.
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Betrachtet man die Führungskontur 21 an dem Dom 20, so kann diese beispielsweise in der Art einer kreisförmigen Rampe ausgebildet sein, wobei die Axialnut 22 zwischen der höchsten und der tiefsten Stelle der Rampe angeordnet ist. Alternativ hierzu ist auch denkbar, dass die Führungskontur 21 in der Art einer abgeschrägten Kanüle ausgebildet ist, wobei in diesem Fall die Axialnut 22 an der tiefsten Stelle angeordnet ist.
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Generell bietet das erfindungsgemäße Baukastensystem 1 den großen Vorteil, dass mit diesem unterschiedliche Ringfilterelemente 2 mit einer hohen Anzahl an Gleichteilen und damit kostengünstig aber dennoch flexibel hergestellt werden können. So sind beispielsweise zur Herstellung eines Ringfilterelements 2 für ein Kraftstofffilter 14 lediglich die Auswahl eines anderen Faltensterns 3 mit einem jeweils geeigneten Filtermaterial sowie eine im Vergleich zu einem Ringfilterelement 2 für ein Ölfilter 13 umgedrehte Innenzarge 9 erforderlich. Betrachtet man beispielsweise das Kraftstofffilter 10 gemäß der 3, so kann man erkennen, dass dessen Dom 20 damit auch die an dessen freiem Ende angeordnete Führungskontur 21 deutlich höher angeordnet ist als bei einer als Ölfilter 13 ausgebildeten Filtereinrichtung 15, wie dies gemäß der 4 dargestellt ist. Um dabei ein Zusammenwirken zwischen der jeweiligen Führungskontur 21 und dem Führungselement 10 zuverlässig gewährleisten und damit eine einwandfreie Montage ermöglichen zu können, muss das Führungselement 10 für ein Ringfilterelement 2 zur Kraftstofffiltration weiter oben, d.h. im vorliegenden Fall näher an der zweiten Endscheibe 7 angeordnet werden, während es bei einem Ringfilterelement 2 für die Ölfiltration weiter unten (vgl. 4), d.h. näher an der ersten Endscheibe 4, angeordnet werden muss. Der höhere Dom 20 bei dem Kraftstofffilter 14 ist insbesondere zur Vermeidung eines Leerlaufens des Kraftstofffilters 14 bei abgestellter Brennkraftmaschine erforderlich, damit bei einem erneuten Starten der Brennkraftmaschine unmittelbar genügend Kraftstoff zur Verfügung steht.
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Die Höhe des Doms 20 ist dabei selbstverständlich nicht von der stehenden oder hängenden Variante der Filtereinrichtung 15 abhängig. So kann auch eine hängende Variante einen erhöhten Dom 21 aufweisen. Da sowohl das Ringfilterelement 2 für ein Kraftstofffilter 14 als auch für ein Ölfilter 13 jeweils die gleichen Außen- und Innenabmessungen haben und sich lediglich durch anders angeordnete Führungselemente 10 und unterschiedliche Filtermaterialien auszeichnen, kann mit dem erfindungsgemäßen Baukastensystem 1 eine besonders flexible und durch eine hohe Gleichteilanzahl ausgezeichnete und damit kostengünstige Fertigung erreicht werden.
