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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Fluidgehäuse eines Fluidbehandlungssystems eines Fluidsystems, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, mit wenigstens einem Gehäuseteil aus Kunststoff, welches wenigstens einen Aufnahmeraum für wenigstens ein Fluidbehandlungsbauteil zur Behandlung des Fluids, wenigstens eine mit einem Verschlussgehäuseteil verschließbare Einbauöffnung zum Einbau des wenigstens einen Fluidbehandlungsbauteils in den wenigstens einen Aufnahmeraum und wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsabschnitt zum Verbinden des wenigstens einen Gehäuseteils mit dem wenigstens einen Verschlussgehäuseteil aufweist, und mit wenigstens einem Einlegeteil, welches wenigstens teilweise in den Kunststoff des wenigstens einen Gehäuseteils eingebracht ist und welches wenigstens einen Versteifungsbereich aufweist, der sich wenigstens abschnittsweise in dem wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsabschnitt erstreckt.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Fluidbehandlungssystem eines Fluidsystems, insbesondere einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, aufweisend wenigstens ein Fluidgehäuse mit wenigstens einem Gehäuseteil aus Kunststoff, welches wenigstens einen Aufnahmeraum für wenigstens ein Fluidbehandlungsbauteil zur Behandlung des Fluids, wenigstens eine mit einem Verschlussgehäuseteil verschließbare Einbauöffnung zum Einbau des wenigstens einen Fluidbehandlungsbauteils in den wenigstens einen Aufnahmeraum und wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsabschnitt zum Verbinden des wenigstens einen Gehäuseteils mit dem wenigstens einen Verschlussgehäuseteil aufweist, und mit wenigstens einem Einlegeteil, welches wenigstens teilweise in den Kunststoff des wenigstens einen Gehäuseteils eingebracht ist und welches wenigstens einen Versteifungsbereich aufweist, der sich wenigstens abschnittsweise in dem wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsabschnitt erstreckt.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 195 36 613 C2 ist ein Ölfilter für Verbrennungsmotoren mit einem topfartigen Gehäuse und einem mit dem Gehäuse verschraubbaren Deckel bekannt. Das Gehäuse besteht aus Kunststoff. Im Bereich des mit dem Deckel zusammenwirkenden Gewindes beinhaltet das Gehäuse einen Verstärkungsring aus einem gegenüber dem übrigen Gehäusewerkstoff unterschiedlichen Werkstoff.
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Aus
DE 196 23 190 A1 ist ein Fluidfiltergehäuse bekannt, welches im Bereich einer Gehäuseöffnung zum Einsetzen eines Filterelements umlaufende Versteifungsrippen aufweist.
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Aus
DE 297 23 431 U1 ist ein Fluidfilterdeckel bekannt, der im Bereich seiner Außenmantelfläche, teilweise im Bereich eines Verbindungsgewindes zu einem korrespondierenden Filtertopf, einen Versteifungsring aufweist.
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Ferner wird in
US 2011/0 078 986 A1 ein Filtergehäuse offenbart, das über ein Gehäuseoberteil und ein Gehäuseunterteil verfügt, die über eine Überwurfmutter verbunden sind, wobei die Überwurfmutter als Teil einer Befestigungsvorrichtung ausgebildet ist.
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Schließlich offenbart
EP 1 777 407 B1 einen weiteren gattungsgemäßen Filter.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fluidgehäuse und ein Fluidbehandlungssystem der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen eine Funktionalität und mechanische Stabilität des Fluidgehäuses weiter verbessert werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Fluidgehäuse wenigstens einen Gehäuse-Befestigungsabschnitt zur Befestigung des Fluidgehäuses an wenigstens einem entsprechenden Haltebauteil des Fluidsystems aufweist und das wenigstens eine Einlegeteil wenigstens einen Befestigungsbereich aufweist, der sich wenigstens abschnittsweise in dem wenigstens einen Gehäuse-Befestigungsabschnitt erstreckt.
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Mit dem wenigstens einen Gehäuse-Befestigungsabschnitt kann das Fluidgehäuse an einem entsprechenden Haltebauteil des Fluidsystems befestigt werden. Bei dem Haltebauteil kann es sich vorteilhafterweise um ein Gehäuseteil oder einen Rahmen insbesondere einer Brennkraftmaschine und/oder eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen handeln.
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Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Einlegeteil vorgesehen, welches sich sowohl in dem wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsabschnitt als auch in dem wenigstens einen Gehäuse-Befestigungsabschnitt erstreckt. Das wenigstens eine Einlegeteil versteift lokal das Fluidgehäuse. Der wenigstens eine Versteifungsbereich trägt zur Versteifung des Kunststoffs des wenigstens einen Gehäuseteils bei. Der wenigstens eine Versteifungsbereich des wenigstens einen Einlegeteils versteift dabei den wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsabschnitt, insbesondere einen Gewindeabschnitt einer Schraubverbindung mit dem wenigstens einen Verschlussgehäuseteil. Auf diese Weise können Verbindungskräfte, welche von dem wenigstens einen Verschlussgehäuseteil auf den Gehäuse-Verbindungsabschnitt wirken, besser eingeleitet werden. Mit dem Befestigungsbereich des wenigstens einen Einlegeteils können Befestigungskräfte, welche bei einer Befestigung des Fluidgehäuses an dem entsprechenden Haltebauteil des Fluidsystems wirken, besser eingeleitet werden. Mittels des wenigstens einen Einlegeteils können insgesamt Verbindungskräfte, welche insbesondere beim Öffnen oder Schließen des Verschlussgehäuseteils von dem wenigstens einen Verschlussgehäuseteil auf den Gehäuse-Verbindungsabschnitt wirken über den Versteifungsbereich und den wenigstens einen Befestigungsbereich an das entsprechende Haltebauteil des Fluidsystems übertragen werden. Dadurch wird der Kunststoff des wenigstens einen Gehäuseteils mechanisch entlastet.
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Das Fluidgehäuse ist als so genanntes Hybridmodul ausgestaltet, bei dem das wenigstens eine Gehäuseteil aus Kunststoff mit wenigstens einem Einlegeteil versehen ist. Fluidbehandlungssysteme aus oder mit Kunststoff sind besonders vorteilhaft insbesondere bezüglich ihres Gewichts, einer Integration von Funktionalität und der Kosten. Die erfindungsgemäße Hybridkonstruktion ermöglicht, dass mechanische Belastungen auf das Fluidbehandlungssystem, insbesondere das Fluidmodul, durch das wenigstens eine Einlegeteil, welches wenigstens abschnittsweise als Versteifungselement wirkt, aufgefangen und übertragen werden können. Der Kunststoff des Gehäuseteils hingegen wird zur Kapselung des Fluids sowie für Bereiche, die geringeren mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, herangezogen.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Einlegeteil über eine mechanische Verbindung zwischen dem wenigstens einen Versteifungsbereich und dem wenigstens einen Befestigungsbereich verfügen. Auf diese Weise können entsprechend einwirkende Kräfte besser verteilt werden. Die Kräfte können zwischen dem wenigstens einen Versteifungsbereich und dem wenigstens einen Befestigungsbereich übertragen werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Einlegeteil den wenigstens einen Gehäuse-Befestigungsabschnitt mit dem wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsabschnitt mechanisch verbinden. Auf diese Weise kann die mechanische Belastung des Kunststoffs des Gehäuseteils über das Einlegeteil verringert werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Einlegeteil in einem Kraftfluss zwischen dem wenigstens einen Gehäuse-Verbindungsabschnitt und dem wenigstens einen Gehäuse-Befestigungsabschnitt angeordnet sein. Auf diese Weise kann insbesondere betriebsbedingten Verformungen des Gehäuseteils besser entgegengewirkt werden. Unter dem Kraftfluss versteht man bekanntermaßen den Weg einer Kraft und/oder eines Moments in einem Bauteil vom Angriffspunkt, also der Stelle der Einleitung, bis zur Stelle, an der diese durch eine Reaktionskraft und/oder ein Reaktionsmoment aufgenommen werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Einlegeteil wenigstens teilweise in das Material, insbesondere den Kunststoff, des wenigstens einen Gehäuseteils eingelegt, insbesondere eingebettet, sein. Auf diese Weise kann das Einlegeteil wenigstens abschnittsweise von dem Material des Gehäuseteils umgeben sein. Dadurch kann einfach eine formschlüssige Verbindung zwischen dem wenigstens einen Einlegeteil und dem wenigstens einen Gehäuseteil realisiert werden.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass eine Verbindung des Versteifungsbereichs und des Befestigungsbereichs des Einlegeteils erst bei der Montage des Fluidgehäuses an das entsprechende Haltebauteil des Fluidsystems entsteht, sodass ausgehend von einem zumindest zweiteiligen Einlegeteil bei der Montage Einlegeteil mit der beschriebenen kraftleitenden Funktion entsteht. Die Einzelteile können hierbei beispielsweise durch pressen, nieten, kleben, schrauben oder andere Verbindungsarten verbunden werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Einlegeteil wenigstens abschnittsweise von dem Kunststoff des wenigstens einen Gehäuseteils umspritzt und/oder umgossen sein. Auf diese Weise kann das Einlegeteil zumindest an den umspritzten oder umgossenen Stellen von dem Kunststoff umgeben sein. Der Kunststoff kann dabei in etwaige Öffnungen, Vertiefungen oder Löcher des wenigstens einen Einlegeteils formschlüssig eingreifen und dieses durchdringen. Umgekehrt können entsprechende Erhöhungen des wenigstens einen Einlegeteils in den Kunststoff eingreifen. Ferner kann der Kunststoff das Einlegeteil gegenüber fluidführenden Räumen des wenigstens einen Fluidgehäuses, insbesondere dem Aufnahmeraum, trennen, so dass das Einlegeteil nicht direkt an fluidführende Räume angrenzt.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Versteifungsbereich des wenigstens einen Einlegeteils ringförmig sein. Auf diese Weise kann es den Gehäuse-Verbindungsabschnitt, insbesondere die Einbauöffnung, insbesondere bezüglich einer Verbindungsachse des Verschlussgehäuseteils mit dem Gehäuseteil umfangsmäßig umgeben. Der Versteifungsbereich kann auf diese Weise insbesondere einen Gewindeabschnitt des Gehäuse-Verbindungsabschnitts besser stützen.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Gehäuse-Befestigungsabschnitt und/oder der wenigstens eine Befestigungsbereich des wenigstens einen Einlegeteils einen Anschlussflansch des Fluidgehäuses wenigstens mit bilden. Mit dem Anschlussflansch kann das Fluidgehäuse mit einem entsprechenden Haltebauteil des Fluidsystems verbunden oder an diesem befestigt werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Verschlussgehäuseteil als Gehäusedeckel ausgestaltet sein. Das Verschlussgehäuseteil kann vorteilhafterweise Kunststoff aufweisen oder daraus bestehen. Entsprechend kann das wenigstens eine Gehäuseteil als Gehäusetopf ausgestaltet sein.
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Vorteilhafterweise kann das Fluidgehäuse wenigstens eine Schnittstelle für wenigstens einen Anschluss, insbesondere einen Schraub- und/oder Steckanschluss oder wenigstens einen Stutzen oder Schlauchstutzen, aufweisen. Mittels des wenigstens einen Anschlusses kann eine Fluidverbindung zwischen dem Fluidgehäuse und einem Fluidleitungssystem des Fluidsystems realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann das Fluidgehäuse wenigstens einen Einlass für zu behandelndes Fluid und wenigstens einem Auslass für behandeltes Fluid aufweisen. Durch den Einlass kann Fluid dem Fluidgehäuse, insbesondere dem Aufnahmeraum des Fluidbehandlungsbauteils, zur Behandlung zugeführt werden. Durch den Auslass kann behandeltes Fluid aus dem Fluidgehäuse, insbesondere dem Aufnahmeraum, abgeführt werden.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Gehäuseteil, insbesondere ein Gehäusetopf, wenigstens einen Einlass und/oder wenigstens einen Auslass für Fluid aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Gehäuseteil sowohl den wenigstens einen Einlass als auch den wenigstens einen Auslass für Fluid aufweisen. Auf diese Weise können alle Zuleitungen und Ableitungen an einem Bauteil realisiert sein. So können Montage und Anschluss des Fluidbehandlungssystems vereinfacht werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Einlass und/oder Auslass an dem Verschlussgehäuseteil realisiert sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Fluidbehandlungsbauteil wenigstens einen Filter oder ein Filterelement für das Fluid und/oder wenigstens eine Abscheideeinrichtung zur Abscheidung von Partikeln und/oder anderen Fluiden, beispielsweise Wasser, von dem Fluid, etwa Kraftstoff, aufweisen oder daraus bestehen. Das wenigstens eine Fluidbehandlungsbauteil kann vorteilhafterweise austauschbar in dem Fluidgehäuse angeordnet werden. Zu Wartungszwecken, insbesondere zur Reinigung und/oder zum Austausch des wenigstens einen Fluidbehandlungsbauteils, kann das wenigstens eine Gehäuseteil durch Entfernung des wenigstens einen Verschlussgehäuseteils geöffnet werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Fluidbehandlungsbauteil in dem wenigstens einen Aufnahmeraum derart angeordnet sein oder werden, dass es wenigstens einen Einlass für zu behandelndes Fluid von wenigstens einem Auslass für behandeltes Fluid trennen kann. Auf diese Weise muss das wenigstens eine Fluidbehandlungsbauteil von dem Fluid zumindest angeströmt, insbesondere durchströmt, werden.
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Die Erfindung kann insbesondere bei fluidführenden Vorrichtungen mit druckbeaufschlagten Bauteilen verwendet werden, die eine lokale Versteifung mit Verbindung zu einem Befestigungsabschnitt benötigen.
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Das erfindungsgemäße Fluidbehandlungssystem kann als Behandlungsmodul, insbesondere Filtermodul, zur Behandlung, insbesondere Reinigung, von Fluiden, insbesondere Öl, Kraftstoff, Wasser, Kühlfluid, Harnstoffwasserlösung, Hydraulikflüssigkeit, Luft, Druckluft oder dergleichen, ausgestaltet sein. Derartige Behandlungsmodule können insbesondere als Ölfiltermodul, Kraftstofffiltermodul, Wasserfiltermodul, Harnstoffwasserlösungs-Filtermodul, Luftfiltermodul, Filtermodul zur Hydraulikflüssigkeit oder dergleichen ausgestaltet sein.
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Die Erfindung kann bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bussen, landwirtschaftlichen und/oder Bau-Fahrzeugen, Bau-/Landmaschinen, Kompressoren, Industriemotoren oder sonstigen Geräten insbesondere mit Verbrennungsmotoren eingesetzt werden.
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Die Erfindung kann in Verbindung mit Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen sowie bei andersartigen Fluidsystemen von Kraftfahrzeugen oder anderen Maschinen, insbesondere Landmaschinen oder Baumaschinen, verwendet werden.
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Die Erfindung ermöglicht insbesondere auch im Truckbereich den Einsatz von Fluidbehandlungssystemen, insbesondere Kraftstoff- und Ölfiltermodulen, die wenigstens teilweise, insbesondere vorwiegend, aus Kunststoff bestehen, was bisher aufgrund der größeren Montagekräfte (Durchmesser des Deckels) und den höheren geforderten Lebensdauern vermieden wurde.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Einlegeteil so angeordnet sein, dass es keinen direkten Kontakt mit einem fluidführenden Bereich des Fluidgehäuses aufweist. Auf diese Weise kann das Einlegeteil insbesondere bei einem Betrieb des Fluidbehandlungssystems nicht in direktem Kontakt mit dem Fluid stehen. So kann das Fluid, welches in dem Fluidbehandlungssystem geführt wird, das wenigstens eine Einlegeteil nicht beeinflussen, insbesondere beschädigen, korrodieren lassen oder sonst wie stören, und umgekehrt. Ferner kann so vermieden werden, dass Fluid in Grenzbereiche zwischen dem wenigstens einen Einlegeteil und dem Kunststoff des wenigstens einen Gehäuseteils eindringen kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Einlegeteil formschlüssig mit dem Gehäuseteil verbunden sein. Auf diese Weise kann das Einlegeteil die Kräfte aus dem Gehäuse-Verbindungsabschnitt aufnehmen und möglichst spielfrei in den Gehäuse-Befestigungsabschnitt übertragen.
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Vorteilhafterweise kann in dem Gehäuse-Verbindungsbereich eine Verbindung zwischen dem wenigstens einen Einlegeteil und dem wenigstens einen Gehäuseteil mit sowohl einem radialen als auch einem axialen Formschluss realisiert sein. Auf diese Weise kann das Verschlussgehäuseteil bezüglich der Verbindungsachse sowohl radial als auch axial fixiert werden. Es können so sowohl bezüglich der Verbindungsachse in axialer Richtung wirkende Zug- oder Druckkräfte als auch in radialer Richtung wirkende Querkräfte in das wenigstens eine Einlegeteil eingeleitet werden.
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Vorteilhafterweise kann bei einer Schraubverbindung zwischen dem wenigstens einen Verschlussgehäuseteil und dem wenigstens einen Gehäuseteil die Verbindung in einem Gewindebereich des wenigstens einen Gehäuseteils mittels eines bezüglich der Verbindungsachse radial und axial wirkenden Formschlusses realisiert sein. Dies kann beispielsweise durch eine umlaufende Rippe in dem Versteifungsbereich des Einlegeteils erreicht werden, die unter einem Grund des Gewindes im Bereich der Einbauöffnung liegt und die völlig in das Kunststoffmaterial eingebettet ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Einlegeteil über eine höhere mechanische Festigkeit verfügen als der Kunststoff, aus dem das wenigstens eine Gehäuseteil wenigstens mit gebildet ist. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Einlegeteil das wenigstens eine Gehäuseteil in den entsprechenden Bereichen versteifen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Einlegeteil mit maximal etwa 50 % seiner Oberfläche direkten Kontakt mit einer das Fluidgehäuse umgebenden Umgebung aufweisen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Einlegeteil über wenigstens einen Stützabschnitt, insbesondere eine Stützfläche, verfügen zur Lagefixierung des wenigstens einen Einlegeteils zumindest während des Einbettungsvorgangs in den Kunststoff des wenigstens einen Gehäuseteils. An der wenigstens einen Stützfläche kann ein entsprechendes Werkzeug, insbesondere ein Spritzgusswerkzeug, angreifen, mit dem das wenigstens eine Einlegeteil in der entsprechenden Position im Kunststoffmaterial des wenigstens einen Gehäuseteils gehalten wird, bis das Kunststoffmaterial durch Abkühlen eine ausreichende Festigkeit aufweist.
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Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Gehäuseteil aus Kunststoff gespritzt und/oder gegossen werden. In diesem Fall kann das Werkzeug an dem wenigstens einen Stützabschnitt des wenigstens einen Einlegeteils angreifen und dieses während des Spritz- und/oder Gussvorgangs und gegebenenfalls während des Erstarrens des Kunststoffs in seiner Position halten.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Stützabschnitt in einem Bereich des wenigstens einen Einlegeteils angeordnet sein, welcher nicht mit Kunststoff des wenigstens einen Gehäuseteils umgeben ist. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, den wenigstens einen Stützabschnitt nachträglich mit Kunststoff zu bedecken oder zu versiegeln. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Stützabschnitt in einem Bereich des wenigstens einen Einlegeteils angeordnet sein, welcher mit dem Kunststoff des wenigstens einen Gehäuseteils umgeben ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Befestigungsbereich wenigstens ein Befestigungselement und/oder wenigstens ein Fixierelement aufweisen. Auf diese Weise kann mit dem wenigstens einen Befestigungsbereich das Fluidgehäuse an dem entsprechenden Haltebauteil befestigt und/oder fixiert werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Befestigungsbereich wenigstens einen Teil einer Schraubverbindung aufweisen. Eine Schraubverbindung kann einfach verbunden und gelöst werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Befestigungsbereich wenigstens ein Durchgangsloch und/oder wenigstens ein Befestigungselement, insbesondere wenigstens ein Schraubenauge, wenigstens eine Buchse und/oder wenigstens ein Gewinde aufweisen oder wenigstens mit bilden. Durch ein Durchgangsloch kann eine Buchse oder eine Schraube hindurchgeführt werden. Durch ein Schraubenauge oder eine Buchse kann eine entsprechende Schraube durchgeführt werden. Das Schraubenauge oder die Buchse kann aus einem stabilen Material, insbesondere Metall, sein. Auf diese Weise kann eine bezüglich ihrer Achse axiale Verformung durch Montagekräfte stark verringert oder vermieden werden. Mit einem Gewinde kann eine entsprechende Schraube verschraubt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Befestigungselement in das wenigstens eine Einlegeteil integriert, insbesondere einstückig damit hergestellt oder angeformt, sein. Es kann das Einlegeteil beispielsweise als Guss- oder Schmiedeteil bereitgestellt werden, wobei im Prozess auch die Befestigungselemente erzeugt werden. Auf diese Weise kann eine stabile Verbindung zwischen dem wenigstens einen Befestigungselement und wenigstens einem benachbarten Abschnitt des wenigstens einen Einlegeteils realisiert werden. Ferner kann so das wenigstens eine Einlegeteil einfacher, insbesondere einstückig, mit wenigstens einem Befestigungselement realisiert werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Befestigungselement 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 Klipsverbindung, einer Dreh- und/oder Steckverbindung, insbesondere einer Schraubverbindung, oder dergleichen oder einer Kombination aus mehreren Verbindungsarten, mittelbar insbesondere an wenigstens einem Befestigungsschenkel oder unmittelbar mit wenigstens einem Versteifungselement verbunden sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Befestigungselement die Form eines Hohlzylinders aufweisen. Durch den Hohlzylinder kann koaxial ein entsprechendes Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraube oder ein Bolzen, hindurchgeführt werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Befestigungselement als Buchse, Fixierhülse oder Kompressionshülse ausgestaltet sein. Durch Buchsen, Fixierhülsen oder Kompressionshülsen können Schrauben hindurchgeführt werden und mit dem entsprechenden Haltebauteil verschraubt werden. Die wenigstens eine Fixierhülse/Kompressionshülse für die Verschraubung kann in das wenigstens eine Einlegeteil integriert sein.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Schraubbuchse in das wenigstens eine Einlegeteil integriert sein. In der wenigstens einen Schraubbuchse kann wenigstens eine Schraube oder ein Bolzen geführt und befestigt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das Einlegeteil wenigstens zwei Befestigungselemente miteinander verbinden. Auf diese Weise kann mit dem wenigstens einen Einlegeteil eine kraftübertragende Verbindung zwischen den wenigstens zwei Befestigungselementen realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann das Einlegeteil zumindest zwei Befestigungsschenkel aufweisen, an denen jeweils wenigstens zwei Befestigungselemente vorliegen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Einlegeteil wenigstens einen Abstützabschnitt für wenigstens ein Funktionsbauteil des Fluidbehandlungssystems aufweisen. Auf diese Weise kann eine Abstützung von Anschlüssen und/oder Schnittstellen durch Anbindung an das wenigstens eine Einlegeteil und/oder durch Integration von Versteifungsmaßnahmen ausgehend von dem wenigstens einen Einlegeteil in die Anschlüsse und/oder Schnittstellen hinein erfolgen.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Funktionsbauteil des Fluidbehandlungssystems ein Durchlassstutzen, insbesondere ein Einlassstutzen oder ein Auslassstutzen, für Fluid sein. Mit dem wenigstens einen Abstützabschnitt kann der entsprechende Durchlassstutzen mechanisch gestützt werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens eines der Funktionsbauteile einen Sensor, insbesondere einen Drucksensor, Temperatursensor, Durchflusssensor und/oder Massensensor oder dergleichen, aufweisen. Mit dem wenigstens einen Abstützabschnitt kann einfach eine Anbindung von Sensoren am Kunststoff des Gehäuseteils und/oder an dem wenigstens einen Einlegeteil erfolgen. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Einlegeteil wenigstens in Teilbereichen die Funktion eines Zwischenflansches übernehmen. Mit dem Zwischenflansch kann das Fluidgehäuse mit einem entsprechenden Anschlussflansch des entsprechenden Haltebauteils verbunden werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der wenigstens eine Gehäuse-Verbindungsabschnitt wenigstens einen Teil einer dreh- und/oder steckbaren Verbindung zum Verbinden des wenigstens einen Gehäuseteils mit dem wenigstens einen Verschlussgehäuseteil aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann die dreh- und/oder steckbare Verbindung eine Schraubverbindung, eine Steckverbindung, eine Rastverbindung, eine Bajonettverbindung oder dergleichen oder eine Kombination von mehreren derartigen Verbindungsarten wenigstens aufweisen.
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Vorteilhafterweise kann der Gehäuse-Verbindungsabschnitt wenigstens ein Gewinde und/oder einen Teil einer bajonettartigen Verbindung aufweisen.
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Auch der Gehäuse-Verbindungsabschnitt des Fluidgehäuses kann mittels des Versteifungsabschnitts des Einlegeteils bezüglich der Verbindungsachse in radialer und/ oder axialer Richtung versteift werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Einlegeteil Metall, insbesondere Druckguss, Blech oder dergleichen, und/oder Verbundwerkstoff, insbesondere Faserverbundkunststoff, aufweisen oder daraus bestehen. Auf diese Weise kann das wenigstens eine Einlegeteil mit einer größeren mechanischen Stabilität ausgestattet werden. Ferner kann durch eine entsprechende Auswahl der verwendeten Materialien zusätzlich eine höhere Beständigkeit gegenüber thermischen und/oder chemischen Einflüssen erreicht werden, in erster Linie ist jedoch die gegenüber dem Kunststoffmaterial erhöhte Festigkeit ausschlaggebend. Das wenigstens eine Einlegeteil kann dabei aus Metall oder Verbundwerkstoff bestehen. Es kann auch aus einer Kombination von mehreren Materialien, insbesondere einer Kombination aus Metall und Verbundwerkstoff, bestehen. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Einlegeteil aus Aluminium-Druckguss bestehen. Auf diese Weise kann mit verhältnismäßig leichtem Aluminium eine hohe Stabilität erreicht werden.
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Darüber hinaus kann das wenigstens eine Einlegeteil nicht spanend bearbeitet sein. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass Späne das eine Einlegeteil und damit das Fluidgehäuse verschmutzen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens der Gehäuse-Verbindungsabschnitt Kunststoff, insbesondere Polymerwerkstoff, aufweisen oder daraus bestehen. In geeigneter Weise kann ein faser- und/oder partikelverstärkter Polymerwerkstoff eingesetzt werden, der sich durch erhöhte Steifigkeit auch bei erhöhter Temperatur auszeichnet. Derartige Materialien können gut im Spritzgießverfahren verarbeitet werden.
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Vorteilhafterweise kann gegebenenfalls ein Gewindebereich für wenigstens ein Verschlussgehäuseteil Kunststoff, insbesondere Polymerwerkstoff, aufweisen oder daraus bestehen.
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Die Aufgabe wird ferner bei dem Fluidbehandlungssystem dadurch gelöst, dass das wenigstens eine Fluidgehäuse wenigstens einen Gehäuse-Befestigungsabschnitt zur Befestigung des wenigstens einen Fluidgehäuses an wenigstens einem entsprechenden Haltebauteil des Fluidsystems aufweist und das wenigstens eine Einlegeteil wenigstens einen Befestigungsbereich aufweist, der sich wenigstens abschnittsweise in dem wenigstens einen Gehäuse-Befestigungsabschnitt erstreckt.
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Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fluidgehäuse und dem erfindungsgemäßen Fluidbehandlungssystem 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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Figurenliste
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. 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.
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Es zeigen schematisch:
- 1 eine isometrische Darstellung eines Fluidfiltermoduls gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ;
- 2 eine Seitenansicht des Fluidfiltermoduls aus der 1 ;
- 3 einen Längsschnitt des Fluidfiltermoduls aus den 1 und 2 entlang einer Schnittlinie III-III aus der 2;
- 4 eine isometrische Darstellung eines Einlegeteils des Fluidfiltermoduls aus den 1 bis 3, welches in den Kunststoff eines Gehäusetopfs des Fluidfiltermoduls eingebettet ist;
- 5 eine isometrische Darstellung eines Fluidfiltermoduls gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 6 einen Schnitt durch einen Abstützabschnitt für einen Auslassstutzen des Fluidfiltermoduls aus der 5;
- 7 eine isometrische Darstellung eines Einlegeteils mit dem Abstützabschnitt des Fluidfiltermoduls aus den 5 und 6, welches in den Kunststoff des Gehäusetopfs des Fluidfiltermodul eingebettet ist.
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In den Figuren sind gleiche oder ähnliche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In den 1 bis 4 ist ein Fluidbehandlungssystem in Form eines Fluidfiltermoduls 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Darstellungen gezeigt. Bei dem Fluidfiltermodul 10 kann es sich beispielsweise um ein Ölfiltermodul, ein Kraftstofffiltermodul oder ein andersartiges Filtermodul für ein flüssiges oder gasförmiges Fluid, beispielsweise Hydraulikflüssigkeit, Wasser, Harnstoff-Wasser-Lösung, Kühlflüssigkeit, Luft oder dergleichen, handeln. Das Fluidfiltermodul 10 kann beispielsweise in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Das Fluidfiltermodul 10 dient dabei zur Reinigung des entsprechenden Fluids. Es ist in einem entsprechenden Fluidsystem, beispielsweise einem Ölkreislauf oder Kraftstoffkreislauf, angeordnet.
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Das Fluidfiltermodul 10 umfasst ein Fluidgehäuse 12 mit einem Einlassstutzen 14 für das zu reinigende Fluid und einem Auslassstutzen 16 für gereinigtes Fluid. In dem Fluidgehäuse 12 ist ein in den 1 bis 4 nicht gezeigtes Filterelement so angeordnet, dass es den Einlassstutzen 14 fluidtechnisch von dem Auslassstutzen 16 trennt. Mit dem Filterelement wird in hier nicht weiter interessierender Weise das entsprechende Fluid filtriert und von etwa enthaltenen Partikeln befreit.
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Das Fluidgehäuse 12 umfasst ein Gehäuseteil in Form eines Gehäusetopfs 18 und ein nicht gezeigtes Verschlussgehäuseteil in Form eines Gehäusedeckels. Der Gehäusedeckel kann aus Kunststoff bestehen und ist nicht figurativ gezeigt.
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Der Gehäusetopf 18 verfügt über eine beispielhaft kreisrunde Einbauöffnung 20 zum Einbau des Filterelements. Die Einbauöffnung 20 kann mit dem Gehäusedeckel verschlossen werden. Ferner verfügt der Gehäusetopf 18 über den Einlassstutzen 14, welcher koaxial zu einer Achse 22 in den Gehäusetopf 18 führt, und den Auslassstutzen 16, welcher exzentrisch zur Achse 22 aus dem Gehäusetopf 18 heraus führt. Bei umgekehrter Durchflussrichtung des Fluids durch das Fluidfiltermodul 10 können die Funktionen des Einlassstutzens 14 und des Auslassstutzens 16 vertauscht sein.
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Die Achse 22 fällt in dem Ausführungsbeispiel zusammen mit einer Gehäuseachse des Gehäusetopfs 18, einer Einbau-/Ausbauachse des Filterelements in den Gehäusetopf 18 und einer Verbindungsachse des Gehäusedeckels mit dem Gehäusetopf 18. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind im Folgenden die Gehäuseachse, die Verbindungsachse und die Einbau-/Ausbauachse mit demselben Bezugszeichen 22 versehen und werden kurz als Achse 22 bezeichnet. Es versteht sich, dass je nach Kontext, die Gehäuseachse, die Verbindungsachse und/oder die Einbau-/Ausbauachse gemeint ist. Wenn im Folgenden von „radial“, „koaxial“, „axial“, „tangential“, „umfangsmäßig“, „konzentrisch“, „exzentrisch“ oder dergleichen die Rede ist, so bezieht sich dies, sofern nicht anders erwähnt, auf die Achse 22.
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Ferner verfügt der Gehäusetopf 18 über einen Aufnahmeraum 24 zur Aufnahme des Filterelements. Der Einlassstutzen 14 und der Auslassstutzen 16 münden in den Aufnahmeraum 24, der Einlassstutzen 14 rohseitig, der Auslassstutzen 16 reinseitig. Der Aufnahmeraum 24 ist durch die Einbauöffnung 20 von außen zugänglich.
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Ein die Einbauöffnung 20 umgebender Wandbereich des Gehäusetopfs 18 bildet einen Gehäuse-Verbindungsabschnitt 26 zum Verbinden des Gehäusedeckels mit dem Gehäusetopf 18.
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Radial außerhalb des Gehäusetopfs 18 erstreckt sich ein Gehäuse-Befestigungsabschnitt 28 zur Befestigung des Fluidgehäuses 12 an einem Haltebauteil des Fluidsystems, beispielsweise einem Rahmen einer Brennkraftmaschine/Kraftfahrzeugs. Der Gehäuse-Befestigungsabschnitt 28 erstreckt sich etwa flügelartig auf gegenüberliegenden Umfangsseiten des Gehäusetopfs 18.
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Der Gehäusetopf 18 ist als sogenanntes Hybridbauteil ausgestaltet. Er besteht im Wesentlichen aus Kunststoff, beispielsweise einem Polymerwerkstoff, in den ein in der 4 im Detail gezeigtes Einlegeteil 30 formschlüssig eingebettet ist. Das Einlegeteil 30 ist derart von dem Kunststoff des Gehäusetopfs 18 umschlossen, dass es keinen direkten Kontakt mit fluidführenden Bereichen des Fluidgehäuses 12, beispielsweise dem Aufnahmeraum 24, hat. Das Einlegeteil 30 befindet sich in einem Kraftfluss zwischen dem Gehäuse-Verbindungsabschnitt 26 und dem Gehäuse-Befestigungsabschnitt 28 des Gehäusetopfs 18. So können von dem Einlegeteil 30 entsprechend auf den Gehäusetopf 18 einwirkende Kräfte übernommen und das Kunststoffmaterial entlastet werden.
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Das Einlegeteil 30 ist einstückig realisiert und besteht aus Metall, beispielsweise Aluminium-Druckguss oder Blech, oder einem Verbundwerkstoff oder einer Kombination von unterschiedlichen Werkstoffen. Das Material des Einlegeteils 30 ist mechanisch stabiler als das Kunststoffmaterial des Gehäusetopfs 18.
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Das Einlegeteil 30 umfasst einen ringförmigen Versteifungsbereich 32. Der Versteifungsbereich 32 hat die Form eines runden Hohlzylinders. Der Versteifungsbereich 32 ist koaxial zur Achse 22 im Gehäuse-Verbindungsabschnitt 26 angeordnet. Er ist bezüglich der Achse 22 radial außen und radial innen und in axialer Richtung beidseitig von dem Kunststoff des Gehäusetopfs 18 umspritzt. Auf diese Weise wird der Versteifungsbereich 32 und damit das Einlegeteil 30 in axialer Richtung und radialer Richtung formschlüssig in dem Kunststoffmaterial des Gehäusetopfs 18 gehalten.
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Die radial innere Umfangsseite des Gehäuse-Verbindungsabschnitts 26 verfügt innerhalb des Versteifungsbereichs 32 über ein Innengewinde 34. Das Innengewinde 34 ist das topfseitige Teil einer Schraubverbindung, mit der der Gehäusedeckel in der Einbauöffnung 20 mit dem Gehäusetopf 18 verbunden werden kann.
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Auf der der offenen Seite der Einbauöffnung 20 axial abgewandten Seite geht der Versteifungsbereich 32 in insgesamt zwei Befestigungsbereiche in Form von Befestigungsschenkeln 36 über. Die Befestigungsschenkel 36 befinden sich auf bezüglich der Achse 22 etwa radial gegenüberliegenden Seiten. Sie erstrecken sich jeweils nach einer etwa S-förmigen Biegung etwa parallel zueinander von dem Versteifungsbereich 32 weg. In dem Gehäusetopf 18 erstrecken sich die Befestigungsschenkel 36 auf der jeweiligen Seite jeweils in einem der Flügel des Gehäuse-Befestigungsabschnitts 28. Der Gehäuse-Befestigungsabschnitt 28 und die darin eingebetteten Befestigungsschenkel 36 bilden einen Anschlussflansch, mit dem das Fluidfiltermodul 10 an dem Haltebauteil des Fluidsystems befestigt werden kann.
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Jeder Befestigungsschenkel 36 weist zwei Befestigungselemente 38 auf. Die Befestigungselemente 38 sind in dem Einlegeteil 30 integriert. Die Befestigungselemente 38 sind jeweils als hohlzylindrische Fixierhülsen ausgestaltet. Die gedachten Achsen der Fixierhülsen der insgesamt vier Befestigungselemente 38 verlaufen parallel zueinander und schräg tangential zu einem gedachten Zylinder um die Achse 22 (siehe 3). Jeweils eine zu einer gedachten Mittelebene mit der Achse 22 abgewandte Stirnfläche 40 der Befestigungselemente 38 befindet sich in einer gedachten Ebene, welche senkrecht zu deren jeweiligen Achsen verläuft. Die Ebene mit besagten Stirnflächen 40 verläuft schräg zur Achse 22 auf einer Seite der oben erwähnten gedachten Mittelebene. Die Befestigungsschenkel 36 verlaufen ebenfalls schräg zur Achse 22.
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An den Befestigungsschenkeln 36 liegen jeweils zwei Befestigungselemente 38 vor, eines an den freien Enden und eines dem Versteifungsbereich 32 zugewandt. Die Abschnitte der Befestigungsschenkel 36 zwischen den Befestigungselementen 38 erstrecken sich jeweils in einer entsprechenden gedachten Ebene, welche durch die Achsen der Befestigungselemente 38 des entsprechenden Befestigungsschenkels 36 verlaufen. Auf diese Weise kann eine stabile Kraftverbindung zwischen den jeweiligen Befestigungselementen 38 des entsprechenden Befestigungsschenkels 36 und dem Versteifungsbereich 32 erfolgen.
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An den Stirnflächen 40 der Befestigungselemente 38, die nicht überspritzt sind (siehe 1), können sich entsprechende Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben oder Bolzen, zur Befestigung an dem Halteteil des Fluidsystems oder Abstützmittel des Halteteils abstützen.
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Die Befestigungsschenkel 36 und die Befestigungselemente 38 sind jeweils in den Kunststoff des Gehäusetopfs 18 im Gehäuse-Befestigungsabschnitt 28 eingebettet. Dabei sind die jeweiligen Stirnflächen 40 und die jeweils bezüglich der Achse der Befestigungselemente 38 axial gegenüberliegenden Stirnflächen frei von Kunststoff. Ebenso sind die radial inneren Umfangsseiten der Befestigungselemente 38 frei von Kunststoff. Die Gehäuse-Befestigungsabschnitte 28 bilden im Bereich der Befestigungselemente 32 durchgängige Befestigungslöcher.
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An dem freien Rand des Versteifungsbereichs 32, welcher den Verbindungsschenkeln 36 bezüglich der Achse 22 abgewandt ist, erstrecken sich mehrere Stütznasen 42 mit jeweiligen Stützflächen nach radial außen. Die Stütznasen 42 ragen aus dem Kunststoff des Gehäuse-Verbindungsabschnitts 26 heraus. An den Stütznasen 42 wird das Einlegeteil 30 während des Umspritzvorgangs mit entsprechenden Werkzeugen in dem Kunststoff des Gehäusetopfs 18 positioniert und bis zum Erstarren des Kunststoffs fixiert. Die Stütznasen 42 kommen im Spritzgießwerkzeug in Kontakt mit werkzeugseitigen Pins und sollen während des Spritzvorgangs die axiale Bewegung des Einlegers begrenzen, somit sind die Stütznasen 42 nur teilweise, nämlich in den Kontaktbereichen zu den werkzeugseitigen Pins nicht überspritzt. Generell können natürlich auch Stütznasen 42 zu einer radialen Festlegung des Einlegers in Spritzgusswerkzeug vorgesehen sein.
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Das Einlegeteil 30 steht insgesamt lediglich mit den Stirnflächen 40, den gegenüberliegenden Stirnflächen und den Stütznasen 42 in direktem Kontakt mit der das Fluidgehäuse 12 umgebenden Umgebung. Die Stirnflächen 40, die gegenüberliegenden Stirnflächen und die Stütznasen 42 bilden deutlich weniger als 50 % der Oberfläche des Einlegeteils 30, so dass weniger als 50 % der Oberfläche des Einlegeteils 30 mit der Umgebung in Kontakt stehen.
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In den 5 bis 7 ist ein Fluidgehäuse 12 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 bis 4 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Einlegeteil 30 zusätzlich über einen Abstützabschnitt 144 verfügt. Der Abstützabschnitt 144 erstreckt sich an dem freien Ende eines der Befestigungsschenkel 36. Der Abstützabschnitt 144 erstreckt sich nach einer entsprechenden Biegung etwa parallel zu den Achsen der Befestigungselemente 38 zu dem Auslassstutzen 16 hin. Mit dem Abstützabschnitt 144 wird der Auslassstutzen 16 gestützt. Der Abstützabschnitt 144 verfügt über eine Auslassstutzenöffnung 146, durch welche koaxial zu dieser der Auslassstutzen 16 führt.
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Der Abstützanschnitt 144 ist mit Kunststoff umspritzt. Der den Abstützabschnitt 144 umgebende Kunststoff geht einstückig in den Kunststoff des Gehäuse-Befestigungsabschnitts 28 über.
